测量学00绪论

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1、第一章 绪 论1 测量学简介2 地球的形状和大小3 测量坐标系与地面点位的确定4 地球曲率对测量工作的影响5 测量工作概述测量学 第一章 绪 论问题：什么是测量学？测量学干什么用？测量学有哪些分支学科？定义：定义：测量学是研究地球的形状和大小，确定地球表面各种物体的形状、大小和空间位置的科学。地物和地貌总称为地形地形。地表物体地物地物：地面上天然或人工形成的物体，如平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、桥梁等； 地貌地貌：地表高低起伏的形态，如山地、丘陵和平原等。任务任务：测定和测设。 测定测定：使用测量仪器和工具，通过测量和计算将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地形图，供科学

2、研究和工程建设规划设计使用。 测设测设：将在地形图上设计出的建筑物和构筑物的位置在实地标定出来，作为施工的依据。测量学的分类测量学的分类 大地测量学 摄影测量学 地图制图学 普通测量学 工程测量学大地测量学：以地球表面大区域为研究对象，主要研究地球的形状、大小及地球重力场的理论和测定方法。摄影测量学：以获取地表摄影像片和辐射能的各种图像记录为手段，经过对图像的处理、量测、判读和研究，解决地形图测绘和环境信息的一门学科。地图制图学：利用测量所得的资料，研究如何投影编绘成地图，以及地图制作的理论、工艺技术和应用等方面的测绘科学。普通测量学：主要研究测量的基本原理、大比例尺地形图测绘理论、方法和工程

3、测量的基本方法。以地球表面小区域为研究对象。工程测量学：研究各项工程在规划设计、施工放样、竣工验收和运营等阶段的测量理论和方法的一门学科。问题：地球是什么形状？有多大？在测量学中怎么来表示地球的形状和大小？地球的形状和大小：地球的自然表面，地球的自然体。大地水准面，大地体。参考椭球面，参考椭球体。地球的形状：地球形状的物理表达： 重力地球质点受万有引力与离心力的合力 铅垂线方向重力方向离心力万有引力重力南极北极地球形状的物理表达：水准面静止不动的水面延伸穿过陆地包 围整个地球，形成的封闭曲面。水平面与水准面相切的平面称为。处处与铅垂线垂直的连续封闭曲面。水准面不唯一水准面不唯一南极北极地球形状

4、的物理表达：3）大地水准面大地水准面是指平均静止的海水面向陆地延伸形成的一个封闭曲面。与平均海水面吻合的水准面。大地水准面唯一大地水准面唯一地球形状的物理表达：测量工作的基准线：铅垂线铅垂线。测量工作的基准面基准面：大地水准面大地水准面。大地体大地体大地水准面所包围的地球形体。大地体代表了地球的形状和大小。地球形状的数学表达：选择一个与大地水准面非常接近、能用数学方程表示的椭球面作为投影基准面。南极北极法线铅垂线P地球形状的数学表达：参考椭球参考椭球由椭圆绕其短轴旋转而成的旋转椭球。基准面：参考椭球面参考椭球面参考椭球表面。基准线：法线法线由地表任一点向参考椭球面作垂线。地球形状的数学表达：

5、确定椭球大小的参数： 长半轴a和扁率f 椭球定位： 参考椭球相对大地水准面的位置 大地原点大地原点参考椭球面与大地水准面相切的点 在大地原点处，铅垂线与法线重合在大地原点处，铅垂线与法线重合abaf地球形状的数学表达：我国现用的几个参考椭球元素值1975年16届“国际大地测量及地球物理联合会”通过并推荐的椭球，简称IUGG1975椭球1979年17届“国际大地测量及地球物理联合会”通过并推荐的椭球，简称IUGG1979椭球克拉索夫斯基椭球问题：测量中是怎么确定地面点位的？测量坐标系有哪些？测量坐标系是怎么建立的？表示地面点在某空间坐标系的位置需三个参数确定地面点位即确定其在某个空间坐标系的三维

6、坐标。测量学将空间坐标系分为参心坐标系参心坐标系和地心坐标系地心坐标系。以参考椭球中心为坐标原点以地球质量中心为坐标原点1. 确定点的球面位置的坐标系 测量上将空间坐标系分解成确定点的球面位置的坐标系坐标系(二维二维)和高程系高程系(一维一维)。 确定点的球面位置的坐标系有地地理坐标系理坐标系和平面直角坐标平面直角坐标两类。 1）地理坐标天文地理坐标基准线：铅垂线基准面：大地水准面大地地理坐标基准线：法线基准面：参考椭球面（1）天文地理坐标天文子午面过地面点的铅垂线与地球旋转轴形成平面天文子午线天文子午面与大地水准面的交线首子午面过英国格林尼治天文台的天文子午面南极北极P格林尼治天文台首子午线

7、天文经度：过地面点的天文子午面与首子午面的两面角。从首子午面向东或向西计算，范围 0180。首子午线以东为东经，以西为西经。天文纬度：过地面点的铅垂线与赤道面的夹角。自赤道起向南或向北计算，范围 090。赤道以北为北纬，以南为南纬。 用天文测量方法测定地面点的天文经度，用天文测量方法测定地面点的天文经度，天文纬度。天文纬度。南极北极P（2）大地地理坐标格林尼治天文台LLB首子午线大地经度L：过地面点的大地子午面与首子午面的两面角大地纬度B：过地面点的法线与赤道面的夹角大地经、纬度是根据大地经、纬度是根据起始大地点起始大地点的大地坐标按大地测量所得数据推算得到的大地坐标按大地测量所得数据推算得到

8、大地原点该 点 大 地 经纬度与天文经纬度一致2）平面直角坐标系球面坐标对局部测量不方便，为了实用和计算方便起见，常用平面来代替球面。要将曲面展成平面必然会产生破裂和变形。解决方法地图投影（1）高斯投影保持球面上的角度不变边长存在变形等角投影等角投影地球按经线划分为带投影带投影带分带投影分带投影用空心椭圆柱横套在参考椭球外面，椭圆柱的轴与地轴垂直。椭圆柱与某一子午线某一子午线相切。椭球面上图形按保角投影原理投影到椭圆柱体面上。沿过南北极的母线切开椭圆柱体，展开成平面。中央子午线中央子午线投影带道道赤赤中中央央子子午午线线NS66（2）投影带的划分 统一统一6 6带高斯投影带高斯投影首子午线起，