工程测量学2章水准测量

第一章绪论内容：掌握工程测量的基本概念、任务与作用；理解水准面、大地水准面、地理坐标系（大地、天文）、独立平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系、绝对高程、相对高程和高差的概念；了解用水平面代替水准面的限度、测量工作的组织原则和程序及本课程的学习方法。

重点：测量上平面直角坐标系与数学上笛卡尔平面直角坐标系的异同；测量工作的组织原则和程序。

难点：大地水准面、高斯平面直角坐标系的概念；地面上点位的确定方法。

§ 1.1 测量学的发展、学习意义及要求一、测量学的发展概况1、我国古代测量学的成就我国是世界文明古国, 由于生活和生产的需要, 测量工作开始得很早，在测量方面也取得了辉煌的成就。

现举出以下几例。

（1）长沙马王堆三号墓出土的西汉时期长沙国地图——世界上发现的最早的军用地图。

注：世界上现存最古老的地图是在古巴比伦北部的加苏古巴城（今伊拉克境内）发掘的刻在陶片上的地图。

图上绘有古巴比伦城、底格里斯河和幼发拉底河。

大约是公元前2500 年刻制的，距今大约四千余年了。

（2）北宋时沈括的《梦溪笔谈》中记载了磁偏角的发现。

（3）清朝康熙年间，1718 年完成了世界上最早的地形图之一《皇与全图》。

在清朝康、雍、乾三位皇帝的先后主持下，自康熙十七年至乾隆二十五年，即1708 年至1760 年的五十余年间，是中国大地测量工作取得辉煌成就，绘制全国地图、省区地图和各项专门地图最多的兴盛时期，亦是世界测绘史上首创中外人士合作先例，在一千余万平方公里的中国大陆上完成了大规模三角测量的宏伟业绩。

2、目前测量学发展状况及展望（1）全站仪的测量室内外一体化。

（2）全球定位系统GPS （Global positioning system ）的发展。

（3）遥感RS （Remote sense ）的发展。

（4）地理信息系统GIS （Geographic information system ）的发展。

（5）3S 技术的结合, 和数字地球（digital earth ）的概念。

《测量学A》课程复习提纲第一章绪论1、什么是测量学？测量学是研究地球的形状、大小以及地表(包括地面上各种物体〕的几何形状及其空间位置的科学。

2、名称解释水准面：处处与重力方向垂直的连续曲面大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲面绝对高程：地面上一点到大地水准面的铅垂距离〔H〕相对高程：地面上一点到假定水准面的铅垂距离〔H’〕高差：地面上两点间的高程之差。

〔h〕水准面的特点？①重力等位面，其外表处处与重力方向垂直。

②有无穷多个，但各水准面之间是不平行的。

③是不规则的闭合曲面。

我国目前采用高程基准：1985年国家高程基准测量外业与外业工作的基准面和基准线？测量工作的基准线—铅垂线测量工作的基准面—大地水准面测量内业计算的基准线—法线测量内业计算的基准面—参考椭球面3、测量常用坐标系有哪些？大地坐标系、空间直角坐标系、高斯平面直角坐标系等。

高斯投影特点？①中央子午线投影后为直线，且长度不变。

②除中央子午线外，其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，并以中央子午线为对称轴。

投影后有长度变形。

③赤道线投影后为直线，但有长度变形。

高斯坐标系如何建立？根据高斯投影的特点，以赤道和中央子午线的交点为坐标原点，中央子午线方向为x轴，北方向为正。

赤道投影线为y轴，东方向为正。

横坐标通用值的组成？由于我国位于北半球，东西横跨12个6°带，各带又单独构成直角坐标系。

故：X值均为正，而Y值则有正有负。

为了防止坐标出现负值，将每个投影带的坐标原点向西移500km，则投影带中任一点的横坐标值也恒为正值。

为了能确定某点在哪一个6°带内，在横坐标值前冠以带的编号。

这种由带号、500km和自然值组成的横坐标Y称为横坐标通用值。

例1：某点的国家统一坐标Y =19123456.789m，则该点位于第19带内，其相对于中央子午线的实际横坐标值为：Y=-376543.211m 。

例2：有一国家控制点的坐标：x=3102467.280m ,y=19367622.380m〔1〕该点位于6°带的第几带？第19带〔2〕该带中央子午线经度是多少？L。

第二章水准测量导语：复习第一章有关确定点的三要素和测量的三项基本工作，引出高程测量的概念。

重点：1、水准测量原理2、水准测量的仪器、工具及其使用3、水准测量的方法4、水准测量原成果计算.难点：水准测量成果计算。

教学要求：掌握：1、水准测量仪器及工具的使用方法2、水准测量的施测及计算方法3、规范水准测量的记录格式理解：水准测量原理应用：水准测量施测内容：高程测量常用方法:水准测量三角高程测量气压高程测量水准测量因其测量精度最高,所以在国家控制测量和工程勘测及施工测量中被广泛采用§2.1水准测量原理原理:利用水准仪提供的水平视线测定已知点和未知点间的高差,求出未知点高程的方法。

H B =HA+a-b, H=a-bH B =HA+hAB前进方向注: a—后视读数：后视方向的读数b—前视读数: 前视方向的读数测量前进的方向称为前视方向 (已知点—未知点)§2.2水准测量的仪器和工具本节重点:1、DS3水准仪的构造2、水准尺及其使用一、DS3微倾式水准仪的构造照准部:望远镜、水准器基座1、望远镜:物镜、目镜、调焦透镜、十字丝分划板.十字丝分划板:竖丝、横丝是为瞄准目标和读数用的.在横丝的上、下还有对称的两根短横丝,用来测量距离,称为视距丝.视准轴:十字丝交点与物镜光心的连线.物体在目镜中看到的是放大的、倒立的虚象.2、水准器①圆水准器:粗平圆水准器的主要功能是当圆水准气泡居中时,表明圆水准器轴处于铅垂位置,望远镜大致水平。

②管水准器:精平管水准器的主要功能是当水准器气泡居中是,表明管水准器轴处于水平位置,从此判断望远镜的视线是否处于水平位置.衡量水准器精确程度的指标:水准管分划值。

一般管水准器20”/2mm，圆水准器8~10’/2mm。

水准管分划值:水准管上2mm圆弧所对的圆心角“て”て越小,精度越高.水准管轴:管水准器水准管内圆弧中点的水平切线.圆水准管轴: 管水准器内圆圈中点与球心的连线.为了使管水准器精确水平，加一组棱镜系统，称为复合水准器。

工程测量学课后部分答案卷子结构：名词解释5题、填空10题、（选择10题）、简答2题、计算4题（第二章1题、第三章2题、第四章1题，共35′）第一章：绪论1、什么叫水准面？它有什么特性？（P3）假想静止不动的水面延伸穿过陆地，形成一个闭合的曲面，这个曲面称为水准面。

特性：面上任意一点的铅垂线都垂直于该点的曲面。

2、什么叫大地水准面？它在测量中的作用是什么？（P3）水准面中与平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面。

作用：外业测量的基准面。

3、什么叫高程、绝对高程和相对高程？（P7）高程、绝对高程：地面点到大地水准面的铅垂距离称为绝对高程，简称高程。

相对高程：假定一个水准面作为高程起算面，地面点到假定水准面的铅垂距离称为相对高程。

4、什么情况下可以采用独立坐标系？（P6）测量学和数学中的平面直角坐标系有哪些不同?(P7)当测量范围较小时，可以不考虑地球表面的曲率点测量的影响，把该测区的地表一小块球面当做平面看待，建立该地区的独立平面直角坐标系。

3点不同：○1数学平面直角坐标系横轴为x轴，竖轴为y轴，测量中横轴为y轴，竖轴为x 轴。

○2数学平面直角坐标系象限按逆时针方向编号，测量学中坐标系象限按顺时针方向编号。

○3测量坐标系的坐标轴一般具有方向性：其纵轴沿南北方向（中央子午线方向）、横轴沿东西方向（赤道方向）；数学坐标系对坐标轴方向没有特定要求。

5、设我国某处点A的横坐标Y=19689513.12m，问该点位于第几度带？A点在中央子午线东侧还是西侧，距离中央子午线多远（即坐标值）？A点的横坐标为Y=19689513.12m，由于A点在我国，且整数有8位，所以其坐标是按6度带投影计算而得；横坐标的前两位就是其带号，所以A点位于第19带。

由横坐标公式Y=N*1000000+500000+Y’(N为带号),所以Y’=189513.12m,其值为正，所以在中央子午线东侧，距中央子午线为189513.12m。

6、用水平面代替水准面对高程和距离各有什么影响？（P8-P9两表，理解意思记住结论）a.对距离的影响∵D = R θ;·D′= R tanθ∴△D = D′- D = R ( tanθ - θ )= D3 / 3R2∴△ D / D = ( D / R )2 / 3用水平面代替大地水准面对距离的影响影响较小，通常在半径10km测量范围内，可以用水平面代替大地水准面；b.对高程的影响∵( R + △ h )2= R2+ D′2∴2 R △ h + △h2= D′2△h = D2 / 2 R对高程的影响影响较大，因此不能用水平面代替大地水准面。