工程测量学课件第一章

G
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二、确定地面点位的方法
地面点的空间位置可以用点在水准面或水 平面上的位置（X，Y）及点到大地水准面的 铅垂距离（H）来确定。 C
如地面点：
A
B
A （X，Y，H） X
c
a
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b Y
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1、地面点的高程
地面点的高程： 地面点沿铅垂方向到 大地水准面的距离。
注：地面点在大地水 准面以上，H为正； 地面点在大地水准 面以下，H为负。 如图：HA= 166.780m HB= - 136.6整8理0pmpt
纬线 N
的子午面NGS 。
起 始
子午线：子午面与地球面的交线，子午 G
线
又叫经线。
O
W
纬 线：垂直于地轴的平面与地
球面的交线。
赤道平面：垂直于地轴并通过 起始子午面
地球中心的平面WME。
赤 道：赤道平面与地球面
S
的交线。
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赤道平面 E
赤道
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大地经度：过P点的子午面NPS与首子午面NMS所构
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2、高斯投影的原理
高斯投影采用分带高投斯投影影平。面 将椭球面
按一定经差分带，分别进行投影。
N
中
央
子
午 线
赤道
c
赤道
S
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高斯投影平面
中
央
子
午
赤道
线
高斯投影必须满足：
1．高斯投影为正形投影， 即等角投影；
2．中央子午线投影后为直 线，且为投影的对称轴；
3．中央子午线投影后长度 不变。
简称“高斯投影”。
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自由静止的水面称为水准面。水准面是由于水面上 的每一个分子到重力的作用而形成一个重力等位面， 它是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。
2、地球的物理表面——水准面
水准面
地球自 然表面
大地水准面：
作用： 大地水准面是测量工作 的基准面。
大地体：大地水准面所包围的形体。
该几何体必须满足两个条件： ① 形状接近地球自然形体； ② 可以用简单的数学公式表示。
大地原点：全国统一坐标的起算点。
我国大地原点，即
椭球定位最佳拟合的参 考点
我国统一采用的坐 标系为“1980年国 家坐标系”。
测量工作的基准线和基准面
测量工作的基准线—铅垂线（重力的作用线） 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。
O 铅垂线
优点：① 减少误差积累； ② 避免错误发生 ③ 提高工作效率。
§1.5现代测绘科学技术发展简介
1．我国古代测量学的成就
2．目前测量学发展状况及展望 测量室内外一体化。 GPS（Global positioning system）的发展。 RS（Remote sense）的发展。 GIS（Geographic information system）的发展。 3S技术的结合和数字地球的概念。
上述内容,具体地说包括如下六项基本技能: 测、记、算、绘、用、放。 测 ── 仪器使用和观测的正规操作方法。 记 ── 正规的记录方法。 算 ── 准确地按正规格式进行内业计算或 应用计算机编程进行计算。 绘 ── 绘制地形图方法。 用 ── 地形图的阅读与应用方法。 放 ── 正规的施工放样及施工质量检测方 法。 四心──热心、爱心、耐心、齐心 。
二、对高程的影响

测量分类
按测量方式可分为直接测量、间接测量和组合测量；按测量精度可 分为等精度测量和不等精度测量。
测量误差与精度
误差定义
01
测量误差是测量结果与真值之差，分为系统误差、随机误差和
粗大误差。
精度定义
02
精度是衡量测量结果可靠性和准确性的指标，通常用相对误差
和绝对误差来表示。
误差处理
03
误差处理包括误差识别、误差分析和误差减小。
课程目标
掌握工程测量的基本概念 、原理和方法；
了解工程测量的实际应用 和案例分析；
熟悉各种测量仪器的使用 和操作；
培养解决实际问题的能力 ，提高实践操作技能。
02
工程测量的基础知识
测量的基本概念
测量定义
测量是利用测量仪器或工具，通过一定的操作，获得被测对象量 值的过程。
测量要素
被测对象、计量单位、测量精度和测量方法。
THANK YOU
感谢各位观看
05
工程测量的应用
建筑工程测量
建筑工程测量是工程测量的重要应用领 域之一，主要涉及建筑物的规划、设计 、施工和运营各阶段的测量工作。
在运营阶段，需要进行建筑物的沉降观 测、维护保养等，确保建筑物的正常使 用和安全。
在施工阶段，需要进行施工放样、建筑 物的安全监测等，确保施工质量和安全 。
在规划阶段，需要进行地形测量、地质 勘察等，为建筑设计提供基础数据。
测量工具与设备
传统测量工具
钢卷尺
用于测量长度，精度高 ，使用方便。
水准仪
用于测量水平面或倾斜 角度，常用于建筑工地
和道路建设。
罗盘
用于确定方向，常用于 地质勘探和地下工程。
测距仪

(１)本科生:测绘工程 (２)研究生:大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、
地图制图学与地理信息工程
§ 1.1 测绘学与测量学
2.测绘学研究的具体内容
（１）测量学 ——研究地球形状和大小(包括地球重力场) ——确定地面点的空间位置(含地下和空间)
（２）地图制图学 ——研究社会和自然信息的地理分布 ——绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图
• 望远镜的发明，推动了光学测量仪器（如光学 水准仪、经纬仪）的发展和广泛使用
• 1859年第一台地形摄影机在法国制造，洛斯达 开创了地面摄影测量方法
• 1903年飞机的发明，1915年第一台自动连续航 空摄影机在德国蔡司测绘仪器厂研制成功，使 航空摄影测量成为现实
• 1947年瑞典生产第一台光电测距仪，世界从此 进入电子测量时代。随后相继出现了微波测距 仪、激光测距仪、红外测距仪等
实验，推论地球是椭球；1687年，英国牛顿在《自然哲学的数学 原理》书中根据万有引力定律证明了地球是旋转椭球的理论
一、测绘学的发展简史(3)
高斯（C.F.Gauss，1777~1855年） 世界近代测量史的杰出代表，现代测绘科学的奠基人，
德国著名的数学家、物理学家、天文学家。
• 1794年，最早提出最小二乘法，奠定了的近代测量平 差理论的基础，1809年正式发表（概率论创始人法国 拉格朗日1806年发表最小二乘原理）
• 第二部分：专业部分（后3章） （1）第11、12章——测设基本工作与施工测量 （2）第13章——变形观测
第１章 绪 论
§ 1.1 测绘学与测量学
一、测量学与制图学统称为测绘学
1. 测绘学定义 测绘学是研究地球整体及其表面和外层空间中的
各种自然物体和人造物体的有关信息，并对这些地理 空间信息进行采集、处理、管理、更新和利用的一门 科学。 测绘科学是国家一级学科,其二级学科包括:

安全使用.
• 总而言之,在工程建设的各个阶段都需要进行测量工作, 并且测量的精
度和速度直接影响到整个工程的质量和进度.
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第二节 地面点位的确定
• 一、地球的形状和大小
• 测量工作的主要研究对象是地球的自然表面. 地球的自然表面极为复
杂, 有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等高低起伏的形
基准是法线和参考椭球面,它用大地经度L 和大地纬度B 表示.
• 地面点P 的经度是指过该点的子午面与首子午线之间的夹角,用L 表示.
经度从首子午线起算,往东自０°至１８０°称为东经;往西自０°至
１８０°称为西经.地面点P 的纬度是指过该点的法线与赤道面之间
的夹角, 用B 表示. 经度从赤道面起算, 往北自０°至９０°称为北纬;
第一章
绪论
• 第一节
建筑工程测量概述
• 第二节
地面点位的确定
• 第三节
测量工作的实施
• 第四节
测量误差的基础知识
第一节
建筑工程测量概述
• 一、测量学
• (一)测量学发展概况
• 测量学是一门历史悠久的科学, 早在几千年前, 我国、埃及等世界文明
古国的人们, 就把测量技术应用于土地划分、河道整治及地域图测绘
午面.
• P 点天文经度λ 的定义是:过P 点的天文子午面 NPKS与首子午面
NGMS 的两面角. 从首子午线向东或向西计算, 取值范围为０°~１８
０°. 在首子午线以东者为东经; 以西者为西经.同一子午线上各点的
经度相同.过P 点垂直于地球旋转轴的平面与地球表面的交线称为P
点的纬线,其所在平面过球心O 的纬线称为赤道.
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《工程测量学》PPT课件
本课件旨在介绍《工程测量学》的核心内容，从测量误差到数字化测绘技术， 帮助学生深入理解和应用工程测量学知识。
工程测量学简介
工程测量学是研究在工程建设和地理信息领域中，通过各种测量方法获取和 处理空间数据的学科。
测量误差及其分类
测量误差是指测量结果与真值之间的差异，根据引起误差的原因和性质，可以将其分为随机误差和系统 误差。
测量仪器的选择和使用
在工程测量中，根据测量任务的不同，需要选择适合的测量仪器，同时正确使用仪器来保证测量的准确 性。
测量基准及其分类
测量基准是指用于建立和参照测量坐标系的参考点或参考面，根据其性质和用途，可以分为水平基准和 垂直基准。
坐标系及其转化
坐标系是用来描述和定位空间点或物体位置的数学参照系统，坐标系的转化 是指在不同坐标系之间进行坐标转换。
平面坐标测量方法
平面坐标测量是工程测量中常用的测量方法，包括传统的总距法、导线测量法以及现代的全站量物体在垂直方向上的位置信息，常用的方法包括水准测量、 GPS测高、雷达高程测量等。
高程基准面及其确定
高程基准面是用来表达和比较不同地点高程差异的参考面，确定高程基准面 是高程测量中的重要问题。

4、测量的基本工作和使用的仪器
❖ 距离测量(平距、斜距)
❖ 角度测量（水平角、竖直角） ❖ 高程测量（ hPA hAB ） A hPA
E
大地水准面
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
3、地面上点位的表示方法
▪ 坐标
▪ 高程
➢地理坐标(N,E)
➢绝对高程
➢高斯平面直角坐标(x,y) ➢相对高程
3、2000国家大地坐标系
CGCS2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的 整个地球的质量中心，属于地心坐标系。
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
x A（315.6，269.8）
(269.8) A
Ⅳ
Ⅰ
o
Ⅲ
Ⅱ
(315.6)
y
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
我国目前使用的坐标系
本标准适用于已投入商业运行的火力 发电厂 纯凝式 汽轮发 电机组 和供热 汽轮发 电机组 的技术 经济指 标的统 计和评 价。燃 机机组 、余热 锅炉以 及联合 循环机 组可参 照本标 准执行 ，并增 补指标 。
我国常用的高程系统：

海洋测量学
任务1.1 测绘学的概念及其分类
全球卫星定位系统（GNSS） 7） 是利用卫星信号进行导航定位的各种定位系统统称。目 前已建或正在建的全球卫星定位系统有美国的GPS卫星、俄 罗斯的GLONASS卫星、欧盟的伽利略（GALILEO）卫星及 中国的北斗卫星（BDS）。
遥感学 ( Remote Sensing ，RS） 定义：它是研究以海洋水体和海底为对象所进行的测量 8） 和海图编制理论和方法的学科。 地理信息系统(简称GIS )
1. 天 文 地 理 坐 标 系
天文地理坐标系
任务1.3 地面位置点的确定
以参考椭球面为基准面，地面 点沿椭球面的法线投影在该基 准面上的位置，称为该点的大 地坐标。该坐标用大地经度 （L）和大地纬度（B）表示。 包含地面点 P 的法线与地 球旋转轴 NS的平面称为点 P 的 大地子午面。过点 P 的大地子 午面与本初大地子午面所夹的 两面角就称为点 P 的大地经度。 用 L 表示，其值分为东经 0°～ 180°和西经0°～180°。 过点 P 的法线与椭球赤道 面所夹的线面角就称为点 P 的 大地纬度。用 B 表示，其值分 为北纬0°～90°和南纬0°～90°。
1.3.4 空间平面直角坐标系
空间直角坐标系又称 为地心坐标系，卫星大地
测量是利用空中卫星的位
置来确定地面点的位置。 由于卫星围绕地球质心运 动，所以卫星大地测量中 需采用地心坐标系。
地心坐标系
任务1.3 地面位置点的确定
1.3.5 高程
1. 高程的分类 1）绝对高程（海拔） 在一般的测量工作中都以大地水准面作为高程起算的基准面。 因此，地面任一点沿铅垂线方向到大地水准面的距离就称为该点的
任务1.3 地面位置点的确定