第1页：课程性质与教学安排
学习“土木工程测量”课程的性质土木工程测量，专业基础课；土木工程等专业的基本技术；工程建设的主要导向技术。学习理论教学、实验教学、实习教学。根据理论教学需要开展实验教学，完成必要的作业；实习教学将作为独立课程在理论教学之后进行。通过理论教学、实验教学、实习教学达到掌握工程测量技术的目的。希望努力学习，刻苦训练，真正掌握土木工程测量技术，为工程建设服务。
第2页：第1章绪论知识要点
第1章 绪论 知识要点与掌握程度
- 知识要点
- 测量学的分类与任务；基准面、平面坐标系与高程；地球形状、定位方法与定位误差；定位参数、定位元素与测量基本原则。
- 掌握程度
- 准确理解测量学的基本概念；掌握测量坐标系统的构成与使用方法。
第3页：测量学的定义与基本概念
1.1土木工程测量学的任务及作用
- 测量学是研究地球形状、大小及确定地球表面空间点位，以及对空间点位信息进行采集、处理、储存、管理的科学。按照研究的范围、对象及技术手段不同，又分为诸多学科。
- 1.基本概念。
第4页：测量学的分支学科
大地测量学
- 摄影测量与遥感学
- 地图学
- 海洋测绘
- 工程测量学。
- 工程测量学。研究工程建设与自然资源开发中在规划、勘测设计、施工与管理各个阶段进行的测量理论与技术的学科。工程测量学是测绘科学技术在国民经济和国防建设中的直接应用。
- 2.测量学的分类
第5页：土木工程测量学的任务
1.2土木工程测量学的任务
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第6页：土木工程测量学的作用
1.2土木工程测量学的作用
- 1.测量是土木工程规划建设的重要依据。
- 2.测量是土木工程勘察设计现代化的重要技术。
- 3.测量是土木工程顺利施工的重要保证。
- 4.测量是房地产管理、工程综合质量检验、重要土木工程设施安全监视的重要手段。
第7页：测量坐标系统与地球形状
1.2测量坐标系统地球形状
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第8页：
第9页：
第10页：
第11页：地球表面的起伏
测量工作是在地球表面进行的。地球表面虽然很不规则，有高山、平原、丘陵、海洋等。但这些起伏相对于地球本身十分微小。
第12页：地球形状的抽象
抽象一、地球的形状
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第13页：大地体与旋转椭球体
实际地球地球表面大地体旋转椭球体大地水准面旋转椭球面一、地球的形状
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第14页：两个椭球面的区别
大地体旋转椭球体大地水准面参考椭球面？为什么需要抽象出两个‘椭球’
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第15页：地球的形状与大小
地球的形状与大小
- 地球是一个表面起伏较大的椭球：地球表面最高峰 8844.43m（8848.13m），海洋底部最深处 11022.00m，最大高差近 20km。
- 地球又是一个近似光滑的水球：大陆面积占 29%，海洋面积占 71%。
- 地球平均半径：6371km。
第16页：测量基准面的概念
一、测量基准面的概念
- 1．垂线
- 重力的作用线称为铅垂线，简称垂线。(万有引力与离心力)
- 2．水准面
- 某一时刻处于没有风浪的海洋水面，称为水准面。理想化的静止曲面。
- 3．大地水准面
- 没有风浪没有潮汐的平均海水面就称为大地水准面。
第17页：大地体与参考椭球体
- 3．大地水准面：没有风浪没有潮汐的平均海水面就称为大地水准面。
- 4．大地体：大地水准面包围的曲面形体称为大地体。
- 水准面、大地水准面不规则。大地体不规则。
- 5．参考椭球体：
第18页：坐标系统
二、坐标系统
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第19页：参考椭球体的参数
参考椭球体的参数
- 1．1980年以后IAG-75参数:
- R=6378140米，α=1/298.257，
- 推算值b=6356755.288米。
- 2．1954年北京坐标系参数:
- 前苏联克拉索夫斯基参数，
- R=6378245米，α=1/298.3，
- 推算值b=6356863.019米。
- 3．平均参数:R=6371000米。
第20页：大地坐标系统
1、大地坐标系统
- 大地坐标系统是以参考椭球体面为基准面的球面坐标系，
- 通常以大地经度和大地纬度表示，
- 简称经度(L)，纬度(B)。L、B或称为大地坐标。
- B: 29°33′45.″8036
- L: 119°51′28.″7441
第21页：高斯平面直角坐标系统
2、高斯平面直角坐标系统
- 大地坐标表示地面点的球面坐标，工程设计上需要点位平面位置。工程建设在地球曲面上完成，工程设计均在平面上进行。“平面”与“曲面”必然有矛盾。高斯平面直角坐标系是一种应用广泛的坐标系统，可以解决这类问题。
- 1.高斯投影的几何意义：
- 1)沿N、S两极在参考椭球面均匀标出子午线(经线)和分带。
- 2)假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上。
- 3)地球表面投影到横椭圆柱面上。
- 4)展开成高斯平面。
第22页：高斯投影的分带
- 沿N、S两极在参考椭球面均匀标出子午线(经线)和分带。
- 按经差L分带
- 边缘子午线
- 中央子午线
第23页：横椭圆柱面套合示意
假想一个横椭圆柱面套在参考椭球面上
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第24页：地球表面投影到横椭圆柱面
地球表面投影到横椭圆柱面上
- 地球的投影
- 红线是投影线
- 取出地球的投影---剪开---压平后
第25页：高斯平面的特点
高斯平面的特点
- 1)投影后的中央子午线NBS是直线，长度不变。
- 2)投影后的赤道ABC是直线，保持ABC⊥NBS。
- 3)离开中央子午线的子午线投影是以二极为终点的弧线，离中央子午线越远，弧线的曲率越大，说明离中央子午线越远投影变形越大。
第26页：高斯平面直角坐标系的建立
高斯平面直角坐标系的建立
- 建立规则:
- ①X轴是中央子午线NBS的投影，北方为正方向；
- ②Y轴是赤道ABC的投影，东方为正方向；
- ③原点，即中央子午线与赤道交点用O表示；
- ④四象限按顺时针顺序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ排列
第27页：高斯平面坐标的表示意义
高斯平面直角坐标表示地面点位置
- 坐标示例：x=2433586.693m，y=38514366.157m。
- x 表示点在高斯平面上至赤道的距离，为 2433586.693m。
- y 包括投影带带号、附加值 500km 和实际坐标 Yp 三个参数，即 y=带号 N（或 n）+500km+Yp，本例为 38+500+14366.157m。
第28页：全球高斯投影带
全球高斯投影带高斯投影根据Δ逐带连续进行，全球连续逐带高斯投影展开成如下图的高斯平面。L=6六度带中央子午线经度Lo=6N-3L=3三度带中央子午线经度Lo=3n
第29页：投影带的中央子午线与编号
投影带的中央子午线与编号
- L=6六度带中央子午线经度Lo=6N-3
- L=3三度带中央子午线经度Lo=3n
- 我国在大地坐标系中的经度位置74°～135°
- 六度带编号N在我国:在13～23之间。
- 三度带编号n在我国:在25～45之间。
第30页：独立平面直角坐标系
3、独立平面直角坐标系
- 独立平面直角坐标系建立没有高斯平面直角坐标系那样严格的规则，主要表现在:
- 1.坐标系X轴所在的中央子午线的经度可按不同要求采用其他的经度，具有一定的随意性；
- 2.坐标轴X轴的正方向不一定指向北极，可根据工作需要自行确定，具有某种实用性；
- 3.坐标系原点不一定设在赤道上，一般设在有利于工作的范围内，具有相应的区域性。
第31页：测量坐标系与数学坐标系
测量平面坐标系与数学坐标系
数学上的三角公式 x=s×cosα、y=s×sinα 适用于测量平面坐标系，但两坐标系的轴向与象限排列方向不同：测量坐标系以 x 轴向北、y 轴向东，四象限按顺时针排列。
第32页：高程系统与地面点高程
三、高程系统
地面点高程：地面点到某一高程基准面的垂直距离。
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第33页：绝对高程、相对高程与高差
- 绝对高程
- 地面点沿其垂线到似大地水准面的垂直距离。
- 相对高程
- 地面点沿其垂线到假定的似大地水准面的垂直距离。
- 高差
- 二个地面点的高程之差，用h表示。三、高程系统
第34页：地面点定位的概念
1.3地面点定位的概念
- 一、地面点定位元素
- 二、地面点定位原理
- 三、地面点定位的程序与原则
第35页：地面点定位元素
一、地面点定位元素
- 角度测量、距离测量、高差测量————三项基本工作。
- 角度(β)、距离(D)、高差(h)————称为定位元素。
第36页：间接定位元素
- 地面点的定位参数x、y、H不能直接测量得到，但可以利用地面点的直接定位元素按某种规定的法则推算得到，
- 故x、y、H为间接观测量，或称为间接定位元素。
第37页：定位原理与测绘
二、定位原理
- 地面点定位，亦即以某种技术过程确定地面点的位置。
- 1.测绘。以测量技术手段测定地面点位置并用图象或图形和数据等形式表示出来，这种技术过程称为测绘。
第38页：测定与测设
测定与测设
2.测设。利用测量技术手段把设计上拟定的地面点测定到实地上，这种技术过程称为测设，或称为工程放样，简称放样。
第39页：定位的程序与原则
三、地面点定位的程序与原则:
- 1整体原则。整体性是指测量对象各部应构成一个完整的区域，各地面点的定位元素相互关联而不孤立。测区内所有局部区域的测量必须统一到同一技术标准，即从属于控制测量。因此测量工作必须“从整体到局部”。
- 2控制原则。控制性是指在测区内建立一个自身的统一基准，作为其他任何测量的基础和质量保证，只有控制测量完成后，才能进行其他测量工作，有效控制测量误差。其他测量相对控制测量而言精度要低一些。此为“先控制后碎部”。。
- 3等级原则。任何测量必须先进行高一级精度的测量，而后依此为基础进行低一级的测量工作，逐级进行。
- ⒋检核原则。测量成果必须真实、可靠、准确、置信度高，任何不合格或错误成果都将给工程建设带来严重后果。因此对测量资料和成果，应进行严格地全过程检验、复核，消灭错误和虚假、剔除不合格成果。实践证明：测量资料与成果必须保持其原始性，前一步工作未经检核不得进行下一步工作，未经检核的成果绝对不允许使用。检核包括观测数据检核、计算检核和精度检核。
第40页：测量工作的四项原则
测量工作的原则
- 1.从整体到局部，2.先控制后碎部，3.精度从高级到低级——减少误差结累——加快测量速度
- 4.步步检核——保证成果质量
第41页：水平面代替水准面对距离的影响
1.4 用水平面代替水准面的限度：对距离的影响
同一段距离在大地水准面上与在水平面上的长度并不相等，其误差值可用 ΔD=D³/(3R²) 估算，相对误差为 ΔD/D=D²/(3R²)。结论：当测区半径 r<10km 时，误差仅为 1/120 万，可用水平面代替大地水准面。
第42页：对水平角的影响
二、对水平角的影响
- 球面三角形内角和球面角超P—球面三角形面积R—地球半径，
- 结论：当测区范围在100km2，用水平面代替水准面时，对角度影响仅为0.51″，在普通测量工作中可以忽略不计
第43页：对高程的影响
三、对高程的影响
用水平面代替水准面对高程的影响就是地球曲率对高程的影响结论:必须顾及其影响,进行改正
第44页：学习目的与要求
学习土木工程测量的目的和要求
- 掌握测量学的基本知识和基本理论
- 具有使用常规测量仪器的操作技能，了解先进测绘仪器的原理和使用方法
- 掌握大比例尺地形图测图原理和方法，能正确使用地形图
- 掌握测量数据处理的基本理论
- 能使用测量仪器进行一般施工测量
第45页：学习方法
学习方法
- 课堂教学：按教学进度掌握基本概念与计算方法。
- 课间实习：按预习、实习、总结、提高的环节完成实验。
- 自备计算器：能熟练使用计算器进行度分秒的相关计算。
第46页：实验室
实验室
本页含图片内容，源文件未能提取图中文字，建议对照原课件图片补充本页要点说明。
第47页：计算器
计算器
本页含图片内容，源文件未能提取图中文字，建议对照原课件图片补充本页要点说明。
第48页：
