工程测量学基础知识普及

工程测量基础知识交流会组织：综合管理部经营部勘察所主讲人：雷文江经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司开会须知请关闭手机或把手机调至震动状态经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量基础知识交流会开会须知会议结束后清理自己使用过的垃圾经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量基础知识交流会开会须知离开会议室前把自己的座椅恢复原态经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量基础知识交流会工程测量绪论水准、角度、距离测量工程控制测量测量误差地形图测量及应用市政工程测量基础测绘新技术（GPS,GIS,RS)测绘工程收费简介工程测量基础知识交流会经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论测量学定义发展简史地球的形状与地球椭球体测量坐标系与地面点位的确定测量工作体系分类工程测量绪论经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司测绘是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础，以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心，将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息，供工程建设的规划设计和行政管理之用。——百度百科工程测量绪论经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司本法所称测绘，是指对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集、表述以及对获取的数据、信息、成果进行处理和提供的活动。———《测绘法》工程测量绪论经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学。把地上地下有的东西准确反映到图纸上把图纸上有的内容准确反映到地上地下——通俗理解工程测量绪论经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司测量学的发展:（实质就是测量仪器与技术发展的过程)(1)古代指南针、浑天仪、测绳、记里鼓车等机械工具(2)近代17世纪，伽利略发明了望远镜→光学仪器19世纪末，照相技术→摄影测量(3)现代光电测距→全站仪飞机的发明→航空摄影测量卫星→GPS测量技术及遥感(RS)计算机技术→GIS工程测量绪论经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司发展阶段测量仪器测量理论测量产品古代17世纪前绳尺、步弓、矩尺、简单机械式弧度测量、面积计算理论原始简单粗糙的地图近代17-20世纪中后期望远镜、经纬仪、水准仪、平板仪光学机械式三角测量、最小二乘法、地图投影测量走向精确实测的地图现代20世纪末至今电子仪器、航空摄影、GPS电子智能仪器GIS、RS、GPS数字测图测量走向自动化数字地图将来数字化、自动化、小型化、智能化数字地球大众化的数字地图工程测量绪论认识地球平均半径约为6371km的不规则球体，其中29%是陆地，71%是海洋。我们常把海水面所包围的体形看作地球的形状（最高处：8848.13m；最低处：-11022m）经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司14工程测量绪论经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司15铅垂线高密度物质原因：地球形状不规则、密度不均匀大地水准面略有起伏不适于计算16工程测量绪论大地水准面铅垂线：离心力和地心引力的合力称为重力，重力的作用线即为铅垂线。（它是测量工作的基准线。）水准面：假想静止不动的水面延伸穿过陆地，包围了整个地球，形成一个闭合的曲面，这个曲面称为水准面。（无数个）大地水准面：在无数个水准面中，其中与平均海水面相吻合的称为大地水准面。（它是测量工作的基准面。）经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论总椭球体选用一个非常接近大地水准面，并可用数学表达式表示的规则几何形体来表示地球总的形状。这个数学形体就是由一个椭圆绕其短轴旋转所形成的椭球体。长半轴a≈6378140m短半轴b≈6356755m扁率f=(a-b)/a≈1/298.257经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论地心坐标系：A（X,Y,Z）经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论地理坐标系：A（B,L,H）经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论平面直角坐标系：A（X,Y）从首子午线开始，自西向东每6°划分一带，将该带展开，近似看成平面。或是从东经1°30'子午线开始，自西向东每3°划分一带，将该带展开，近似看成平面。经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论平面直角坐标系：经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司我们国家的大地坐标系2000国家大地坐标系（地心坐标系）1980西安坐标系（参心坐标系）1954年北京坐标系（参心坐标系）经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论工程测量绪论Wgs-84坐标系：是美国国防部1984年研制确定的大地坐标系长半轴：6378137±2（m）扁率：1：298.257223563经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司美国佬厉害工程测量绪论独立平面直角坐标系以某一点位置为坐标原点（一般选在测区的西南角），多以北方向为X方向。XY轴方向（横轴为Y；纵轴为X）第I、II、III、IV象限经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论高程坐标系：“1985国家高程基准”的青岛国家水准基点高程H=72.260m高程：地面点到大地水准面的铅垂距离，一般用H表示。又称绝对高程或海拔。高差：地面上两点高程之差，一般用h表示。（hAB=HB-HA）相对高程：地面点到假定水准面的铅垂距离。又称假定高程。经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司高程基准1956年黄海高程系水准原点设在观象山，采用1950～1956年7年的验潮结果计算的黄海平均海水面，推得水准原点高程为72.289m。1985国家高程基准水准原点同1956年黄海高程系，采用1952～1979年共28年的验潮结果，并顾及了海平面18.6年的周期变化及重力异常改正，计算的黄海平均海水面，推得水准原点高程为72.260m。工程测量绪论经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司吴淞高程系清咸丰十年（1860年），海关巡工司在黄浦江西岸张华浜建立信号站，设置水尺，观测水位。1951年，华东水利部规定，华东区水准测量暂时以吴淞零点为高程起算基准。上海地区吴淞高程系基面比1956年黄海高程系基面低1.6297米，远离上海的地区，同一点的两个高程值之差会略有不同。从近几十年来(1951年-2012年)无锡站水位资料(江苏省水文水资源勘测局无锡分局提供)反映，市区多年平均水位为3.14米，历史最高水位为4.88米（1991年7月2日），最低水位为2.24米（1956年2月28日）。（注：以上水位均采用吴淞高程，吴淞高程=黄海高程+1.890米）（苏南地区地区一般采用1.827，上海采用1.715）工程测量绪论经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论工程测量绪论测量工作的基本原则：(1)在测量布局上，“由整体到局部”；在测量精度上，“由高级到低级”；在测量程序上，“先控制后碎部”；→作用：a.保证精度，减少误差积累；b.加快进度。(2)在测量过程中，“随时检查，杜绝错误”。→作用：防止错、漏的发生，以免影响后续工作。先整体后局部随时检查杜绝错误经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论工程控制测量遵循“先控制后碎部”的测量原则，就是先进行控制测量，测定测区内若干具有控制意义的控制点的平面位置（坐标）和高程，作为测绘地形图或施工放样的依据。控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论碎部测量在控制测量的基础上就可以进行碎部测量。碎部测量就是以控制点为依据，测定控制点至碎部点（地形的特征点）之间的水平距离、高差及其相对于某一已知方向的角度来确定碎部点的位置，应用碎部测量的方法，在测区内测定一定数量的碎部点位置后，按一定的比例尺将这些碎部点标绘在图纸上，绘制成图。经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论地形及地形图示意图经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论施工放样施工放样（测设）是把设计图上建（构）筑物位置在实地上标定出来，作为施工的依据。施工放样同样需要遵循“先控制后碎部”的基本原则。工程控制测量、碎部测量以及施工放样的实质都是为了确定点的位置，而点位的确定都离不开距离、角度和高差这三个基本观测量。因此，测量的三项基本工作是：(1)测高；(2)测角；(3)测距。（在后面详细介绍）经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论测量的度量单位(1)度分秒制1圆周=360º；1º=60′；1′=60″。(2)弧度制ρ=180º/πρº=180º/π=57º.2957795ρ′=180º*60/π=3437′.74677≈3438′ρ″=180º*60*60/π=206264″.806≈206265″经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论大地测量工程测量权属测绘摄影测量与遥感测绘工程体系分类经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司工程测量绪论海洋测量地理信息系统（GIS）地图制图测绘法律法规经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司水准测量•原理•仪器•水准点•测量方式角度测量•原理•仪器•水平角及竖直角观测测距•知识点•钢尺量距，视距•测距仪测距水准、角度、测距经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司水准测量的原理：利用水准仪提供的一条水平视线，借助水准尺进行读数，测定地面上两点的高差，从而由已知高程推求未知高程。如图2-1。高差法：HB=HA+hAB=HA+(a-b)仪高法：Hi=HA+aHB=Hi-b水准、角度、测距经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司DS3水准仪及水准点水准、角度、测距经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司水平角测量原理（一）定义:水平角就是地面上某点到两目标的方向线铅垂投影到水平面上所成的角度，其取值范围为0~360。（二）测角原理:如右侧图水准、角度、测距经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司测回法是测水平角的基本方法，用于两个目标方向之间的水平角的观测。如图，设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向之间的水平角β。水准、角度、测距经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司竖直角测量原理:（一）定义地面某点至目标的方向线与水平面之间的夹角，取值范围为–90~90。仰角为正，俯角为负。（二）测角原理:如图水准、角度、测距经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司距离:两标志点之间的水平直线长度。直线定线：把多根标杆标定在已知直线的工作。方法有目估定线和经纬仪定线。钢尺量距精密钢尺量距时必须对所量距离施加尺长改正、温度改正，倾斜，即用钢尺的实际长度。其实际长度用尺长方程式表示，它的一般形式为：lt=l+Δl+a×l（t-t0）水准、角度、测距经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司视距测量利用望远镜的视距丝装置，根据几何光学原理同时测定距离和高差的方法。视线水平时距离D=k·l高差h=i–v斜距情况下：距离D=klcos2α高差h=(1/2)klsin2α+i–v式中：l为上下丝读数之差；α为竖直角；i为仪器高；v为目标高（中丝读数）；k=100水准、角度、测距经营部内部培训系列讲座无锡市政设计研究院有限公司光电测距原理：通过测定光波在两点间传播的时间计算距离的方法。公式：D′=(1/2)*c*t式中：c为空气中的光速；t为光波在两点间往返的时间。水准、角度、测距经营部内部培训系