《工程测量》复习资料.docVIP

土木工程测量 1、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。 其内容包括两部分，即测定和测设。 测定中指使用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据或成果，将地球表面的地形缩绘成地形图，供经济建设、国防建设、规划设计及科学研究使用。 测设（放样）是指用一定的测量方法，按要求的精度，把设计图纸上规划设计好的建（构）筑物的平面位置和高程标定在实地上，作为施工的依据。P1 2、设想以一个静止不动的海水面延伸穿越陆地，形成一个闭合的曲面包围整个地球，这个闭合的曲面称之为水准面。其中通过平均海水面的一个水准面称为大地水准面，它是测量工作的基准面。由大地水准面所包围地球形体，称为大地体。P2 水准面的特点是水准面上任意一点的铅垂线（重力作用线）都垂直于该点的曲面。 选用一个既非常接近大地体，又能用数学式表示的规则几何形体来代表地球的实际形体，这个几何形体是由一个椭圆NWSE绕其短轴NS旋转而成的形体，称为地球椭球体。 3、我国采用IAG-75地球椭球，并以陕西省泾阳县永乐镇某点为大地原点，建立子新的全国统一坐标系，即目前使用的“1980西安坐标系”。P2 4、当测量面积不大时。可以把地球当作圆球来对待，其圆球半径，R的近似值可取。P3 5、测量工作的实质是确定地面点的位置，即该点的平面（或球面）坐标以及该点的高程。P3 6、表示地面点位在球面或平面上的位置，通常有下列几种坐标系统： ⑴地理坐标：地面点在球面（水准面）上的位置用经度和纬度表示，称为地理坐标。地理坐标又可分为天文地理坐标和大地地理坐标两种。 天文地理坐标：它表示地面点A在大地水准面上的位置，用天文经度λ和天文纬度φ来表示。天文经度和天文纬度是用天文测量的方法直接测定的。 大地地理坐标：是表示地面点在地球椭球面上的位置，用大地经度L和大地纬度B表示。大地经度和大地纬度是根据大地测量所得数据推算得到。经度是从首子午线（首子午面）向东或向西自0°起算至180°，向东者为东经，向西者为西经；纬度是从赤道（赤道面）向北或向南自0°起算至90°，分别称为北纬和南纬。如南京市某地的大地地理坐标为东经118°47′，北纬32°03′。P2 ⑵高斯平面直角坐标：地球椭球面是一个曲面，不能简单地展开成平面，我国是采用高斯投影来实现。 高斯投影首先是将地球按经线分为若干带，称为投影带。它从首子午线（零子午线）开始，自西向东每隔6°划为一带，每带均有统一编排的带号，用N表示，位于各投影带中央的子午线称为中央子午线（），也可由东经1°30′开始，自西向东每隔3°划为一带，其带号用n表示。6°带中央子午线经度，3°带中央子午线经度。 设想一个横圆柱套在椭球外面，使横圆柱的轴心通过椭球的中心，并与椭球面上某投影带的中央子午线相切，然后将中央子午线附近（即本带东西边缘子午线构成的范围）的椭球面上的点、线投影到横圆柱面上，再顺着过南北极的母线将圆柱面剪开，并展开为平面，这个平面称为高斯投影平面。 在高斯投影平面上，中央子午线和赤道的投影是两条相互垂直的直线。规定中央子午线的投影为高斯平面直角坐标系的x轴，赤道的投影为高斯投影平面直角坐标系的y轴，两轴交点O为坐标原点，并令x轴上原点以北为正，y轴上原点以东为正，由此建立了高斯平面直角坐标系。P4 为了避免y坐标值出现负值，我国规定将每带的坐标原点向西移500km，由于各投影带上的坐标系是采用相对独立的高斯平面直角坐标系，为了正确区分某点所处投影带的位置，规定在横坐标y值前冠以投影带带号。 高斯投影是正形投影，一般只需将椭球面上的方向、角度及距离等观测值经高斯投影的方向改化和距离改化后，归化为高斯投影平面上的相应观测值，然后在高斯平面坐标系内进行平差计算，从而求得地面点位在高斯平面直角坐标系内的坐标。 ⑶独立平面直角坐标：一般将坐标原点选在测区的西南角，使测区内的点位坐标均为正值（第一象限），并以该测区的子午线（或磁子午线）的投影为x轴，向北为正，与此x轴相垂直的为y轴，向东为正，由此建立了该测区的独立平面直角坐标系。P5 ⑷城市坐标系：以通过该城市市区中心某经线作为中央子午线，选择该城市某国家高级已知控制点作为坐标原点。 城市坐标系应与国家坐标系联测，相互间可以进行坐标换算。 ⑸WGS-84坐标系：WGS-84坐标系是全球定位系统（GPS）采用的坐标系，属于地心空间直角坐标系。WGS-84坐标系的原点位于地球质心；Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极（CTP）方向；x轴指向BIH1984.0的零子午圈和CTP赤道的交点；y轴垂直于x轴和z轴。x、y、z轴构成右手直角坐标系。 ⑹施工（建筑）坐标系：为了计算和施工放样方便，使所采用的平面直角坐标系的坐标轴与建（构）筑物主轴线重合、平行或垂直，其坐标原点一般为