控制测量学课件第讲要点.ppt

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控制测量学 控制测量学 授课人:西南科技大学李玉宝 第一章绪论 1.1 控制测量学的基本任务和主要内容(掌握) 1.2 地球重力场的基本知识(了解) 1.3 控制测量的基准面和基准线(掌握) 1.4 控制测量的现状与发展概况(了解) 绪论 1.1 控制测量的基本任务和主要内容 (1). 基本概念 控制测量的任务是建立定位参照系统,实际上就是在需要定位范围内,布设一系列测量标志,精确测定标志中心的位置。由于测量标志是地形特征点测量、工程施工放样等定位工程的基础,实际上决定着测量工作的精确性,所以测量学称这些测量标志点为控制点,建立标志点位置的工作为控制测量。 控制点位置是通过其在参照系中的坐标来描述的,为计算控制点坐标,控制测量是以角度、边长、高差、坐标差(GPS观测)等观测值将各控制点连接起来。由于观测值连接的控制点图形通常是网状,所以通常也称控制测量为建控制网。 绪论 (2).基本任务 测量工作的本质是空间定位,即确定物体的空间相对位置。定位工作是建立在参照系统基础上的,控制测量的基本任务就是建立定位参考系统。 建立覆盖一个国家或地区广大区域的参照系统属于大地测量的范畴,建立服务于大型工程和城市建设的定位参照系统,则属于工程控制测量范畴。 根据第一页的描述,本教材的内容体系定位于工程控制测量范畴。 控制测量分类 按定位类型分 平面控制测量 高程控制测量 测定控制点平面位置 测定控制点高程位置 按定位区域分 大地控制测量 工程控制测量 全国范围 在工程和城市建设区域 (2).基本任务 绪论 控制测量分类 绪论 (3).工程控制测量主要内容 工程控制测量范畴内,建立定位参照系统目地可划分为: 1.在城市规划和工程设计阶段用于大比例尺地形图测绘。 2.在工程施工阶段用于构筑物施工定位(施工放样)。 3.在工程竣工后的运营阶段,用于检测建筑物变形。 混凝土埋石控制点(图1.1) 水准点 平面控制点 三角控制网(图1.2) 导线控制网(图1.3) 高程控制网(水准网)(图1.4) 测量仪器-全站仪(图1.5) 测量仪器-GPS接收机和水准仪(图1.6) 绪论 1.2 地球重力场基本知识 (1).概述 A.地球上任意一质点,都受到地球引力和因地球自转产生的离心力,他们的合力称为重力。 B.处处与重力方向(铅垂线方向)垂直的面称为水准面。水准面是重力等位面,在地球引力范围内有无数个水准面,假设通过平均海水面的水准面,称为大地水准面。 D.在大地测量范畴,重力场的研究和测量对研究地球形状和大小,野外观测值的归算处理、空间探测器的发射与控制等工作具有重要意义。 绪论 (2).引力与离心力 A.引力 假设地球是一个质量分均匀布的圆球,M 是地球质量,m是质点质量,f 是万有引力常数,r 是质点到地心的距离。则质点受到的引力为: B.离心力 离心力 p 由地球自转速度 ω、质点质量 m 和距旋转轴距离ρ确定 C.重力 重力 g 为引力和离心力的矢量和 g=F+P (1-2) (1-4) (1-1) 绪论 (2).引力与离心力 实际上地球引力无论是在数值上还是方向上,都与(1-2(计算的不同。 由于平行圈半径ρ不同,所以离心力随纬度不同而不同。按最大值(赤道上),离心力大致相当于引力的200分之一。 随着远离地球,引力逐渐减小,而离心力加大,重力值逐渐较小,并在经过临界点后改变方向。 绪论 (3).引力位与离心力位 一个质点沿引力方向移动微小距离 dr,则引力作功: dA在数值上等于引力位能的减少,所以对式: 积分就得到位能表达式: 取m的质量为1(单位质量)则式(1-10)又可以写成: 式(1-11)就称为地球的引力位或位函数。 (1-10) (1-11) A.引力位 绪论 (3).引力位与离心力位 由 顾及到 F=m.a,可得到 由于引力位是标量函数,所以用负号表示加速度方向和向径方向相反。 式(1-14)表明:位函数对某一方向的偏导数,数值上等于该方向的加速度。由于向径r可以直角坐标(x,y,z)表示,所以可进一步得出为:一质点引力位对其坐标分量的偏导数,等于质点在坐标轴方向加速度的负值(方向相反)。 (1-14

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