注册咨询工程师工程测量基础.docx

　　工程测量基础　　各位同学大家好，下面由我来给大家讲述咨询工程师（投资）继续教育专业课件，工程测量专业教材的第二章----工程测量基础。　　本章分七节进行讲述，其中包括坐标参考、平面控制测量、高程控制测量、地形测量、施工测量、竣工测量及变形监测。　　每节中的内容从基础理论，基本概念，关键技术到测量实例都进行了详细叙述。　　下面我们先讲述第一节“坐标参考”，在这节中，我们分5个部分讲述，分别是“坐标参考的基础理论”、“测量坐标系统”、“地图投影基础”、“坐标系统的转换”，在最后结合工程测量的实际应用讲述了“工程测量中投影面与投影带的选择”。　　本节的重点是：大地水准面和参考椭球的基本概念，从几个基本概念来认识大地水准面和参考椭球；在地图投影的部分，讲述了投影的基本知识和方法，从而认识到投影在测量工作中的重要性；在测量坐标系转换中，先是从理论上把常用的坐标系统进行了叙述，然后结合工程实例讲述投影面和投影带在工程中的实际应用。　　下面我们先讲坐标参考的基础理论，在介绍坐标系统之前，先来了解几个常用的基本概念。　　水准面：水准面是指处于静止状态的水面，由物理学中我们知道，这个面是个重力等位面，水准面上处处与重力方向垂直。在地球表面上，通过任何高度的点都有一个水准面，因而水准面有无数个。　　大地水准面：把一个假想的、与静止的平均海水面重合并向陆地延伸且包围整个地球的特定重力等位面称为大地水准面，大地水准面是唯一的，是测量工作的基准面。在我们的测量工作中，当我们确定了一个坐标系统时，大地水准面也相应的确定了。　　正高：因地球表面起伏不平和地球内部质量分布不均匀，故大地水准面是一个略有起伏的不规则曲面。地面上任意一点沿垂线方向至大地水准面的距离，我们称之为该点的正高。正高是以大地水准面为高程基准面。是唯一确定的数值，可以用来表示地面点的高程。　　似大地水准面：从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面称为似大地水准面。在海洋面上时，似大地水准面与大地水准面重合。似大地水准面严格说不是水准面，但接近于水准面，是用于计算的辅助面。它与大地水准面不完全吻合，差值为正常高与正高之差。我们国家采用正常高系统作为统一的高程系统。　　正常高：由于陆地内部一点的重力与地球内部质量有关，而地球的内部质量分布及密度是难以知道的，该点的精确重力值g是难以精确测定的，因此正高无法精确测定。为了便于计算，我们用该点的正常重力值γ代替精确值g进行高程计算，这样得到的高程我们称之为正常高。　　参考椭球：由于地球引力的大小与地球内部的质量有关，而地球内部的质量分布又不均匀，致使地面上各点的铅垂线方向产生不规则的变化，因而大地水准面实际上是一个略有起伏的不规则曲面，无法用数学公式精确表达。经过长期测量实践研究表明，地球形状近似于一个两极稍扁的旋转椭球，即一个椭球绕其短轴旋转而成的形体。旋转椭球面可以用数学公式准确地表达，因此，在测量中用这样一个规则的曲面来代替大地水准面作为测量计算的基准面。　　地球椭球：代表地球形状和大小的旋转椭球称为“地球椭球”。　　总地球椭球：与大地水准面最接近的地球椭球称为总地球椭球；　　参考椭球：与某个区域如一个国家大地水准面最为密合的椭球称为参考椭球，其椭球面称为参考椭球面。由此可见，参考椭球有许多个，而总地球椭球只有一个。　　大地高：大地高H是指空间点沿椭球面法线方向至椭球面的距离。　　右手坐标系：过定点O，作三条互相垂直的数轴，它们都以O为原点且具有相同的长度单位.这三条轴分别叫做x轴（横轴）、y轴（纵轴）、z轴（竖轴）；统称坐标轴。通常把x轴和y轴配置在水平面上，而z轴则是铅垂线；它们的正方向要符合右手规则，即以右手握住z轴，当右手的四指从正向x轴以π/2角度转向正向y轴时，大拇指的指向就是z轴的正向，这样的三条坐标轴就组成了一个空间直角坐标系，点O叫做坐标原点。　　　　下面我们说一下测量坐标系统。从两个方面进行讲述，先说一下坐标系统的基本分类，然后再说一下常用的坐标系。坐标系统可从两个方面进行分类，一是按坐标系统的原点来进行区分，一个是按坐标系统的表现形式来区分。　　按原点进行区分的有参心坐标系、地心坐标系和站心坐标系。　　参心坐标系是以参考椭球的几何中心为原点，地心坐标系是以地球的质心为原点，站心坐标系是以测站点为原点。　　按表现形式来区分的坐标系有大地坐标系和空间直角坐标系。　　大地坐标系又再区分为参心大地坐标系和地心大地坐标系。而空间直角坐标系也分为参心直角坐标系和地心直角坐标系。　　大地坐标系统是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系统。地面点的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高度H表示。大地坐标系统的确立包括选择一个椭球、对椭球进行定位和确定大地起算数据。参考椭球一旦确定，则标志着大地坐标系已经建立，大地坐