《土木工程测量》第1节教案.ppt

二组 成员： 李阳、周树新、刘美华、郭丽、王丽丽 §一 地球的形状和大小 (1)、地球 1) 地球是南北极稍扁，赤道稍长，平均半径约为6371km的椭球。 2) 地球的自然表面有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等，呈现高低起伏的形态，并不平坦。 3) 其中海洋面积约占71%，陆地面积约占29%。 （1）用数字表示地球 用一个表面与大地水准面相近的、可以用数学方法表达的旋转椭球体来代替大地 地球椭球体的大小，通常用长半径a，短半径b和扁率α三个几何参数来确定。 谢谢欣赏 再见 * * 内容提要： 地球的形状？ 水准面、水平面、大地水准面三者的关系？ 1980国家大地坐标系和2000挂架大地坐标系有什么不同？ 谈谈绝对高度、相对高度、高差、海拔、建筑标高之间的关系？ 用水平面代表水准面，对高程的影响是很大的，是否需要修正侧量所得的高程数据。 地面在大地水准面上的投影位置，可用哪几种坐标系表示，有什么不同？ 。 IUGG/IAG-75椭球体参数： a=6377140，α=1:298.257 二 地球的物理特性 - 1) 水准面 - 假想静止不动的水面延伸穿过陆地，包围整个地球，形成的封闭曲面称水准面。或者说水准面是处处与铅垂线垂直的连续封闭曲面。 - 2)水平面 与水准面相切的平面，称为水平面。 3) 大地水准面 与平均海水面相吻合的水准面称大地水准面。 由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。 大地水准面是唯一的。 - 4）三者之间的联系 - 水平面与水准面相切，而大地水准面是与平均海水面相吻合的水准面。 三 1980年和2000年国家大地坐标系的不同 一，1990年国家大地坐标系是二维的，2000年国家大地坐标系是三维的 二，坐标原点不同 三，椭球参数采用IUG 1975年大会推荐的参数　　因而可得1980年国家大地坐标系椭球两个最常用的几何参数为： 长轴：6378140±5（m）；　 扁率：1：298.257椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求 2000坐标系是全球地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。2000坐标系采用的地球椭球参数如下： 长半轴 　　 a＝6378137m 扁率　　　　 f＝1/298.257222101 　　 地心引力常数 GM＝3.986004418×1014m3s-2 自转角速度 ω＝7.292115×10-5rad s-1 三 绝对高程，相对高程，高差，海拔，建筑标高之间的联系 1）绝对高度 -地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，简 称高程，用H表示。 2）相对高程 -地面点到假定水准面的铅垂距离，称为该点的相对高程或假定高程。 3）高差 -地面两点间的高度差，称为高差，用h表示。 4）建筑标高 -在绝对标高中，凡是凡是包括装饰层厚度的标高，称为建筑标高。 联系 地面两点之间的绝对高度之差与相对高度之差的值相等。 概念： 水准面：处处与重力方向线垂直的连续曲面。水准面是以个曲面而不是平面。 水平面： 与水准面相切的平面称为水平面 曲率： 曲率就是曲线的弯曲程度 如图1-10所示，地面点B的绝对高程为HB，用水平面代替水准面后，B点的高程为HB′，HB与HB′的差值，即为水平面代替水准面产生的高程误差，用△h表示.  上式中，可以用D代替D′， ?h  相对于 2R很小，可略去不计，则 R 取 (6371km) 误差分析 7848 1962 314 78 20 13 7 3 0.8 ?h（mm） 10 5 2 1 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 距离D（km） 在测量范围不超过200m时，误差小于3mm，这是在误差范围之内的，是允许的，因此，在一般的建筑测量时不需要更改测量所得数据！ 结论： 六 地面在大地水准面上的投影位置，可用哪几种坐标表示，有什么不同？ 地面点在大地水准面上的投影位置，可用地理坐标和平面直角坐标表示。 - 平面直角坐标有高斯平面直角坐标和独立平面直角坐标两种。 （1）高斯平面直角坐标 利用高斯投影法建立的平面直角坐标系，称为高斯平面直角坐标系。 （2）独立平面直角坐标 当测区范围较小时，可以把测区球面看作平面，在这个平面上建立的测区平面直角坐标系，称为独立平面直角坐标系。 （2）地理坐标 用经度和纬度表示地面点在大地水准面上投影位置，由于地理坐标是球面坐标，不利于进行各种计算。 y(E) 赤道 xB O A B