【测绘课件】上篇-测量学01,02章.ppt
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1、测 量 学 (非测绘专业适用),第一章 绪论,1 测量学的概念 2 地面点位的确定 3 测量工作的原则,1 测量学的概念,测量学是一门非常古老的科学。发展到今天,成为一门综合科学。,它应用当代空间、遥感、通信、电子、微电子等各种先进技术与设备,以及光学、机械、电子的实用技术设备,采集与地球形状和大小、地球表面上的各种物体的几何形状及空间位置相关的数据和信息,并对其进行处理、解释和管理,为经济建设、国防建设的各个部门和行业提供服务。,张遂(僧一行,公元673-727年) 公元724-725年,一行组织了全国13个点的天文大地测量。由太史监南宫说等人在河南的测量的数据中,得出了子午线一弧度的弧长为
2、351里80步。这是世界上第一次通过实测进行弧度测量。,龙 游 石 窟 “龙游石窟”位于浙江龙游县城以北小南海镇东南、衢江北岸的石岩背村。1992年6月几个村民用抽水机抽干了被当地人称为“无底洞”的小龙潭,发现了一个规模巨大、气势恢宏的由人工开凿的洞窟,此后又在附近相继发现了20余个与此相同的石洞。,神舟六号飞船载人航天飞行的测控网是由北京、东风、西安三个指控中心,东风、渭南、青岛、喀什等国内测控站,和位于纳米比亚、马林迪、卡拉奇等三个国外测控站,以及位于太平洋、印度洋、大西洋的四艘远望号测量船组成的陆海基全球S波段统一测控通信网,对火箭、飞船完成测控通信任务。,神六测控通信系统中由上海研发的
3、9大子系统 1.USB波段信道:完成载人飞船天地间无线通信主通道,能够实现遥控、遥测、图像传输、双向通话、地面跟踪测量任务; 2.C波段信道:主要用于飞船的测轨,将返回舱的飞行速度、距离、方位等信息传递回地面指挥中心。其同时作为USB波段信道的辅助; 3.图像传输系统; 4.话音传输系统; 5.飞船遥测系统; 6.飞船遥控系统; 7.超短波通信系统; 8.短波通信系统(能传送GPS定位信号,在返回舱着陆后能为地面搜索人员提供所在位置的经纬度); 9.天线。 备注:整个测控通信系统除了上海的9大子系统外,还包括北京相关机构研发的GPS定位系统、频率综合器等。,其分类大致为: 1.大地测量学 2.
4、摄影测量与遥感 3.地图制图学 4.海洋测量学,5.地形测量学 6.工程测量学,几何大地测量学 物理大地测量学(重力大地) 卫星大地测量学 海洋大地测量学 空间大地测量学(天文大地),航天摄影测量 航空摄影测量 地面立体摄影测量 遥感测量,研究地球表面局部地区测绘问题,研究内容 有关城市建设、矿山工厂、水利水电、农林牧业、道路交通、地质矿产等领域各种工程的勘测设计,建设施工,竣工验收,生产经营,变形监测等方面的测绘工作。 主要工作 测绘 测设 变形监测,大地测量学,摄影测量与遥感,地图制图学,地形图,专题地图制作,在西藏拉萨测绘地形图,水下地形测量,地形测量学,建筑变形监测,城市测量,工程测量
5、学,2 地面点位的确定,一、地球的形状和大小 二、我国采用的参考椭球 三、地面点位平面坐标的确定 四、地面点高程位置的确定 五、地球曲率的影响,一、地球的形状和大小,几个概念:,继续,地球的自然表面不规则;海面占表面的71%、扁梨形。,大地水准面假想平均海水面延伸穿过陆地形成的闭合曲面;物理曲面。,旋转椭球以椭圆的短轴为旋转轴形成的椭球;旋转椭球面为数学曲面。,总地球椭球与大地体(大地水准面包围的球体)最接近的旋转椭球体。,其中心与地球质心重合; 旋转轴与地轴重合,赤道与地球赤道重合; 体积与大地体体积相等; 其表面与大地水准面之间的高差平方和最小。,参考椭球与某一局部大地水准面密切配合的椭球
6、。,大地水准面具有性质:大地水准面上任一点处的垂线(重力方向)与该点处切面正交; 又:重力是离心力与地心引力的合力(离心力与地心引力之比约1:300),而大地水准面上各点处引力不等,造成各点处垂线方向各异。 各点处切面组成的曲面大地水准面亦不规则,有微小起伏,是一个具有物理性质的曲面。,返回,二、我国采用的参考椭球,继续,1932年前白塞尔椭球 1932年后海福特椭球 1952年后1954北京坐标系:克拉索夫斯基椭球 1980年后国家大地坐标系:国际75椭球(IAG1975推荐值) 目前BJ-54和国家80两个坐标系并行使用,返回,三、地面点位平面坐标的确定 1.地理坐标,大地经度和大地纬度(
7、L、B) 天文经度和天文纬度(、j),LP点所在子午面与起始子午面所夹的两面角; 分为东经0180;西经0180 B过P点法线与赤道平面的交角;分为南纬090;北纬090,P点所在天文子午面与本初子午面所夹的两面角; j过P点的重力线与地球赤道平面的交角。,O,x,2.平面直角坐标,高斯投影 横轴椭圆柱投影,高斯投影带 为了限制变形,高斯投影只限于很窄的一条,称投影带。,y,P1,P2,S,p1,p2,s,赤道,中央子午线,边缘子午线,为满足1/100万1/2.5万比例尺测图,可采用经差6的投影,称6带;为满足1/10000、1/5000比例尺测图,可采用经差3的投影,称3带;有些测图还须采用
8、1.5带等。3带是6带的加密。,各点y坐标的规定:1)原点西移500km;2)y坐标前加带号。,例: y018.068km 写成 y36518.068km y02.005km 写成 y20497.995km,(我国位于北半球,东经69135;x值均为正值,y值:6 带1223带,3 带2445带),四、地面点高程位置的确定,点的高程是指点沿与基准面的切平面正交的方向线投影到基准面的距离。高程基准面(大地水准面): 1.1956年黄海高程系统(中华人民共和国水准原点高程72.289m) 2.1985年国家高程基准(中华人民共和国水准原点高程72.260m),继续,A,水准原点H,自然表面,大地水
9、准面(高程为0),绝对高程,青岛验潮站,HA,H,56年黄海高程系统:H=72.289m 85年国家高程基准:H=72.260m,水准原点 中国统一高程基准点,返回,五、地球曲率的影响,弧: AB=Rq =D 平距: AB=Rtanq =D D=DD =Rtanq Rq =R(tanqq ),1.地球曲率对水平距离的影响,将tanq 级数展开,略去五次方以上各项:,代入上式,有:,相对误差:,从相对误差看,此影响很小(当D=10km时,D=8mm,D/D=1/120万)。故小区域(如半径小于10km时),可不考虑地球曲率对水平距离的影响。,2.地球曲率对高差的影响,R2D2=(R+h)2=R2
10、+2Rh+(h)2 即: D2=2Rh+(h)2=h(2R+h),可得:,h与R比甚小,忽略不计,D以代D,可得:,当: D=500m h=20mm D=1000m h=80mm D=5000m h=196mm,所以,地球曲率对高差影响甚大,小范围内进行测量工作亦不可以忽略。,3 测量工作的原则,1.从整体到局部 2.从高级到低级 3.先控制后细部,第二章 水准测量,1 水准测量的原理 2 水准测量的仪器和工具 3 水准仪的使用 4 水准测量的外业 5 水准测量的内业 6 水准测量的误差分析,1 水准测量的原理,高差法 HB=HA+hAB 仪器高(视线高)法 HB=HA+hAB=HA+a-b=
11、(HA+a)-b=Hi-b Hi仪器高(视线高) 高差法适宜于线路高程测量,仪器高法适宜于较大面积高程测量(安置一次仪器测定多点高程)。,几何水准测量的目的,测定两点之间的高差,进而由已知点高程求出未知点高程。,几何水准测量的原理: 1.在两点垂直竖立刻有分划的标尺 2.在两标尺间建立水平视线 3.由水平视线读数,计算出两点的高差:hAB=a-b 4.计算点高程HB,几何水准测量的原理:,返回,后视,前视,前进方向,水准尺,水准尺,高差法,仪器高(视线高)法,HB=HA+hAB,HB=HA+hAB=HA+a-b=(HA+a)-b=Hi-b,2 水准测量的仪器和工具,一、水准仪:,建立水平视线的
12、仪器,1.水准仪的系列,仪器型号DSi中,D、S分别取汉语拼音大地测量仪器、水准仪的字头,i为每千米高差中数中误差。,2.水准仪的构造,望远镜,望远镜成像原理:,视准轴,:等效物镜光心与十字丝交点的连线CC,物镜,调焦透镜,十字丝分划板,目镜,C,C,望远镜四大光学部件:物镜、调焦透镜、十字丝分划板、目镜,水准器 1)管水准器(参见P9,图2-5),水准轴:,过零点水准管圆弧的纵切线,水准管分划值:水准管上一个分划(2mm)所对的圆心角 t =r 2(mm)/R 式中:R水准管顶面圆弧的曲率半径。 2)圆水准器(参见P9,图2-7) 圆水准器轴:过圆分划线中心的球面法线,3.水平视线的建立,结
13、构上保证视准轴与水准轴平行,并紧固在一起 调整脚架、脚螺旋及微倾螺旋使水准轴水平(水准管气泡居中),二、水准尺和尺垫 参见P11,图2-12、2-13,3 水准仪的使用,实验一 DS3水准仪的认识和使用,1.仪器各部件的认识(参见P8,图2-2),2.安放脚架,3.调节脚螺旋,粗平仪器圆气泡居中 (参见P11,图2-14),4.瞄准水准尺,调节焦距,消除视差(参见P12,图2-15),5.调节微倾螺旋,精确符合水准气泡(参见P8,图2-2;P9,图2-6),6.读数(参见P12,图2-16),4 水准测量的外业,一、水准点 国家测绘部门在全国各地埋设的已知高程的固定点。 (见P12,图2-17
14、 2-19),二、水准路线 1.单一水准路线 2.水准网,附合水准路线,见P13,图2-23,闭合水准路线,支水准路线,三、水准测量的实施,当已知A点高程,欲知B点高程,可连续设站如图(见P13,图2-24) 高差hi=ai-bi(后前) h=(a-b)=a-b HB=HA+h 水准测量记录见P14,表2-1,水准测量手簿 日期 仪器 观测 ; 天气 地点 记录 。,1.481,1.347,0.134,0.684,1.269,0.585,1.473,1.473,0,1.473,1.584,0.111,2.762,1.606,1.156,=7.873,=7.279,ab=+0.594,1.290
15、,0.696,h=1.2900.696 =+0.594,8.248,h= hAB =HBHA =+0.594,四、水准测量的检核,1.测站检核检核测站读、算错误 2.计算检核检核路线计算错误 3.成果检核综合检验,变动仪器高法:两次高差之差,工程(五等)水准允许6mm;,双面尺法:黑红面高差之差允许6mm。,变动仪器高法: a-b=h正+h负=h,双面尺法: (h黑+h红)/2=h正+h负,附合水准路线的闭合差: f =h测-(H始-H终) 各等级水准测量之f 均有相关规定(下同)。,闭合水准路线的闭合差: f =h测,支水准路线的闭合差: f =h往-h返,5 水准测量的内业,3.高差闭合差
16、的调整 闭合差调整,按与测站(或距离)成正比例、反符号分配的原则进行。 按上述原则计算每测段的改正数vi 检核:vi=-f 4.计算改正后的高差 各测段实测高差加上改正数。 5.计算各待定点高程,参见P15,图2-25;P16,表2-2; 水准路线计算步骤: 1.计算高差闭合差fh 2.计算闭合差容许值fh容 四等: mm 或 mm 五等: mm 或 mm 式中 L路线长度,以千米计 n测站数 若闭合差在容许范围内,可进行闭合差调整。,6 水准测量的误差分析,1.i 角误差 2.j 角误差 3.水准尺误差 (刻划误差, 尺长变化,弯曲等),一、仪器误差,i角视准轴与水准轴不平行在铅垂面上投影的
17、交角。,j 角视准轴与水准轴不平行,在垂直于仪器竖轴的平面上的投影。,使用前检验误差大小,加改正数消除其影响。,前后视距相等消除其影响。,交错安置气泡位置(盯人法)消除其影响。,二、观测误差,1.水准管居中误差 2.估读水准尺误差( ,v望远镜放大倍率) 3.视差的影响(P12,图2-15) 4.水准尺倾斜的影响,观测时,使符合水准气泡精确重合。,限制视距长度D减弱其影响(当v=24倍,D=30m时,m=0.36mm)。,观测时,对目镜和物镜仔细调焦。,正确扶尺;读取最小读数。,三、外界条件的影响,1.仪器下沉 2.尺垫下沉 3.地球曲率和大气折光的影响 4.温度的影响,采用按时间对称排列的观
18、测程序。,采用按时间对称排列的观测程序及往返测。,采用限制视线高度、前后视距差和积累差减弱其影响。,给仪器打伞,避免阳光直射。,大学课件出品 版权归原作者所有 联系QQ :910670854 如侵权,请告知,吾即删 更多精品文档请访问我的个人主页 http:/ 却聪明得太迟 把钱省下来,等待退休后再去享受 结果退休后,因为年纪大,身体差,行动不方便,哪里也去不成。钱存下来等养老,结果孩子长大了,要出国留学,要创业做生意,要花钱娶老婆,自己的退休金都被拗走了。,人生太短,聪明太晚(2),当自己有足够的能力善待自己时,就立刻去做,老年人有时候是无法做中年人或是青少年人可以做的事,年纪和健康就是一大
19、因素。小孩子从小就告诉他,养你到高中,大学以后就要自立更生,要留学,创业,娶老婆,自己想办法,自己要留多一点钱,不要为了小孩子而活我们都老得太快却聪明得太迟,我的学长去年丧妻。这突如其来的事故,实在叫人难以接受,但是死亡的到来不总是如此。学长说他太太最希望他能送鲜花给他,但是他觉得太浪费,总推说等到下次再买,结果却是在她死后,用鲜花布置她的灵堂。这不是太蠢愚了吗?! 等到、等到.,似乎我们所有的生命,都用在等待。,人生太短,聪明太晚(3),等到我大学毕业以后,我就会如何如何我们对自己说 等到我买房子以后! 等我最小的孩子结婚之后! 等我把这笔生意谈成之后! 等到我死了以后 人人都很愿意牺牲当下
20、,去换取未知的等待;牺牲今生今世的辛苦钱,去购买后世的安逸 在台湾只要往有山的道路上走一走,就随处都可看到农舍变精舍,山坡地变灵塔,无非也是为了等到死后,能图个保障,不必再受苦。许多人认为必须等到某时或某事完成之后再采取行动。明天我就开始运动,明天我就会对他好一点,下星期我们就找时间出去走走;退休后,我们就要好好享受一下。,人生太短,聪明太晚(4),然而,生活总是一直变动,环境总是不可预知,现实生活中,各种突发状况总是层出不穷。身为一个医生,我所见过的死人,比一般人要来得多。这些人早上醒来时,原本预期过的是另一个平凡无奇的日子,没想到一个意料之外的事;交通意外、脑溢血、心脏病发作等等。剎那间生
21、命的巨轮倾覆离轨,突然闯进一片黑暗之中。那么我们要如何面对生命呢?我们毋需等到生活完美无瑕,也毋需等到一切都平稳,想做什么,现在就可以开始做起。 一个人永远也无法预料未来,所以不要延缓想过的生活,不要吝于表达心中的话, 因为生命只在一瞬间。,人生太短,聪明太晚(5),记住! 给活人送一朵鲜花,强过给死人送贵重的花圈,每个人的生命都有尽头,许多人经常在生命即将结束时,才发现自己还有很多事没有做,有许多话来不及说,这实在是人生最大的遗憾。 别让自己徒留为时已晚的空余恨。逝者不可追,来者犹未卜,最珍贵、最需要实时掌握的当下,往往在这两者蹉跎间,转眼错失。,人生太短,聪明太晚(6),人生短暂飘忽,包得
22、有一首小诗这样写: 高天与原地,悠悠人生路; 行行向何方,转眼即长暮。 正是道尽了人生如寄,转眼即逝的惶恐。 有许多事,在你还不懂得珍惜之前已成旧事;有许多人,在你还来不及用心之前 已成旧人。 遗憾的事一再发生,但过后再追悔早知道如何如何是没有用的,那时候已经过去,你追念的人也已走过了你。,人生太短,聪明太晚(7),一句瑞典格言说:我们老得太快,却聪明得太迟。 不管你是否察觉,生命都一直在前进。 人生并未售来回票,失去的便永远不再得到。 将希望寄予等到方便的时间才享受,人生太短,聪明太晚(8),我们不知失去了多少可能的幸福 不要再等待有一天你可以松口气,或是麻烦都过去了。 生命中大部分的美好事
23、物都是短暂易逝的, 享受它们、品尝它们, 善待你周围的每一个人, 别把时间浪费在等待所有难题的完满结局上。 找回迷失的生命 死亡也许是免费的 但是,却要付出生命的代价。 劝大家一句话:把握当下,莫等待。,成功人生的十堂课,人生成功第1课,做一个终生学习的人,离开学校并不意味着学习就结束了。 学习可以成为一种生活方式,帮助你发挥最大的潜能。 我们从未停止学习,总会有新的,有趣的东西等待我们去发现。 学习新的技能可能让人感到有一点恐惧,但每当我们在个人学习上停滞不前时,我们都需要去学习新的东西。 积极地寻求支援和建议,突破停滞期。 参加一些培训,进修,夜校任何新的兴趣都将会有助于发展你的优势。 多
24、看,多听,让你的头脑保持活跃。活到老,学到老。,人生成功第2课,令自己感到沮丧的秘诀就是用空闲时间去烦恼自己是否快乐。所以不要费事去想它!摩拳擦掌干起来吧。你将热血沸腾,你会头脑清醒。很快,在你身体中的这种高涨的积极人生观将把烦恼从你的头脑中赶出去。 行动起来,忙碌起来。这是世界上最便宜的一种药,也是最好的一种。,人生成功第3课,在困境中寻找成功的希望 逆境是一所最好的学校。每一次失败,每一次打击,每一次损失,都蕴育着成功的萌芽,都教会我在下一次有更出色的表现。我再也不会逃避现实,也不会拒绝从以往的错误中获取经验,我不再因此而促成自己的失败。因为我知道,宝玉不经磨砺就不能发光,没有,我也不能完
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