土木工程測(cè)量項(xiàng)目一技能目標(biāo)(1)熟悉高斯平面直角坐標(biāo)系、地面上點(diǎn)位

的確定方法；(2)能夠熟練運(yùn)用測(cè)量工作原則；(3)熟悉測(cè)量工作程序；素質(zhì)目標(biāo)(1)培養(yǎng)在學(xué)習(xí)和工作過程中遵守相應(yīng)行業(yè)

標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣；(2)培養(yǎng)勤奮學(xué)習(xí)的態(tài)度，以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、

團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)；知識(shí)目標(biāo)(1)理解水準(zhǔn)面、大地水準(zhǔn)面的概念；(2)掌握地理坐標(biāo)系(大地、天文)、獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系、高斯平面直角坐標(biāo)系、

絕對(duì)高程、相對(duì)高程和高差的概念；(3)了解用水平面代替水準(zhǔn)面的限度；(4)熟悉測(cè)量工作的主要任務(wù)、測(cè)量工作

的組織原則和程序；I

項(xiàng)目目標(biāo)目

錄

CONTENTS任務(wù)一

認(rèn)識(shí)測(cè)量●

PART01古代的都江堰到北京故宮，近代的埃菲爾鐵塔到京張鐵路，當(dāng)代的“神舟”飛船到“中國(guó)天眼”,都離不開測(cè)量這門學(xué)科。讓我們一起來領(lǐng)

略測(cè)量的魅力吧!I

一、任務(wù)引入1.教學(xué)設(shè)備與工具(1)多媒體設(shè)備；(2)寫字板、計(jì)算器、筆。2.安全要求及注意事項(xiàng)不打鬧、不抽煙，注意人身安全和儀器使用安全。3.參與人員組織及職位分工(見表1-1)表1-

1詳見教材第2頁(yè)I

二、資源準(zhǔn)備I

三、相關(guān)知識(shí)1.測(cè)量工作的任務(wù)測(cè)量包括測(cè)定和測(cè)設(shè)。測(cè)定是指得到一系列測(cè)量數(shù)據(jù)，或?qū)⒌厍虮砻娴牡匚锖偷孛部s繪成地形圖；測(cè)設(shè)是指將設(shè)計(jì)圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物位置，在實(shí)地標(biāo)定出來，作為施工的依據(jù)。建筑工程測(cè)量工作的任務(wù)主要是：(1)大比例尺地形圖的測(cè)繪；(2)建筑物的施工測(cè)量；(3)建筑物的變形觀測(cè)。I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定1)測(cè)量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線(1)垂線。重力的作用線稱為鉛垂線，簡(jiǎn)稱垂線。(2)水準(zhǔn)面。某一時(shí)刻沒有風(fēng)浪的海洋水面，稱為水準(zhǔn)面，是理想化

的靜止曲面。(3)大地水準(zhǔn)面。沒有風(fēng)浪、沒有潮汐的平均海水面稱為大地水準(zhǔn)面(見圖1-1)。(4)大地體。大地水準(zhǔn)面包圍的曲面形體稱為大地體。水準(zhǔn)面、大地

水準(zhǔn)面、大地體都是不規(guī)則的(見圖1-1)。I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定1)測(cè)量工作的基準(zhǔn)面和基準(zhǔn)線大地水準(zhǔn)面垂線圖1-1

大地水準(zhǔn)面示意圖海洋垂線礦體(1)地理坐標(biāo)。地理坐標(biāo)是用經(jīng)度λ和緯度φ

表示地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面上的投影位

置的球面坐標(biāo)，不便于直接進(jìn)行各種

計(jì)算(見圖1-2)。I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)圖1-2

地理坐標(biāo)示意圖(2)獨(dú)立平面直角坐標(biāo)。當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較小時(shí)，可用測(cè)區(qū)中心點(diǎn)的水平面來代替大地水準(zhǔn)面。在這個(gè)平面上建立的測(cè)區(qū)

平面直角坐標(biāo)系，稱為獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系。在

局部區(qū)域內(nèi)確定點(diǎn)的平面位置，可以采用獨(dú)立平

面直角坐標(biāo)。I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)(3)高斯平面直角坐標(biāo)。利用高斯投影法建立的平面直角坐標(biāo)系，稱為高斯平面直角坐標(biāo)系。在廣

大區(qū)域內(nèi)確定點(diǎn)的平面位置，一般采用高斯平面直角坐標(biāo)。①高斯平面投影的設(shè)想。地理坐標(biāo)建立在球面基礎(chǔ)之上，不能直接用于測(cè)圖、工程施工等，因此需要轉(zhuǎn)化為平面直角坐標(biāo)。高斯投影是設(shè)想將截面為橢圓的柱面套在橢球體外，

使柱面軸線通過橢球中心，并使橢球面上的中央子午線與柱面相切，而后將中

央子午線附近的橢球面上的點(diǎn)、線正投影到柱面上。再沿過極點(diǎn)

N的母線將柱

面剪開，形成高斯投影平面。為使由曲面正形投影到平面時(shí)引起的變形在測(cè)量

容許值范圍內(nèi)，將地球按一定的經(jīng)度差分成若干帶，各帶分別獨(dú)立進(jìn)行投影。a.均勻分帶。從經(jīng)度1°30′自西向東按3°經(jīng)差分帶，稱為3°帶，帶號(hào)用N

表

示，依次編號(hào)1～120,各帶中央子午線經(jīng)度(L3)和帶號(hào)(N3)

計(jì)算公式見式(1-1)。從首子午線自西向東每隔6°劃為一帶，稱為6°帶。每帶均統(tǒng)一編號(hào)，用

N表示，自西向東依次編號(hào)為1～60。各帶中央子午線經(jīng)度(L6)和帶號(hào)(N6)

計(jì)算公式見式(1-2)。高斯投影根據(jù)△L逐帶連續(xù)進(jìn)行，如圖1-3、圖1-4。I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)(3)高斯平面直角坐標(biāo)。L3I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)(3)高斯平面直角坐標(biāo)。圖1-4全球高斯投影帶圖1-3

均勻分帶示意圖163SI

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)(3)高斯平面直角坐標(biāo)。投影帶的中央子午線與編號(hào)計(jì)算公式：(1-1)(1-2)I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)(3)高斯平面直角坐標(biāo)。

b.假想一個(gè)橫橢圓柱面套在參考橢球面上，如圖1-5所示。圖1-5

假想橢圓柱面套在參考橢球面I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)(3)高斯平面直角坐標(biāo)。

c.地球表面投影到橫橢圓柱面上，如圖1-6所示。其中，

NAS、NBS、NCS等是投影線。取出地球的投影，并剪開、壓平后，展開即得高斯平面投影。(x)N中央子午線

P赤道ABy

C

(v)S圖1-6

高斯投影過程SI

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)(3)高斯平面直角坐標(biāo)。

②高斯平面的特點(diǎn)。a.投影后的中央子午線

NBS

是直線，長(zhǎng)度不變。b.投影后的赤道

ABC

是直線，保持ABC⊥NBS。C.離開中央子午線的子午線投影是以二極為終點(diǎn)的弧線。離中央子午線越遠(yuǎn)，

弧線的曲率越大。說明離中央子午線越遠(yuǎn)，投影變形越大。I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定2)地面點(diǎn)的坐標(biāo)(3)高斯平面直角坐標(biāo)。③高斯平面直角坐標(biāo)系(見圖1-7)的建立。a.x

軸是中央子午線

NBS

的投影，北方為正方向。b.y軸是赤道ABC

的投影，東方為正方向。C.原點(diǎn)即中央子午線與赤道交點(diǎn)，用O表示。d.

四象限I

、Ⅱ

、Ⅲ

、IV按順時(shí)針順序排列。圖1-7

高斯平面直角坐標(biāo)系I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定3)地面點(diǎn)的高程土木工程測(cè)量(1)絕對(duì)高程。地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點(diǎn)的絕

對(duì)高程，簡(jiǎn)稱高程，用H表示，如

圖1-8所示。圖1-8

高程高差示意圖I

三、相關(guān)知識(shí)2.地面點(diǎn)位的確定3)地面點(diǎn)的高程(2)相對(duì)高程。地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離，稱為該點(diǎn)的相對(duì)高程或假定

高程，用

H

'表示，如圖1-8所示。(3)高差。地面兩點(diǎn)之間的高程差為高差，用h

表示。如圖1-8所示，

A、B

兩點(diǎn)的高差為

hB=H-H?=HB-HB、A兩點(diǎn)的高差為

hBA=H-Hg=H′-H

可

見

：hAB=-hBA。(1)1956年黃海高程系——“56黃海系”,水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.289m,

采用青島大港驗(yàn)潮站1950—1956年共7年的潮汐記錄資料推算測(cè)出。(2)1985國(guó)家高程基準(zhǔn)——“85高程基準(zhǔn)”,水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.260m,采用青島驗(yàn)潮站1953—1977年共25年的潮汐記錄資料推算測(cè)出。在水準(zhǔn)原點(diǎn)，“85高程基準(zhǔn)”使用的大地水準(zhǔn)面比“56黃海系”使用的

大地水準(zhǔn)面高出0.029m。I

三、相關(guān)知識(shí)3.我國(guó)的高程系統(tǒng)(1)平面直角坐標(biāo)的測(cè)定。測(cè)定地面點(diǎn)平面直角坐標(biāo)的主要測(cè)量工作是測(cè)量水平角和水平距離。(2)高程的測(cè)定。測(cè)定地面點(diǎn)高程的主要測(cè)量工作是測(cè)量高差。I

三、相關(guān)知識(shí)4.測(cè)量工作概述1)測(cè)量的基本工作(1)對(duì)距離的影響。在半徑為10km

的范圍內(nèi)進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，可以用水平面代替水準(zhǔn)面，而不必考慮地球曲率對(duì)距離的影響，

如圖1-9所示。(2)對(duì)高程的影響。用水平面代替水準(zhǔn)面，對(duì)高程的影響是很大的，因

此，在進(jìn)行高程測(cè)量時(shí)，即使距離很短，也應(yīng)顧及地球

曲率對(duì)高程的影響，如圖1-9所示。I

三、相關(guān)知識(shí)4.

測(cè)

量

工

作

概

述2)測(cè)量工作中用水平面代替水準(zhǔn)面的限度圖1-9

水平面代替水準(zhǔn)面示意圖I

三、相關(guān)知識(shí)4.測(cè)量工作概述3)測(cè)量工作的基本原則(1)從整體到局部、先控制后碎部。(2)前一步工作未作檢核不進(jìn)行下一步工作，即等級(jí)原則、

整體原則、控制原則、步步檢核原則。I四、實(shí)踐操作實(shí)踐操作1:投影帶的中央子午線與編號(hào)

要求(1)我國(guó)在大地坐標(biāo)系中的經(jīng)度位置為74°~135°,求135°的六度分帶帶號(hào)

和三度分帶帶號(hào)。(2)設(shè)某地面點(diǎn)經(jīng)度為130°25'30”,該點(diǎn)位于哪個(gè)六度帶和三度帶上?其中

央子午線的經(jīng)度各為多少?(3)已知某點(diǎn)位于高斯投影六度帶第20號(hào)帶，若該點(diǎn)在該投影帶高斯平面

直角坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)y=-306579.210m,寫出該點(diǎn)不包含負(fù)值且含有帶號(hào)的

橫坐標(biāo)y

的通用值表達(dá)，及該帶的中央子午線經(jīng)度

L

。,

并說出其地理意義。

目的通過練習(xí)，熟悉高斯直角坐標(biāo)系。I四、實(shí)踐操作實(shí)踐操作1:投影帶的中央子午線與編號(hào)實(shí)施步驟步驟1:計(jì)算三度、六度帶號(hào)。求算三度帶號(hào)的公式為

,三度帶號(hào)為_

_

o求算六度帶號(hào)的公式為

,六度帶號(hào)為_

__o計(jì)算結(jié)果：正確□不正確口計(jì)算情況：

。|

四、實(shí)踐操作實(shí)踐操作1:投影帶的中央子午線與編號(hào)

實(shí)施步驟步驟2:計(jì)算中央子午線精度。求算三度帶號(hào)的公式為

,三度帶號(hào)為

其中央子午線經(jīng)度計(jì)算公式為

,結(jié)果為

求算六度帶號(hào)的公式為

,六度帶號(hào)為

其中央子午線經(jīng)度計(jì)算公式為

,結(jié)果為

計(jì)算結(jié)果：正確□不正確□計(jì)算情況：

◎四、實(shí)踐操作實(shí)踐操作1:投影帶的中央子午線與編號(hào)

實(shí)施步驟步驟3:寫出通用值表達(dá)。橫坐標(biāo)y

的通用值表達(dá)包括：

十

十

,

即

◎該帶的中央子午線經(jīng)度

L。的計(jì)算公式為

L。為

o橫坐標(biāo)

y

的地理意義是：該點(diǎn)在中央子午線側(cè)，距離中央子午線

◎計(jì)算結(jié)果：正確□不正確□表述結(jié)果：準(zhǔn)確□不準(zhǔn)確□答題情況：

OI

四、實(shí)踐操作實(shí)踐操作2:高程高差的概念要求已知

HA=36.735m,HB=48.386m,求

hAB。目的通過練習(xí)，熟悉高程高差概念。I四、實(shí)踐操作實(shí)踐操作1:投影帶的中央子午線與編號(hào)實(shí)施步驟步驟1:計(jì)算

hAB。HA

為

,

不

是

,hAB

是

到

的

計(jì)算公式為

,計(jì)算結(jié)果為

◎計(jì)