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1、(首页)北方工业大学课程教案课 程 名 称普通测量课 程 性 质专业必修开 课 年 度20 066 年至220077 年年开 课 学 期秋季 春季授 课 班 级土木06AA-12234主 讲 教 师赵俊兰课程所属学学院(部部门)建筑工程学学院课程所属系系(教研研室)土木工程系系课程 第第 四 讲讲第 3 周日期：20007年3月5地点：二教教第 1 章章测量学基础础第 3 节节 地面面点位确确定 （1） 地面点的空空间位置置与一定定的坐标标系统相相对应，引引出表示示地面点点位的三三个量，简简述测量量上坐标标的种类类。（2） 大地坐标系系 （天天文坐标标、大地地坐标）（3） 高斯投影、高高斯平面
2、面直角坐坐标系、高高斯坐标标系与数数学坐标标系的区区别，通通用的横横坐标。（4） 平面直角坐坐标系。（5） 高程系统，绝绝对高程程（海拔拔）、相相对高程程、大地地高的含含义，不不同高程程的起算算基准面面。复述述高差的的含义，让让同学理理解高差差与高程程起算基基准面无无关。引引出水准准原点概概念，举举例说明明19556黄海海高程与与19885国家家高程基基准。教学目标：、地面点点的空间间位置与与一定的的坐标系系统相对对应，引引出表示示地面点点位的三三个量，了了解测量量上坐标标的种类类； 、理解解高斯投投影、高高斯平面面直角坐坐标系的的联系；熟练掌掌握高斯斯平面坐坐标系与与数学笛笛卡儿坐坐标系的的
3、区别，通通用的横横坐标含含义；、掌握高高程、高高差的概概念 ；，掌握高高斯分带带投影、高高斯平面面直角坐坐标，投投影带带带号及中中央子午午线经度度计算；教学重点: 1） 大地坐坐标系思考（1）测测量坐标标系与地地面点位位的确定定 （2）高斯斯投影、分分带投影影、高斯斯平面直直角坐标标、6投影带带、3投影带带。高斯斯坐标系系与数学学坐标系系的区别别（3）高程程、高差差教学难点: 1）高高斯投影影、分带带投影，高高斯平面面直角坐坐标、66投影带带、3投投影带。高高斯坐标标系与数数学坐标标系的区区别。复习已有的的知识概概念，为为将要学学习的新新知识做做准备。提提问讨论论回答，测测量工作作基准面面？测
4、量量工作基基准线？地球椭椭球面？旋转椭椭球体的的数学公公式？大大地水准准面的特特性？引出表示地地面点位位的三个个量，坐坐标和高高程。强强调坐标标系的基基准面的的不同，坐坐标系统统是不同同的。讲讲述提问问，地面面点的空空间位置置与一定定的坐标标系统相相对应，引引出表示示地面点点位的三三个量。简简述测量量上坐标标的种类类。加强强同学的的了解并并增加学学生对测测量上常常用坐标标系的认认识。复复述大地地坐标系系的含义义，重点点介绍天天文坐标标和大地地坐标的的含义与与基准面面、基准准线的区区别。讲讲述分析析，大地地坐标系系以参考考椭球面面为基准准面。大大地地理理坐标的的基准面面地球椭椭球面、基基准线法法
5、线，椭椭球体面面上的大大地高为为零。我我国版图图处于东东经7441355，北纬纬354。天天文坐标标与大地地坐标的的区别。复复述高斯斯投影、高高斯平面面直角坐坐标系、高高斯坐标标系与数数学坐标标系的区区别，通通用的横横坐标。讲讲述分析析，高斯斯投影、分分带投影影、高斯斯投影的的特点。高高斯平面面直角坐坐标、66投影带带、3投投影带。、66投影带带、3投投影带的的带号及及中央子子午线的的计算。高高斯坐标标系与数数学坐标标系的区区别。复复述平面面直角坐坐标系，讲讲述分析析，平面面直角坐坐标系的的投影面面、平面面直角坐坐标原点点、X轴轴与Y轴轴的规定定。举例说明抽抽象概念念，引出出高程的的概念。复复
6、述高程程系统，绝绝对高程程（海拔拔）、相相对高程程、大地地高的含含义。不不同高程程的起算算基准面面。复述述高差的的含义，让让同学理理解高差差与高程程起算基基准面无无关。引引出水准准原点概概念，举举例说明明19556黄海海高程与与19885国家家高程基基准。讲讲述提问问分析，高高程系统统，绝对对高程（海海拔）、相相对高程程、大地地高，高高差的含含义。理解不同高高程的起起算基准准面。让让同学理理解高差差与高程程起算基基准面无无关。引引出水准准原点概概念，举举例说明明19556黄海海高程与与19885国家家高程基基准。讲授主要内内容: 测量坐标系系与地面面点位的的确定 空间是是三维的的，表示示地面点
7、点在某个个空间坐坐标系中中的位置置需要三三个参数数，确定定地面点点位的实实质就是是确定其其在某个个空间坐坐标系中中的三维维坐标。 测量学将空空间坐标标系分为为参心坐坐标系和和地心坐坐标系。 “参心”意意指参考考椭球的的中心，由由于参考考椭球的的中心一一般不与与地球质质心重合合，所以以它属于于非地心心坐标系系， “地心”意意指地球球的质心心，GPPS使用用的WGGS-884属于于地心坐坐标系。工工程测量量通常使使用参心心坐标系系（一）地面面点的地地理坐标标（确定定点的球球面位置置的坐标标系 ）测量量上将空空间坐标标系分解解成确定定点的球球面位置置的坐标标系(二维)和高程程系(一维)。确定点的球球
8、面位置置的坐标标系有地地理坐标标系和平平面直角角坐标系系两类。 地理坐标系系(geeogrraphhicaal rrefeerennce sysstemm)地理坐标系系又可分分为天文文地理坐坐标系和和大地地地理坐标标系两种种。1 天文地地理坐标标系天文地理坐坐标又称称天文坐坐标，表表示地面面点在大大地水准准面上的的位置，它它的基准准是铅垂垂线和大大地水准准面，它它用天文文经度(asttronnomiicall loongiitudde)和天文文纬度(asstroonommicaal llatiitudde)两两个参数数来表示示地面点点在球面面上的位位置。2 大地地地理坐标标系大地地理坐坐标又称
9、称大地坐坐标，是是表示地地面点在在参考椭椭球面上上的位置置，它的的基准是是法线和和参考椭椭球面，它它用大地地经度(geoodettic lonngittudee)和大大地纬度度(geeodeeticc laatittudee)表示示。P点大地经经度：过过P点的大大地子午午面(ggeoddetiic mmeriidiaan pplanne)和和首子午午面所夹夹的两面面角。P点大地纬纬度：过过P点的法法线与赤赤道面的的夹角。大地经、纬纬度是根根据起始始大地点点(又称大大地原点点，该点点的大地地经纬度度与天文文经纬度度一致)的大地地坐标，按按大地测测量所得得的数据据推算而而得的。我国以陕西西省泾阳阳
10、县永乐乐镇大地地原点(geoodettic oriiginn)为起起算点，由由此建立立的大地地坐标系系，称为为“19980西西安坐标标系”(Xiaan ggeoddetiic ccoorrdinnatee syysteem 119800)，简简称800系或西西安系。通过与前苏苏联19942年年普尔科科沃坐标标系联测测，经我我国东北北传算过过来的坐坐标系称称“19954北北京坐标标系”(Beiijinng ggeoddetiic ccoorrdinnatee syysteem 119544)，其其大地原原点位于于前苏联联列宁格格勒天文文台中央央。 (二)平面面直角坐坐标1 高斯平平面直角角坐标系
11、系2 假定平平面直角角坐标3 城市平平面直角角坐标（三）地面面点的高高程1 绝对高高程（海海拔）：地面点点到大地地水准面面的铅垂垂距离，称称为绝对对高程，又又称海拔拔。以HH表示。2 相对高高程：地地面点到到任意假假定水准准面的铅铅垂距离离，称为为相对高高程。以以H表示。3 高差： 地面面两点高高程之差差，以hh表示。hhAB=HB-HA=HBB-Haa 高程系是一一维坐标标系，它它的基准准是大地地水准面面。由于于海水面面受潮汐汐、风浪浪等影响响，它的的高低时时刻在变变化。通通常是在在海边设设立验潮潮站(ttidee gaaugee sttatiion)，进行行长期观观测，求求得海水水面的平平
12、均高度度作为高高程零点点，以通通过该点点的大地地水准面面为高程程基准面面(heeighht ddatuum)。也也即大地地水准面面上的高高程恒为为零。 (1) 国国家高程程系统我国境内所所测定的的高程点点是以青青岛验潮潮站历年年观测的的黄海平平均海水水面为基基准面，并并于19954年年在青岛岛市观象象山建立立了水准准原点(levveliing oriiginn)，通通过水准准测量的的方法将将验潮站站确定的的高程零零点引测测到水准准原点，也也即求出出水准原原点的高高程。新中国成立立后，119566年我国国采用青青岛验潮潮站19950年年19956年年7年的潮潮汐记录录资料推推算出的的大地水水准面
13、为为基准引引测出水水准原点点的高程程为722.2889m，以以这个大大地水准准面为高高程基准准建立的的高程系系称为“119566年黄海海高程系系”(HHuannghaai hheigght sysstemm 19956)，简称称“566黄海系系”。 由于地球椭椭球的扁扁率很小小，因此此当测区区范围不不大时，可可近似地地把地球球椭球作作为圆球球，其半半径为663711km。 二、确定地地面点位位的方法法1、球面坐坐标系统统（1）、天天文地理理坐标系系：测量（天天文经纬纬度）的的外业以以铅垂线线为准大大地水准准面和铅铅垂线是是天文地地理坐标标系的主主要面和和线地面面点的坐坐标是它它沿铅垂垂线在大大
14、地水准准面上投投影点的的经度和和纬度（2）、大大地地理理坐标系系：大地地地理坐标标系是建建立在地地球椭球球面上的的坐标系系，地球球椭球面面和法线线是大地地地理坐坐标系的的主要面面和线，地地面点的的大地坐坐标是它它沿法线线在地球球椭球面面上投影影点的经经度L和纬度度B2、地图投投影平面面坐标系系 为了简化计计算，要要将（椭椭）球面面上的元元素归算算（投影影）到平平面上。所所谓投影影就是建建立起（椭椭）球面面上的点点与平面面上的点点一一对对应的数数学关系系。地图图投影学学就是研研究这个个问题的的学科，是是数学也也是地理理学的一一个分支支学科。基基本类型型有：圆圆锥投影影，圆柱柱投影，平平面投影影，
15、任意意投影等等。（1）高斯斯平面直直角坐标标系：高斯投投影是等等角横切切椭圆柱柱投影。等等角投影影就是正正形投影影。所谓谓，正形形投影，就就是在极极小的区区域内椭椭球面上上的图形形投影后后保持形形状相似似。即投投影后角角度不变变形。按按投影带带不同通通常分为为6度带带和3度度带。点点在高斯斯平面直直角坐标标系中的的坐标值值，理论上上中央子子午线的的投影是是X轴，赤赤道的投投影是YY轴，其其交点是是坐标原原点。点点的X坐标是是点至赤赤道的距距离；点点的Y坐标是是点至中中央子午午线的距距离，设设为y；y有正正有负。为为了避免免Y坐标出出现负值值，把原原点向西西平移5500公公里。为为了区分分不同投
16、投影带中中的点，在在点的YY坐标值值上加带带号N，所以以点的横横坐标通通用值为为 y=NN*100000000+50000000+y（2）地平平坐标系系：地平坐坐标系是是平面直直角坐标标系，地平坐坐标系以以当地的的水平面面为主要要面(不需要要投影)，通常常以当地地的北方方向为坐坐标轴的的正方向向，地平平坐标系系只用于于小的局局部地区区3、空间三三维坐标标系（11）、地地心坐标标系：地心平平坐标系系是以地地球质心心为坐标标原点，以以地轴为为Z轴，正正向指向向北极；XY平面面与赤道道面重合合，X轴指向向起始子子午面 。（2）、参参心坐标标系：参心平平坐标系系是以参参考椭球球体的中中心为坐坐标原点点
17、，以椭椭球修整整轴（短短轴）为为Z轴，正正向指向向北极；XY平面面与赤道道面重合合，X轴指向向起始子子午面 。4、地面点点的高程程高程（绝对对高程、海海拔）-地面面点到大大地水准准面的铅铅垂距离离。假定（相对对）高程程-地地面点到到假定水水准面的的铅垂距距离。高差-两两点间的的高程之之差。 第四节 用水平面面代替水水准面和和限度 一、对对距离的的影响 二、 对高程的影响 80年代，我我国又采采用青岛岛验潮站站19553年19977年年25年的的潮汐记记录资料料推算出出的大地地水准面面为基准准引测出出水准原原点的高高程为772.2260mm，以这这个大地地水准面面为高程程基准建建立的高高程系称称
18、为“119855国家高高程基准准”(CChinnesee heeighht ddatuum 119855)，简简称“885高程程基准”。在水准原点点，855高程基基准使用用的大地地水准面面比566黄海系系使用的的大地水水准面高高出0.0299m。(2) 城城市高程程系统的的选择城市测量量规范规规定，一一个城市市只应采采用一个个统一的的高程系系统。城城市高程程系统应应采用119855国家高高程基准准或沿用用19556年黄黄海高程程系统，在在远离国国家水准准点的新新设城市市或在改改造旧有有水准网网因高程程变动而而影响使使用时，经经上级行行政主管管部门批批准后，可可暂时建建立或用用地方高高程系统统，
19、但应应争取条条件归算算到19985国国家高程程基准上上来。 本次课主体体教学方方式、方方法：多多媒体教教学 布置作业总结表示地地面点位位表示的的三个量量，坐标标和高程程。强调调测量上上常用的的坐标系系的基准准面、基基准线。通通过提炼炼总结加加强学生生理解高高斯投影影，掌握握高斯分分带投影影、高斯斯平面直直角坐标标，投影影带带号号及中央央子午线线经度计计算，平平面直角角坐标系系与数学学坐标系系的区别别。明确确高程、高高差的概概念。n设问：1、为为什么有有那么多多的坐标标系统？经纬度度是怎样样测定的的？n2、地球上上最重要要的两条条地理界界线指的的是什么么线？中中国疆土土四至的的地理坐坐标是什什么
20、？n3、什么是是北京时时间？n4、郑和下下西洋靠靠什么导导航？作业：1. 测量学研究究的对象象和任务务是什么么？2. 简述测绘工工作在国国民经济济建设中中的作用用。3. 铁路工程测测量在铁铁路建设设中的作作用如何何？4. 什么是水准准面？什什么是大大地水准准面？5. 什么是大地地体？参参考椭球球体与大大地体有有什么区区别？6. 确定地球表表面上一一点的位位置，常常用哪两两种坐标标系？它它们各自自的定义义是什么么？7. 什么叫绝对对高程？什么叫叫假定高高程？什什么是高高差？8. 测量平面直直角坐标标系与数数学平面面直角坐坐标系的的联系与与区别是是什么？9. 测量工作应应遵循的的基本原原则是什什么？为为什么要要这样做做？10. 为什么测量量工作的的实质都都是测量量点位的的工作？11. 如何确定地地面点的的位置？12. 测量的基本本工作有有哪些？教学后记 8