上篇-测量学01-02章..ppt
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1、测 量 学(非测绘专业适用)(非测绘专业适用)第一章 绪论l1 1 测量学的概念测量学的概念l2 2 地面点位的确定地面点位的确定l3 3 测量工作的原则测量工作的原则 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。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。它它应应用用当当代代空空间间、遥遥感感、通通信信、电电子子、微微电电子子等等各各种种先先进进技技术术与与设设备备,以以及及光光学学、机机械械、电电子子的的实实用用技技术术设设备备,采采集集与与地地球球形形状状和和大大小小、地地球球表表面面上上的的各各种种物物体体的的几几何何形形状状及及空空间间位位
2、置置相相关关的的数数据据和和信信息息,并并对对其其进进行行处处理理、解解释释和和管管理理,为为经经济济建建设设、国国防防建建设设的的各各个个部部门门和和行行业业提提供服务。供服务。张张 遂遂(僧僧 一一 行行,公公 元元673-727年年)公公 元元 724-725年年,一一行行组组织织了了全全国国13个个点点的的天天文文大大地地测测量量。由由太太史史监监南南宫宫说说等等人人在在河河南南的的测测量量的的数数据据中中,得得出出了了子子午午线线一一弧弧度度的的弧弧长长为为351里里80步步。这这是是世世界界上上第第一一次次通通过过实实测测进进行弧度测量。行弧度测量。龙龙游游石石窟窟“龙龙游游石石窟
3、窟”位位于于浙浙江江龙龙游游县县城城以以北北小小南南海海镇镇东东南南、衢衢江江北北岸岸的的石石岩岩背背村村。1992年年6月月几几个个村村民民用用抽抽水水机机抽抽干干了了被被当当地地人人称称为为“无无底底洞洞”的的小小龙龙潭潭,发发现现了了一一个个规规模模巨巨大大、气气势势恢恢宏宏的的由由人人工工开开凿凿的的洞洞窟窟,此此后后又又在在附附近近相相继继发发现现了了20余余个个与与此此相相同的石洞。同的石洞。如何采光洞口狭小,石窟内光线暗淡,开凿年代又无电灯。奇怪的是,石窟四壁及洞顶均未留下任何油烟痕迹,开凿者以何照明?半米壁距半米壁距石窟群彼此相邻并紧贴,洞与洞之间却绝不相通。即使在现今,从事地
4、下石窟群彼此相邻并紧贴,洞与洞之间却绝不相通。即使在现今,从事地下开凿利用最先进的科技和仪器亦很难做到这点,古代开凿者是怎么在地下作出开凿利用最先进的科技和仪器亦很难做到这点,古代开凿者是怎么在地下作出如此精确的测量的?如此精确的测量的?不见史料无论从哪个角度看,龙游石窟群的开凿必是非常人干的非常事。如此宏大的地下工程,却至今尚未能发现在当地的地方电及其它史料上有所记载,何故?石料去处据估算,现已发现的石窟群的开采石料量至少在万立方米以上。而开采出来的石料俱是质地较软的红砂岩,很难用作建材。那么,这么多开采出来的石料到那里去了?无从查考。洞壁石刻在号洞的石壁上发现鸟、马、鱼的石雕图案,有几个石
5、窟壁上还有闪电状石刻线条,究竟代表什么?系何时何人因何而刻?矩形水池据最新考察发现,已开发的个石窟,在底部靠近中心部位均有一个面积约平方米的矩形水池,而且两侧是开凿而成的,另两侧是砌石而成,不知此池有何用途?鱼去何方石窟群在发现之前被称为“无底塘”,旧时作为寺院放生池,养有大鱼,当地村民还常在“无底塘”钓鱼。可当村民抽干个洞窟的水后,惊讶地发现,洞内竟找不到一条鱼。鱼去哪儿了?石窟数量到目前为止,已探明石窟数量为个。到底还有没有其它石窟?浙江地球物理研究所的科研人员试图用先进的检测设备探明地下石窟群的布局结构,却告搁浅,因而石窟的数量仍不能全悉。神神舟舟六六号号飞飞船船载载人人航航天天飞飞行行
6、的的测测控控网网是是由由北北京京、东东风风、西西安安三三个个指指控控中中心心,东东风风、渭渭南南、青青岛岛、喀喀什什等等国国内内测测控控站站,和和位位于于纳纳米米比比亚亚、马马林林迪迪、卡卡拉拉奇奇等等三三个个国国外外测测控控站站,以以及及位位于于太太平平洋洋、印印度度洋洋、大大西西洋洋的的四四艘艘远远望望号号测测量量船船组组成成的的陆陆海海基基全球全球S波段统一测控通信网,对火箭、飞船完成测控通信任务。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神六测控通信系统中由上海研发的9 9大子系统大子系统 1.1.USBUSB波波段段信信道道:完完成成载载人人飞飞
7、船船天天地地间间无无线线通通信信主主通通道道,能能够够实实现现遥遥控控、遥遥测测、图像传输、双向通话、地面跟踪测量任务;图像传输、双向通话、地面跟踪测量任务;2.2.C C波波段段信信道道:主主要要用用于于飞飞船船的的测测轨轨,将将返返回回舱舱的的飞飞行行速速度度、距距离离、方方位位等等信信息息传递回地面指挥中心。其同时作为传递回地面指挥中心。其同时作为USBUSB波段信道的辅助;波段信道的辅助;3.3.图像传输系统;图像传输系统;4.4.话音传输系统;话音传输系统;5.5.飞船遥测系统;飞船遥测系统;6.6.飞船遥控系统;飞船遥控系统;7.7.超短波通信系统;超短波通信系统;8.8.短短波波
8、通通信信系系统统(能能传传送送GPSGPS定定位位信信号号,在在返返回回舱舱着着陆陆后后能能为为地地面面搜搜索索人人员员提提供供所在位置的经纬度);所在位置的经纬度);9.9.天线。天线。备备注注:整整个个测测控控通通信信系系统统除除了了上上海海的的9 9大大子子系系统统外外,还还包包括括北北京京相相关关机机构构研研发发的的GPSGPS定位系统、频率综合器等。定位系统、频率综合器等。其分类大致为:其分类大致为:1.大地测量学大地测量学2.摄影测量与遥感摄影测量与遥感3.地图制图学地图制图学4.海洋测量学海洋测量学5.地形测量学地形测量学6.工程测量学工程测量学几何大地测量学几何大地测量学物理大
9、地测量学(重力大地)物理大地测量学(重力大地)卫星大地测量学卫星大地测量学海洋大地测量学海洋大地测量学空间大地测量学(天文大地)空间大地测量学(天文大地)航天摄影测量航天摄影测量航空摄影测量航空摄影测量地面立体摄影测量地面立体摄影测量遥感测量遥感测量研究地球表面局部地区测绘问题研究地球表面局部地区测绘问题研究内容研究内容有有关关城城市市建建设设、矿矿山山工工厂厂、水水利利水水电电、农农林林牧牧业业、道道路路交交通通、地地质质矿矿产产等等领领域域各各种种工工程程的的勘勘测测设设计计,建建设设施施工工,竣竣工工验验收收,生生产产经经营营,变变形形监监测等方面的测绘工作。测等方面的测绘工作。主要工作
10、主要工作测绘测绘测设测设变形监测变形监测大地测量学摄影测量与遥感摄影测量与遥感地图制图学地形图地形图专题地图制作专题地图制作在西藏拉萨测绘地形图在西藏拉萨测绘地形图水水下下地地形形测测量量地形测量学建建筑筑变变形形监监测测城市测量城市测量工程测量学2 2 地面点位的确定地面点位的确定一、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:几个概念:继续地球的自然表面地球的自然表面不规则;海面占表面的不规则;海面占表面的71%、扁梨形。、扁梨形。大地水准面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
11、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。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。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;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;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;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。其表面与大地水准面之间的高差平方和最小。参考椭球参考椭球与某一局部大地水准面密切配合的椭球。
12、与某一局部大地水准面密切配合的椭球。大地水准面具有性质:大地水准面具有性质:大地水准面上任一点处的垂线大地水准面上任一点处的垂线(重力方向)与该点处切面正(重力方向)与该点处切面正交;交;又:重力是离心力与地心又:重力是离心力与地心引力的合力(离心力与地心引引力的合力(离心力与地心引力之比约力之比约1:300),而大地水),而大地水准面上各点处引力不等,造成准面上各点处引力不等,造成各点处垂线方向各异。各点处垂线方向各异。各点处切面组成的曲面各点处切面组成的曲面大地水准面亦不规则,有大地水准面亦不规则,有微小起伏,是一个具有物理性微小起伏,是一个具有物理性质的曲面。质的曲面。离心力地心引力重力
13、G返回二、我国采用的参考椭球大地水准面与椭大地水准面与椭球面高差最大差球面高差最大差为为200200mm旋转椭球面旋转椭球面大地水准面大地水准面ab继续1932年前年前白塞尔椭球白塞尔椭球1932年后年后海福特椭球海福特椭球1952年后年后1954北京坐标系:克拉索夫斯基椭球北京坐标系:克拉索夫斯基椭球1980年后年后国家大地坐标系:国际国家大地坐标系:国际75椭球(椭球(IAG1975推荐值)推荐值)目前目前BJ-54和国家和国家80两个坐标系并行使用两个坐标系并行使用返回三、地面点位平面坐标的确定1.地理坐标地理坐标大地经度和大地纬度(大地经度和大地纬度(L、B)天文经度和天文纬度(天文经
14、度和天文纬度(、j)N LG P起W始oE子B午赤道平面线S LP点点所所在在子子午午面面与与起起始始子子午午面面所所夹夹的的两面角;两面角;分为东经分为东经0180;西经;西经0180 B过过P点点法法线线与与赤赤道道平平面面的的交交角角;分分为为南纬南纬090;北纬;北纬090 P点点所所在在天天文文子子午午面面与与本本初初子子午午面面所所夹的两面角;夹的两面角;j过过P点点的的重重力力线线与与地地球球赤赤道道平平面面的的交交角。角。NSOx2.平面直角坐标平面直角坐标高斯投影高斯投影横轴椭圆柱投影横轴椭圆柱投影高斯投影带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。为了限制
15、变形,高斯投影只限于很窄的一条,称投影带。yP1P2Sp1p2s赤道赤道中中央央子子午午线线边边缘缘子子午午线线为满足为满足1/100万万1/2.5万比例尺测万比例尺测图,可采用经差图,可采用经差6的投影,称的投影,称6带;为带;为满足满足1/10000、1/5000比例尺测图,可采比例尺测图,可采用经差用经差3的投影,称的投影,称3带;有些测图还带;有些测图还须采用须采用1.5带等。带等。3带是带是6带的加密。带的加密。G0369121518各各点点y坐坐标标的的规规定定:1)原原点点西西移移500km;2)y坐标前加带号。坐标前加带号。例:例:y018.068km写成写成y36518.06
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