1 / 59

建筑工程测量

建筑工程测量. 陈 哲 2007 年 3 月. 陈哲联系方式： 0376 — 6390006 （ O ） 6390588 （ H ） 13939703597 办公地点： L — 301. 0 引言. 知识结构 —— 掌握测量的基本理论，确定地面点位置的方法；误差的基本知识和平差技术；控制测量理论；掌握测量的基本技能；各种仪器工具的技术性能，操作方法，绘图及放样技术。.

beau-mckay
Télécharger la présentation

建筑工程测量

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 建筑工程测量 陈 哲 2007年3月

  2. 陈哲联系方式： 0376—6390006（O） 6390588（H） 13939703597 办公地点：L—301

  3. 0 引言 • 知识结构——掌握测量的基本理论，确定地面点位置的方法；误差的基本知识和平差技术；控制测量理论；掌握测量的基本技能；各种仪器工具的技术性能，操作方法，绘图及放样技术。

  4. 能力培养——通过课堂教学、作业、实验、实习等各种环节使学生掌握住测图和放样的基本技术，实现各种知识在实践中的基本应用，能独立进行小地区地形图测绘，并能运用所学知识，正确分析和处理工程中出现的各种技术问题，能独自独立地进行施工放样，解决工程测量的各种问题；正确贯彻测量和施工规范规程，并在各实践环节中培养出独立工作能力，组织管理能力和不断汲取新知识的能力。能力培养——通过课堂教学、作业、实验、实习等各种环节使学生掌握住测图和放样的基本技术，实现各种知识在实践中的基本应用，能独立进行小地区地形图测绘，并能运用所学知识，正确分析和处理工程中出现的各种技术问题，能独自独立地进行施工放样，解决工程测量的各种问题；正确贯彻测量和施工规范规程，并在各实践环节中培养出独立工作能力，组织管理能力和不断汲取新知识的能力。

  5. 课程内容 1、理论课（每周3学时） 2、平时实验（安排在周六、周日进行，不占用学时数） 3、暑期2周的测量教学实习（成绩单列）

  6. 成绩评定 理论课成绩（100分制，3学分）计算依据： 平时考勤10% 作业10% 实验20% 期末考试60% 实习成绩（附实习规划；五级制；1学分） 优、良、中、及格、不及格

  7. 第一章 绪论 §1.1 测量学的任务 §1.2 测量工作的基准面和基准线 §1.3 地面点位的确定 §1.4 测量工作概述

  8. 1、测量学的定义 测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面(包括空中、地下和海底）点位的科学。确定地面点在规定坐标系中的坐标值（X，Y，Z）。（平面位置和高程位置） 2、测量学的内容 测定（测绘）——是指利用测量仪器和工具，通过测量和计算，得到一系列测量数据，或把地球表面的地形缩绘成地形图，供经济建设、规划设计、科学研究和国防建设使用。 测设（放样）——是指把图纸上规划设计好的建筑物、构筑物的位置在地面上标定出来，作为施工的依据。

  9. [测定←→图←→测设]思考定义：高程测设？ 3、测量学的分类 普通测量学—— 地形测量学—— 大地测量学—— 工程测量学——研究工程结构在设计、施工和运营各阶段的测量理论和技术。 摄影测量学—— 海洋测绘学——

  10. 4、建筑工程测量学的任务 • 建筑工程测量是运用测量学的基本原理和方法为各类建筑工程服务。 • 工程建设三阶段 测量的任务 勘测设计控制，测绘地形图 施工建设施工放样，竣工测量 运营管理安全监测，变形观测

  11. 返回 5、我国测量学的发展 “测量人员被誉为工程的尖兵” “僧一行”——大变活人，以子午线赤道上1度距离为111公里 “珠峰”——8844.43米 变形观测 ——[沉降、倾斜、裂缝、平 移、旋转]

  12. 6. 地球的形状和大小 地球自然形体：是一个不规则的几何体， 海洋面积约占地球表面的71%。 陆地 高山 丘陵 海洋

  13. 大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向大地水准面：设想处于完全静止的平均海水面向 陆地和岛屿延伸所形成的闭合曲面。 大地体：大地水准面所包围的代表地球形状和大小 的形体。

  14. 由于大地水准面是一个不规则的曲面，不能用数学公式表述，因而需要寻找一个理想的几何体代表地球的形状和大小。由于大地水准面是一个不规则的曲面，不能用数学公式表述，因而需要寻找一个理想的几何体代表地球的形状和大小。 该几何体必须满足两个条件： ① 形状接近地球自然形体； ② 可以用简单的数学公式表示。

  15. 参考椭球体及参考椭球面 参考椭球体 一个非常接近大地体，并可用数学式表示 几何形体，作为地球的参考形状和大小。 它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体， 故又称旋转椭球体。 参考椭球面 参考椭球体外表面， 是球面坐标系的基准面。 参考椭球面

  16. 旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁率α决定。旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁率α决定。 • 我国目前采用的参考 • 椭球体的参数为： • 长半轴 a= 6378140m • 短半轴 b= 6356755.3m • 扁 率 α= = • 测量精度要求不高时，可把地球看作 圆球，其平均半径 R =6371km

  17. 返回 • 7、测量工作的基准线和基准面 • 测量工作的基准线—铅垂线 。 • 测量工作的基准面—大地水准面。 • 测量内业计算的基准线—法线。 • 测量内业计算的基准面—参考椭球面。 O 铅垂线 大地水 准面 G

  18. B A X c b a 8、确定地面点位的方法 测量工作的实质——确定地面点位。 地面点的空间位置可以用点在水准面或水平面上的位置（X，Y）及点到大地水准面的铅垂距离（H）来确定。 如地面点： A （X，Y，H） C Y

  19. 9、地面点的高程 • 地面点的高程： • 地面点沿铅垂方向到 • 大地水准面的距离。 • 注：地面点在大地水 • 准面以上，H为正； • 地面点在大地水准 • 面以下，H为负。 • 如图：HA= 166.780m • HB= - 136.680m A HA 大地水准面 HB B

  20. 绝对高程（海拔）：某点沿铅垂线方向到 大地水准面的距离。如：HA、HC。 相对高程： 某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。 如：HA′、HC ′。 高差： 地面上两点高程之差。 如：hAC= HC– HA hAC= HC′– HA′ 当hAC为正时， C点高于A点； 当hAC为负时， C点低于A点；

  21. 10、规范——我国的高程系统： 水准原点全国高程的起算点。 1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m） 目前我国统一采用 1985年国家高程基准 。 水准原点 H0 验潮站 大地水准面

  22. 11、地面点的坐标 • 地面点的坐标常用地理坐标、平面直角坐标或 空间直角坐标表示。 • 12、地理坐标 • 以参考椭球面为基准面，以椭球面法线为 • 基准线建立的坐标系。 • 地球表面任意一点的经度和纬度，称为该 • 点的地理坐标，可表示为 A(L,B) 。 • 如：北京 东经116º28′北纬39º54′

  23. 椭球上的基本概念 地 轴：地球的自转轴(NS)，N为北极，S为南极。 子午面：过地球某点与地轴所组成的平面。 纬线 起始子午面：通过英国格林尼治天文台 的子午面NGS。 N 起始子午线 赤道平面 子午线：子午面与地球面的交线， 又叫经线。 G O 纬 线：垂直于地轴的平面与地 球面的交线。 W E 赤道 赤道平面：垂直于地轴并通过 地球中心的平面WME。 起始子午面 S 赤 道：赤道平面与地球面 的交线。

  24. 大地经度：过P点的子午面NPS与首子午面NMS所构成大地经度：过P点的子午面NPS与首子午面NMS所构成 的二面角叫做P点的大地经度，用L表示。 大地纬度：过P点的法线 Pn与赤道面的夹角叫做P点 的大地纬度，用B表示。 N L取值范围： 东经0~180˚ 西经0~180˚ B取值范围： 北纬0~90˚ 南纬0~90˚ 赤道平面 起始子午面（首子午面） P M O B n L 大地经度L 大地纬度B S

  25. 13、规范——大地原点：全国统一坐标的起算点。13、规范——大地原点：全国统一坐标的起算点。 • 我国大地原点位于 • 陕省泾阳县永乐镇。 • 我国统一采用的坐标系为“1980年国家坐标系”。

  26. 大地原点：全国统一坐标的起算点。 • 我国大地原点位于 • 陕省泾阳县永乐镇。 • 我国统一采用的坐标系为“1980年国家坐标系”。

  27. 14、平面直角坐标（高斯—克吕格坐标系） • 由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规 • 划、设计 、施工中，测量和计算十分不便。 • 投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到 • 平面上。 • 即 X= F 1（L，B） • Y= F 2（L，B） • 我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 • 也可采用独立平面直角坐标。

  28. 高斯平面直角坐标系 （1）、高斯投影的概念 高斯投影是一种等角投影。它是由德国数学家高斯(Gauss，1777~1855)提出，后经德国大地测量学家克吕格(Kruger，1857～1923)加以补充完善，故又称“高斯—克吕格投影”，简称“高斯投影”。

  29. 测量对地图投影的要求： ①测量中大量的角度观测元素，在投影前后保持不变，这样免除了大量投影计算工作； ②保证在有限范围内使得地图上图形同椭球上原形保持相似，给识图用图带来很大方便。 ③投影能方便的按分带进行，并能用简单的、统一的计算公式把各带连成整体。

  30. 高斯投影平面 中央子午线 赤道 （2）、高斯投影的原理 高斯投影采用分带投影。将椭球面按 一定经差分带，分别进行投影。 N 中央 子 c 午线 赤道 S

  31. 高斯投影平面 中央子午线 赤道 高斯投影必须满足： 1．高斯投影为正形投影， 即等角投影； 2．中央子午线投影后为直 线，且为投影的对称轴； 3．中央子午线投影后长度 不变。

  32. （3）、高斯投影的特性 x 1）中央子午线投影后为直线，且长度不变。 2） 除中央子午线外，其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，并以中央子午线为对称轴。投影后有长度变形。 3） 赤道线投影后为直线，但有长度变形。 平行圈 赤道 y O 子午线 中央子午线

  33. x 4） 除赤道外的其余纬线，投影后为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴。 5）经线与纬线投影后仍然保持正交。 6） 所有长度变形的线段，其长度变形比均大于l。 7）离中央子午线愈远，长度变形愈大。 平行圈 赤道 y O 子午线 中央子午线

  34. （4）、投影带的划分 • 我国规定按经差6º和3º进行投影分带。 • 6º带自首子午线开始，按6º的经差自西向东分成60个带。 • 3º带自1.5º开始，按3º的经差自西向东分成120个带。 高斯投影带划分

  35. 6º带与3º带中央子午线之间的关系如图: • 3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带 • 子午线重合，减少了换带计算。 • 工程测量采用3 º带，特殊工程可采用1.5 º带 • 或任意带。

  36. 按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系是：L。=6ºN－3º（N为6º带的带号）按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系是：L。=6ºN－3º（N为6º带的带号） 例：20带中央子午线的经度为 L。＝6º× 20－3º＝117 º 按照3º带划分的规定，第1带中央子午线的经度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系是：L。=3ºn（n为3º带的带号） 例：120带中央子午线的经度为 L。＝3º× 120＝360 º

  37. 若已知某点的经度为L，则该点的6º带的带号N由下式计算： N＝ （取整）+1 若已知某点的经度为L，则该点所在3º带的带号按下式计算： n＝ （四舍五入）

  38. （5）、高斯平面直角坐标系 • 坐标系的建立： • x轴—中央子午线的投影 • y轴 —赤道的投影 • 原点O —两轴的交点 x 高斯自然坐标 P （X，Y） 赤道 y O 注：X轴向北为正， y轴向东为正。 中央子午线

  39. 赤 道 世界地图 • 由于我国的位于北半球，东西横跨12个6º带，各带又独自构成直角坐标系。 • 故：X值均为正， • 而Y值则有正有负。

  40. x 国家统一坐标： o y =500000+ =+ 636780.360m =500000+ =+ 227559.720m 500km （带号） （带号）

  41. 例： 有一国家控制点的坐标: x=3102467.280m ,y=19367622．380m， 1）该点位于6˚ 带的第几带？ 2）该带中央子午线经度是多少？ 3）该点在中央子午线的哪一侧？ 4）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？ （第19带） （L。=6º×19-3º=111˚） （先去掉带号，原来横坐标y＝367622.380—500000＝-132377.620m，在西侧） （距中央子午线132377.620m，距赤道3102467.280m）

  42. [例] 我国某一点P的6°带通用坐标为，问该点在哪一个6°带内，距其中央子午线距离多少，在其中央子午线以东还是以西？ 解：该点在第19带内，在中央子午线以西，距离为62000m

  43. x x=Dcosα y=Dsinα Ⅳ Ⅰ p α D o y Ⅲ Ⅱ 高斯平面直角坐标系 y p D x=Dcosα y=Dsinα Ⅰ Ⅱ α o x Ⅲ Ⅳ 笛卡尔坐标系 • 高斯平面直角坐标系 • 与数学上的笛卡尔平面直角坐标系的异同点 ： 不同点： 1）、 x，y轴互异。 2）、 坐标象限不同。 3）、表示直线方向的方位角 定义不同。 相同点： 数学计算公式相同。

  44. 15、独立平面直角坐标 • 当测区范围较小时，可将大地水准面看作平面， • 并在平面上建立独立平面直角坐标系； • 地面点的位置可用平面直角坐标确定； • 坐标系原点一般 选在测区西南角 • （测区内X、Y均为正值）； • 原点坐标值可以假定，也可 • 以采用高斯平面直角坐标； • 规定：X 轴向北为正， • Y轴向东为正。 北 X 测区 O Y

  45. 16、空间直角坐标 • 如图所示： • 原点O — 地球质心 • Z轴— 指向地球北极 • X轴— 指向首子午面 • 与赤道的交点 • Y轴— 过O点与XOZ面垂直 Z O Y X 如：A（XA，YA，ZA）

  46. 17、用水平面代替水准面的限度 （1）、对距离的影响 水准面上弧长为S，其所对圆心角为θ，地球的 半径为R。水平面上直线长为t， 其差值为ΔS。 相对差值：

  47. 上式中取R=6371km，则 结论： 在半径为10km的圆面积内进行长度的测量 时，可以不必考虑地球曲率的影响，即可把水准面 当作水平面看待。

More Related