1.2地面點位的確定一、地球的形狀和大小測量工作是在地球表面進行的。自然地球表面很不規(guī)則，有高山、平原、深谷、丘陵和海洋等。整個地球陸地面積占29%，海洋面積占71%，可以認(rèn)為地球是被靜止的海水面所包圍的球體?；靖拍钽U垂線——重力的方向線。鉛垂線是測量工作的基準(zhǔn)線水準(zhǔn)面——靜止的海水面將地球包圍形成一個假想的封閉曲面。（地球重力場中處處與重力方向正交的封閉曲面）特點：

（1）封閉的曲面；（2）過水準(zhǔn)面上的任意一點所作的鉛垂線，在該點均與水準(zhǔn)面正交；（3）是一個有微小起伏的不規(guī)則曲面；（4）水準(zhǔn)面有無數(shù)多個。水平面——與水準(zhǔn)面相切的平面。大地水準(zhǔn)面液體受重力而形成的靜止表面稱為水準(zhǔn)面。同一水準(zhǔn)面上的重力位處處相等；同一水準(zhǔn)面上任一點的鉛垂線都與水準(zhǔn)面相正交。與平靜的平均海水面相重合、并延伸通過陸地而形成的封閉曲面稱為大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面由于水面可高可低，因此水準(zhǔn)面有無數(shù)多個。其中與平均海水面重合并向陸地延伸所形成的封閉曲面——大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面是測量工作的基準(zhǔn)面。大地體——由大地水準(zhǔn)面所包圍的地球形體，它代表了地球的自然形狀和大小。大地水準(zhǔn)面由于水面可高可低，因此水準(zhǔn)面有無數(shù)多個。其中與平均海水面重合并向陸地延伸所形成的封閉曲面——大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面是測量工作的基準(zhǔn)面。大地體——由大地水準(zhǔn)面所包圍的地球形體，它代表了地球的自然形狀和大小。旋轉(zhuǎn)橢球體面

地球橢球體面由于地球內(nèi)部質(zhì)量分布的不均勻性，使得鉛垂線的方向產(chǎn)生不規(guī)則的變化，結(jié)果大地水準(zhǔn)面變成了一個有微小起伏變化的、不規(guī)則的復(fù)雜曲面。在這樣的曲面上是無法進行測量計算的。旋轉(zhuǎn)橢球體面

地球橢球體面因此，為了計算和繪圖的方便，通常選擇一個非常接近于大地水準(zhǔn)面、并可以用數(shù)學(xué)公式表示的幾何曲面來代表地球的形狀，這個面稱為旋轉(zhuǎn)橢球體面或地球橢球體面。旋轉(zhuǎn)橢球體的大小由長半徑a和短半徑b，或由一個半徑a和扁率α所決定。自然地球水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球體面大地體旋轉(zhuǎn)橢球體1.測量外業(yè)的工作基準(zhǔn)面是大地水準(zhǔn)面，基準(zhǔn)線是鉛垂線。2.測量內(nèi)業(yè)計算工作基準(zhǔn)線是法線，基準(zhǔn)面是旋轉(zhuǎn)橢球面。橢球元素世界各國都采用適合本國的橢球元素。解放前：海福特橢球克拉索夫斯基橢球（1954年北京坐標(biāo)系）長半徑a=6378245米扁率α=1/298.3當(dāng)前采用的橢球元素（1980年國家大地坐標(biāo)系）長半徑a=6378140米扁率α=1/298.257大地原點——西安附近的涇陽縣永樂鎮(zhèn)西安附近的涇陽縣永樂鎮(zhèn)大地原點小結(jié)1測量學(xué)的研究對象2測量的任務(wù)測圖測設(shè)3重要名詞水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面旋轉(zhuǎn)橢球體二、地面點位置的表示方法測量工作的基本任務(wù)——確定地面點的位置。確定地面點的空間位置需要三個量：平面坐標(biāo)和高程。ABba大地水準(zhǔn)面一．坐標(biāo)系以及地面上點位的表示方法1、地理坐標(biāo)系2、高斯平面直角坐標(biāo)系3、平面直角坐標(biāo)系4、地心坐標(biāo)系5、國家坐標(biāo)系

（一）平面坐標(biāo)1、地理坐標(biāo)用經(jīng)緯度表示。天文經(jīng)緯度——以過p點的鉛垂線為依據(jù)的。（λ、φ）大地經(jīng)緯度——以橢球面的法線為依據(jù)（L、B）注：由于所采用的基準(zhǔn)線不同，所以兩者稍有差異，但差異很小，在地形測量中可不予考慮。在球面上，地面點的位置通常用經(jīng)緯度表示。某點的經(jīng)緯度稱為該點的地理坐標(biāo)。

NS為地球自轉(zhuǎn)軸，稱為地軸。通過地軸和地球上任意一點P的平面與地球表面的交線稱為P點的真子午線或經(jīng)線。通過英國格林尼治天文臺的子午線，稱為首子午線。垂直于地軸的各平面與地球表面的交線，稱為緯線。1、地理坐標(biāo)過地心且與地軸垂直的平面稱為赤道面，赤道面與地球表面的交線稱為赤道。

經(jīng)度從首子午線起算，向東為東經(jīng)(0°-180°)，向西為西經(jīng)(0°-180°)，經(jīng)度通常用符號λ表示；緯度從赤道起算，向北為北緯(0°-90°)，向南為南緯(0°-90°)，緯度通常用符號φ表示。我國位于東半球和北半球，所以國內(nèi)的地理坐標(biāo)都是東經(jīng)和北緯。例如北京市某點的地理坐標(biāo)為東經(jīng)116°20′５０″、北緯39°55′37″。1、地理坐標(biāo)(λ)(φ)（λ、φ）鉛垂線（L、B）橢球面法線地理坐標(biāo)2、平面直角坐標(biāo)大地水準(zhǔn)面雖是曲面，但當(dāng)測量區(qū)域較小（如在半徑小于10KM范圍內(nèi)）時，可以將其當(dāng)作平面來看待。在這種情況下，地面點的位置可用平面直角坐標(biāo)表示。（一）平面坐標(biāo)地圖投影高斯平面直角坐標(biāo)系我國采用高斯投影方法建立高斯平面直角坐標(biāo)系。（因高斯投影是保角投影，能使球面上的角度與投影平面上的角度保持不變）。高斯平面直角坐標(biāo)系高斯投影平面上的中央投影為直線，其余子午線為凹向中央子午線的曲線，直線投影后長度不變，曲線投影后投影在平面上長度大于球面長度，而且離中央子午線愈遠，長度變形愈大，為了將長度變到限制在測量精度允許范圍之內(nèi)，進行投影帶的劃分,將地球按經(jīng)緯線劃分為6°、３°、1.5°投影帶。如右圖所示

⑴與數(shù)學(xué)上的平面直角系有區(qū)別；⑵為保證y為正值，y

加500km；Ya=500000+148680.54Yb=500000-134240.69,⑶區(qū)分各帶⑷地面點位用（x,y,h)來表示。⑸投影帶的選擇

yxxy坐標(biāo)系類別測量坐標(biāo)系數(shù)學(xué)坐標(biāo)系坐標(biāo)軸指向縱軸（x）：南北方向橫軸（y）：東西方向縱軸（y）：南北方向橫軸（x）：東西方向象限編號順時針逆時針目的為了便于定向，可以不改變數(shù)學(xué)公式而直接將其應(yīng)用于測量計算中。兩種坐標(biāo)系統(tǒng)的比較P(xp,yp)ypxpyxO測量平面坐標(biāo)的表示1、絕對高程地面點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂線距離，稱為該點的絕對高程或海拔。高差——兩點間的高程差。高程系統(tǒng)（1）1956黃海高程系:

根據(jù)1950~1956年的驗潮資料,推算的黃海平均海水面作為我國高程的起算面.（2）1985年國家高程基準(zhǔn):根據(jù)1953~1979年的驗潮資料,推算的新平均海水面.（二）高程水準(zhǔn)原點高程及高差hAB=HB-HA高差為兩點的高程差.2、假定高程在局部地區(qū)或某項工程建設(shè)中，當(dāng)引測絕對高程有困難時，可以任意假定一個水準(zhǔn)面作為高程起算面。（二）高程假定水準(zhǔn)面從某點到假定水準(zhǔn)面的垂直距離，稱為該點的假定高程或相對高程。假定高程注意：采用假定高程時，應(yīng)先在測區(qū)選定一個高程基準(zhǔn)點并確定其假定高程值，再以它為基準(zhǔn)推算其它各點的假定高程。1.3測量工作概述測量工作的基本內(nèi)容：測角、測距和測高差地形圖測繪和施工放樣地形——地物和地貌的總稱。（1）地貌——地球表面各種高低起伏的形態(tài)，如高山、深谷等（2）地物——地面上的固定物體，如房屋、道路等特征點地物或地貌的形狀和大小是由一系列特征點（或碎部點）的位置所決定的。測圖工作就是測定碎部點的平面坐標(biāo)和高程。1.3測量工作概述ABβ1β21432CDE測量工作房屋池塘——特征點——控制點測量工作的基本原則和作用（1）“先控制，后碎部，從整體到局部”保證全國統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，使地形圖可以分幅測繪，加快測圖速度；減少誤差的積累，保證測量成果的精度。（2）“步步檢核”測量工作的每項成果必須要有檢核，保證測量成果準(zhǔn)確無誤，合乎技術(shù)規(guī)范的要求。1.3測量工作概述測量工作的基本原則和作用（1）“先控制，后碎部，從整體到局部”保證全國統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，使地形圖可以分幅測繪，加快測圖速度；減少誤差的積累，保證測量成果的精度。（2）“步步檢核”測量工作的每項成果必須要有檢核，保證測量成果準(zhǔn)確無誤，合乎技術(shù)規(guī)范的要求。1.3測量工作概述ABCD分幅測繪BDCA22幅12345678AB9布局上：由整體到局部精度上：由高級到低級次序上：先控制后細部

控制測量與細部測量無論是控制測量、碎部測量還是施工放樣，其實質(zhì)都是確定地面點的位置，也即測定三個元素——水平角β、水平距離l和高差h。高程測量、距離