测量在勘查中应用及实例分解

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1、测量学基础知识,第一章 测绘的任务与应用 第二章 测量学的基本概念 第三章 基本测量仪器及使用 第四章 地形图测绘及应用 第五章 勘查工程测量技术,目 录,第一章、测绘的任务及其应用,一、测量工作的主要任务： 测绘： 用各种方法对地球表面的地形地貌及地物位置进行测定，并编制成各种地图资料，为经济、科研、军事服务。 测设： 用一定的方法将图上设计的建（构）筑物的平面位置及高程标定在实地上，作为施工的依据。,第一章、测绘的任务及其应用,二、测量工作的应用 主要应用于国民经济、国防、科研、日常生活等。 提供基础数据 提供地图 行政勘界与权属定界 提供各种工程需要的测量技术 军事测绘,第一章、测绘的任

2、务及其应用,三、测量在地质工作的作用 在地质普查、勘探、物探、化探等工程项目中，从勘测、设计、施工及成果报告，都要应用地形图和其它测绘资料，而且要求测量工作与之密切配合并一定要走在地质工作的前面。 在地质普查及水文地质调查时 在地质填图过程中 在地质勘探阶段中 在物化探布网中 在探矿坑道施工过程中 在钻探工程施工中,第二章、测量学中的基本概念,一、测量学的基本概念和研究内容 测量学：研究地球总体及其表面和外层空间信息的获取处理、描述和应用的学科。 内 容：测定，描述地球的形状、大小，重力场，地表形态及它们的各种变化，确定自然和人造物体，人工设施的空间位置及属性，制作各种地图和建立相关的信息系统

3、。,第二章、测量学中的基本概念,二、主要分支学科 大地测量学: Geodesy (Geodetic Surveying) 地形测量学(普通测量学):Topographic surveying 摄影测量学: Photogrammetry 工程测量学: Engineering Surveying 地图制图学: Cartography 地籍测量学: Cadastral Surveying 海洋测量学: Ocean surveying,第二章、测量学中的基本概念,三、分支学科简介 大地测量学: 研究在广大地面上建立国家控制网，测定地球的形状、大小和地球重力场的理论、技术与方法的学科。,第二章、测量学中

4、的基本概念,三、分支学科简介 普通测量学: 研究地球表面较小区域内测绘工作的基本理论、技术、方法和应用的学科，是测量学的基础。 主要内容有： 距离测量、角度测量、定向测量、高程测量、观测数据的处理和绘图等。,第二章、测量学中的基本概念,三、分支学科简介 摄影测量学（遥感）: 利用摄影像片来研究和测定物体的形状、大小和位置的学科。,第二章、测量学中的基本概念,三、分支学科简介 工程测量学: 研究各种工程建设在勘察设计、施工安装及运营管理阶段中所进行的各种测量工作的学科。 主要内容有： 工程控制网的建立、地形测绘、施工放样、设备安装测量、竣工测量、变形测量和维修养护测量的理论、技术和方法。,第二章

5、、测量学中的基本概念,四、测量工作的基准面 1.地球的形状与大小 地球自然表面是最自然的面，包括海洋底部、高山高原在内的固体地球表面。 陆地：29.2% 海洋：70.8% 最高：884.43m，最低：-11034m 地球半径：平均6371km 这些数据表明地球表面是一个有相当起伏的、极其复杂的不规则曲面。,第二章、测量学中的基本概念,四、测量工作的基准面 2.大地水准面测量工作的基准面 大地水准面是描述地球形状的重要物理参考面，是一个特定重力等位面，也是高程系统的起算面。它与各处的铅垂线处处垂直。 全球大地水准面的形状与梨形相似，称为梨形地球。它的北极较平均地球椭球凸出18.9m，南极凹进25

6、.8m，北纬45凹进，南纬45凸起，偏差约5m。,5.水准面： 重力位相同时，受重力作用的海水分子呈静止状态而形成的重力等位面。处处与重力方向垂直。水准面有无穷个。,四、测量工作的基准面 3.大地体： 静止海水面向陆地延伸形成的封闭曲面所包围的地球实体。代表了地球的形状和大小。 4.铅垂线： 重力的作用线，是测量工作的基准线,第二章、测量学中的基本概念,大地水准面与铅垂线,测量工作的基准面和基准线,6.地球椭球： 旋转椭球概括了地球形状，地球大小用椭球参数表示： 长半轴 (赤道半径)a， 短半轴 (地轴半径)b， 扁平率 =(a-b)/a,四、测量工作的基准面,第二章、测量学中的基本概念,6.

7、地球椭球： 我国现采用国际大地测量协会1975年推荐的总地球椭球，参数采用第三次推荐值，为： a=6378140m， =1:298.257 并按与中国全国范围大地水准面的最佳拟合(即高程异常的平方和为最小)条件进行定位,建立了陕西省泾阳县永乐镇大地坐标原点1985年西安坐标系 “1985国家高程基准”青岛国家水准原点高程为72.260m。,四、测量工作的基准面,第二章、测量学中的基本概念,坐标(Coordinate)： 地面点投影到基准面后在基准面上的位置 高程(Elevation)： 地面点沿基准线到基准面上的距离 球面坐标系：大地坐标系 平面坐标系： 高 程 系：,第二章、测量学中的基本概

8、念,五、地面点位置的表示方法,五、地面点位置的表示方法 1.大地坐标系 子午面：包括椭球旋转轴NS的平面 起始子午面：通过格林尼治天文台的子午面 子午线或经线、经圈：子午面与椭球面的交线 纬圈：垂直于旋转轴NS 的平面与椭球面的交线 赤道面：通过椭球中心 且垂直于旋转轴的平面 赤道：赤道面与椭球面 的交线,第二章、测量学中的基本概念,五、地面点位置的表示方法 1.大地坐标 大地经度L:(我国边疆经度约为东经733013510) 地面点在椭球面上投影点所在的子午面与起始子午面间的平角，从首子午线起算，向东为东经(0 180)，向西为西经(0 180),大地纬度B:(我国边疆纬度约为北纬32853

9、34) 过P点的法线与赤道面的夹角，由赤道面起算，向北为北纬(0 90)，向南为南纬(0 90)，纬度通常用符号表示。 大 地 高H: P点沿法线到椭球面的距离。,第二章、测量学中的基本概念,2.平面直角坐标系 南北方向为纵轴：x轴 东西方向为横轴：y轴 坐标系的、 象限为顺时针方向编号。,第二章、测量学中的基本概念,五、地面点位置的表示方法,高斯投影带,第二章、测量学中的基本概念,3. 高斯克吕格平面直角坐标,五、地面点位置的表示方法,分带投影： 投影带宽度：相邻子午面间的经度差来划分 6带：自中央子午面起，自西向东每6为一带，全球共分60带。带号n与其中央子午线的经度(L）有下列关系： L

10、 = n6-3 已知经度L求带号n：n = int(L/6) + 1 我国境内有11个6带（13带到23带）,第二章、测量学中的基本概念,五、地面点位置的表示方法,分带投影： 3带：自东经130开始每隔经差3划分，全球共分120带。带号n与其中央子午线的经度(L）有下列关系： L =n3 已知经度L求带号n：n = int(L-1.5)/3) + 1 我国境内21个3带（25带到45带）,第二章、测量学中的基本概念,五、地面点位置的表示方法,为了使横坐标y不出现负值，则无论3或6带，每带的纵坐标轴要西移500 km，即在每带的横坐标上加500 km。 为了指明该点属于何带，还规定在横坐标y值之

11、前，要写上带号。未加500km和带号的横坐标值称为自然值，加上500 km和带号的横坐标值称为通用值。,第二章、测量学中的基本概念,五、地面点位置的表示方法,第二章、测量学中的基本概念,4.高程系 （1） 绝对高程 地面点到大地水准面的铅垂距离， 称为该点的绝对高程或海拔。 两点间的高程差，称为高差。h=H2-H1。 高程起算面的建立 1985年黄海高程系水准原点:72.2604m,(2)相对高程 在局部地区假定一个水准面为高程起算面。从某点到假定水准面的垂直距离，称为该点的假定高程或相对高。,五、地面点位置的表示方法,六、测量工作的内容与原则,、测量工作的内容 地形图测绘（测绘） 施工 放

12、样（测设） 基本工作：就是测角、量距和测高差。,、测量工作的原则 “先控制后碎部、从整体到局部，由高级到低级” “步步有检核”,第二章、测量学中的基本概念,、测量工作概述 控制测量 平面控制测量 高程控制测量 国家基本平面控制：用三角测量和导线测量方法建立 分一、二、三、四等大地点， 国家基本高程控制：用水准测量方法建立 分一、二、三、四等水准点，,第二章、测量学中的基本概念,六、测量工作的内容与原则,碎部测量 碎部点：表示地物形态变化的地物特征点， 如房子、道路、河流等的轮廓点。 测定碎部点的坐标,第二章、测量学中的基本概念,六、测量工作的内容与原则,外业工作： 主要是获得必要的测量数据 如

13、量距、测角、测高差和实地测图 内业工作： 主要是依据外业测量数据进行整理、 算与绘图,第二章、测量学中的基本概念,六、测量工作的内容与原则,三 基本测量仪器及使用,三 基本测量仪器及使用,一、角度测量原理 水平角：空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影。,垂直角：同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的夹角。 天顶距：视线与铅垂线的平角。,2、 光学经纬仪构造,物镜,照准部 水准管,反光镜,光学对中器目镜,固连螺旋,水平微动螺旋,脚螺旋,竖盘水准管,竖盘,竖盘微动,读数窗,望远镜目镜,焦调螺旋,竖轴制动,圆水准,基座,度盘配置器,3、 光学经纬仪应满足的几何条件 经纬仪各轴线之间应满足三轴相互

14、垂直条件： 水平度盘的水准管轴(LL) 应垂直于竖轴(VV)； 视准轴(CC)应垂直于 水平轴(HH)； 水平轴(HH)应垂直于 竖轴(VV)。,二、 水平角观测 安置经纬仪，照准目标，读数，记录 （一） 经纬仪的安置 1 对中 把仪器中心安置在测站点O的铅垂线上。 垂球对中：现主要用在坑道测量中。 光学对点器对中：先将三脚架插紧后，装上仪器用脚螺旋进行对中，然后通过升降三脚架使圆水准器气泡居中，这时，仪器可能又不对中了，可稍微松动中心螺旋，在架头上平移仪器，使仪器对中,三 基本测量仪器及使用,2整平 使仪器竖轴竖直、水平度盘水平。 主要用脚螺旋进行,（二） 水平角观测方法 1 测回法 观测两

15、个方向的单角 (1) 先将经纬仪竖盘放在盘左位置(又称正镜位置)，顺时针转动照准部，使望远镜大致瞄准A点上的标杆。然后，拧紧水平制动扳钮，用微动螺旋使望远镜精确地瞄准A点，读取水平度盘读数A左,(2) 松开水平制动扳钮，顺时针方向转动照准部，用上述方法精确瞄准B点，读水平度盘读数B左 左= B左 A左 按上述程序测量水平角一次，称为半测回。 (3) 倒转望远镜，使竖盘位于盘右位置，逆时针旋转望远镜精确瞄准B点，读水平度盘读数B右。 (4) 逆时针转动照准部，精确瞄准A点，读取水平度盘读数A右， 则：右= B右 A右,上下半测回角值差不大于40时： =（ 左+ 右）/2,2 方向观测法 一个测站

16、上要观测的方向数大于2个,三、垂直角观测 将倾斜距离化算为水平距离 在三角高程测量中进行三角高差的计算,十字丝中丝瞄准觇标高的量取位置 安置经纬仪，量取仪器高 正镜瞄准目标，读盘左读数L 倒镜瞄准目标相同位置，读盘右读数R 计算,1 垂直度盘（竖盘）的构造 竖直度盘(竖盘) 指标水准管 指标水准管微动螺旋 竖盘固定在望远镜旋转轴(横轴)的一端，随望远镜一起在竖直面内转动。,2 竖直角计算 一测回：要用盘左和盘右各观测一次。 逆时针注记时计算公式： 盘左 盘右R 一测回竖直角为： （ R ）/2,3 竖盘指标差 当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向90或270，而与正确位置相差一个小角度x,x称为竖盘指标差。,由于指标差