建筑工程測量技術四川水利水電技師學院認知2

地面點位的表示方法

地面點位的確定，一般需要三個量。在測量工作中，我們一般用某點在基準面上的投影位置（x,y）和該點離基準面的高度（H）來確定。一、測量基準面

1、測量工作基準面——水準面、大地水準面。

測量工作是在地球表面進行的，而海洋占整個地球表面的71%，故最能代表地球表面的是海水面，人們將海水面所包圍的地球形體看作地球的形狀。測量工作基準面自然選擇海水面。水準面——靜止海水面所形成的封閉的曲面。大地水準面——其中通過平均海水面的那個水準面。水準面的特性——處處與鉛垂線正交、封閉的重力等位曲面。鉛垂線——測量工作的基準線。水準面和大地水準面2、測量計算基準面——旋轉橢球

由于地球內部質量分布不均勻，引起鉛垂線的方向產生不規則的變化，致使大地水準面成為一個復雜的曲面，無法在這個曲面上進行測量數據的處理。為了計算方便，通常用一個非常接近于大地水準面，并可用數學式來表示的幾何體來代替地球的形狀，這就產生了“旋轉橢球”的概念。旋轉橢球：由一橢圓（長半軸a，短半軸b）繞其短半軸b旋轉而成的橢球體。旋轉橢球體

二、地面點的坐標

坐標分為地理坐標、高斯平面直角坐標和平面直角坐標。1、地理坐標（屬于球面坐標系統）——用經度和緯度來表示。

適用于：在地球橢球面上確定點位。圖1-3地球橢球面

其與數學中平面直角坐標系相比，不同點：（1）測量上取南北方向為縱軸（X軸），東西方向為橫軸（Y軸）（2）角度方向順時針度量，象限順時針編號。相同點：數學中的三角公式在測量計算中可直接應用。

圖1-4

左圖數學上的平面直角坐標右圖數學上的平面直角坐標2、平面直角坐標——用坐標（x，y）來表示。

適用于：測區范圍較小，可將測區曲面當作平面看待。確定地面點平面坐標的方法OABXY1.選擇O點為坐標原點，建立平面坐標系。約定：水平線為Y軸，向右為正方向；豎直線為X軸，向上為正方向。1132234452.A點在平面坐標系XOY中的坐標為XA=+5，YA=+4。-2-1-1-23.B點在平面坐標系XOY中的坐標為XB=-2，YA=-2。

3、高斯平面直角坐標

適用于：測區范圍較大，不能將測區曲面當作平面看待。

當測區范圍較大，若將曲面當作平面來看待，則把地球橢球面上的圖形展繪到平面上來，必然產生變形，為減小變形，必須采用適當的方法來解決。測量上常采用的方法是高斯投影方法。高斯投影方法是將地球劃分成若干帶，然后將每帶投影到平面上。（1）6°帶的劃分1）為限制高斯投影離中央子午線愈遠，長度變形愈大的缺點，從經度0°開始，將整個地球分成60個帶，6°為一帶。

6°帶中央子午線及帶號2）公式：——中央子午線經度；N——投影帶的帶號。（2）3°帶的劃分從東經開始，將整個地球分成120個帶，3°為一帶。

3°帶中央子午線及帶號有：

——中央子午線經度；N——投影帶的帶號。4、我國高斯平面直角坐標的表示。

方法：（1）先將自然值的橫坐標Y加上500000米；（2）再在新的橫坐標Y之前標以2位數的帶號。[例題]：國家高斯平面點P（3032586.48，20648680.54），請指出其所在的帶號及自然坐標為多少？（1）點P至赤道的距離：X=3032586.48m（2）其投影帶的帶號為20、P點離20帶的縱軸X軸的實際距離：Y=648680.54-500000=148680.54m三、地面點的高程

1、絕對高程H（海拔）——地面點到大地水準面的鉛垂距離。2、相對高程H'——地面點到假定水準面的鉛垂距離。3、高差——

水準面地面點的高程和高差

1.絕對高程

地面點到大地水準面的鉛垂距離，稱為該點的絕對高程，簡稱高程，用大寫字母H表示。如圖所示：地面點A、B的高程分別為HA和HB。HA

HB

2.相對高程

地面點到假定水準面的鉛垂距離,稱為該點的相對高程或假定高程。用H′表示。如圖所示：A.、B兩點的相對高程為HA′和HB′。HA′HB′3、高差地面兩點間的高程之差,稱為高差，用小寫字母h表示。高差有方向和正負。

A、B兩點的高差為:hAB=HB-HA

B、A兩點的高差為:hBA=HA-HB

A、B兩點的高差與B、A兩點的高差，絕對值相等，符號相反，即：hBA=

-hAB下面我們學習高差。hAB四、我國的高程系統

主要有：（1）1985國家高程系統（2）1956黃海高程系統（3）地方高程系統。如：珠江高程系統。其中，我國的水準原點建在青島市觀象山，在1985年國家高程系統中，其高程為72.260米；在1956年黃海高程系統中的高程為72.289米。

高程基準，是推算國家統一高程控制網中所有水準高程的起算依據，它包括一個水準基面和一個永久性水準原點。水準基面，通常理論上采用大地水準面，它是一個延伸到全球的靜止海水面，也是一個地球重力等位面，實際上確定水準基面則是取驗潮站長期觀測結果計算出來的平均海面。青島地處黃海，而我國把黃海海平面定為海拔基準面，而這個海拔基準面就是根據驗潮站提供的數據來確定的。驗潮站的主要作用：監測、記錄潮汐變化數據，為海港研究開發、經濟建設、國防建設、風潮等自然災害研究提供了有關資料和預測、預防等服務。中國以青島港驗潮站的長期觀測資料推算出的黃海平均海面作為中國的水準基面，即零高程面。青島驗潮站1900年開始驗潮，1904年開始正式建立。

小資料中國水準原點

中國永久性水準原點位于青島觀象山山頂處，由中國人民解放軍總參測繪局于1954年建成，作為中國的海拔起點，全國各地的海拔高度皆由此點起算。該水準原點因其在中國獨一無二的特性，從某種意義上，可以稱為中國高程測量的“格林威治”。在觀象山上，有一個神秘的小石屋，外面有兩層高柵欄，石屋子內還有三道鐵將軍把門。在石屋子里面，有一個價值不菲的拳頭大小、渾圓的黃瑪瑙，瑪瑙上一個紅色小點，上面標出“此處海拔高度72.260米”，這就是我國的“水準原點”。球形的水袋瑪瑙標志，其上有銅制和石制護蓋兩層，用精密水準測量方法與驗潮站上所求出的平均海水面進行聯測，測出它的高程為全國高程起始點，國家測繪局將它確定為“中華人民共和國水準原點”。當時國家規定，采用由此青島驗潮站求得的1956年黃海平均海水面作為全國統一高程基準面，其絕對高程為零，凡由此基準面起算的高程，統稱為“1956年黃海高程系統”。中國水準原點建成后，由此構成原點網。用精密水準測量測定水準原點相對于黃海平均海面的高差，即