3、为区分各带，y前加带号。 4、地面的点位用（x,y,H)来表示。
XA=42345678.87 m YA=19 234 786 m HA= 32.456 m
国家地理范围：约从东经: 72°～138°，北纬：2°～54° 6°带（12 ～ 23）；3 °带（24 ～ 44）
X
X
35
B
yb Xb
Ya
高斯平面直角坐标系的建立
以各带的中央子午线为X轴（纵坐标），赤道以北为正； 以赤道方向为Y轴（横坐标），交点（原点）以东为正。
34
注意以下问题：
1、与数学上的平面直角系有区别；
如某点的高斯平面坐标为： XA=42345678.87 m YA=-265 214 m HA= 32.456 m
2、为保证y为正y 加500km；
22
测量工作是在地球表面进行的。地球表面虽 然很不规则，有高山、平原、丘陵、海洋等。但这 些起伏相对于地球本身十分微小。
地球的形状
23
24
因此，人们把地球总的形状看
作是被海水包围的球体，设想 有一个静止的海水面，向陆地
25
延伸形成一个封闭的曲面，这
个曲面称水准面。平均海水面 称为大地水准面。 水准面是一个重力等位面， 水准面的特性是它处处与铅垂 线成正交。静止的水面就是一 重力G 地心O 离心力
§1-1 测量学的内容及任务
三、测绘学的任务 1、建立控制网； 2、提供地形图、点位坐标； 3、施工放样、设备安装、竣工测量等。
7
四、测绘学的作用
在国民经济建设（城市规划、道路建设、土地规划与管 理、水利建设等）、国防建设、地震预测预报、资源勘测、
地下电缆埋设、宇宙空间技术、灾情监视与调查等其它科学
（4）首子午面：通过格林威治天文台的子午面
二、
地面点位的确定
31
（二）、地面点的坐标
空间点位用点的球面位置(二维)及高程(一维) 来表示 点的球面位置的地理坐标表示 （1）经度:地面上某一点子午面与首子午面的夹角 东经:首子午面以东0~180度 西经:首子午面以西0~180度 （2）纬度：地面上某点的铅垂线与赤道面的夹角 北纬：赤道以北0~90度 南纬：赤道以南0~90度
参考椭球
a b a
α
1:334
1:299.2 年代和国家
a
6375653
6377397
b
6356564
6356079
德兰布尔
白塞尔
1800法国
1841德国
克拉克
海福特 克拉索夫斯基 1975年国际椭球
6378249
6378388 6378245 6378140
6356515
6356912 6356863 6356755.3
18 GPS用于大地测量
GPS、GIS、RS——“3S”集成
DTM
19
正射影像
制图 修测
GIS
可视化
地面处理
影像分析 分类
彩色
多光谱
六、我国现代测绘事业的发展
建立和统一了全国坐标系统和高程系统 建立了全国的大地控制网、国家水准网、完成了大地 网和水准网的整体平差；完成了国家基本图的测绘工 作 进行了珠穆朗玛峰和南极长城站的地理位置和高程的 测量 进行了如长江大桥、葛洲坝和三峡水电枢纽、宝山钢 铁厂、正负电子对撞机和同步辐射加速器、核电站等 大型和特殊工程的测量工作 能够生产各类测绘仪器如水准仪、经纬仪、测距仪、 全站仪、GPS接收机等
10
电子全站仪与工程测量
光学自动安平水准仪与水准测量
11
12
数字水准仪
数字水准仪
DNA中文数字水准仪
13
1、瑞士徕卡Leica
2、德国蔡司Zeiss DiNi 12数字水准仪 (美国天宝Trimble)
航空摄影测量
14卫星遥感ຫໍສະໝຸດ 像处理15三维激光扫描系统
16
地理信息系统GIS建库
17
§1-1 测量学的内容及任务
6
二、测绘学的分类 普通测量学：是研究小区域地球表面的各类物体形状 和大小的测绘科学。 大地测量学：是把地表上一个较大区域或整 个地球作 为研究对象的测绘科学（常规大地测量和卫星大地测量）。 摄影测量学：是利用摄影或遥感技术来研究地表形状 和大小的测绘科学（地面摄影测量学、航空摄影测量学和 卫星摄影测量学）。 工程测量学（勘测、设计、施工和运营管理） 地图制图学：研究地图投影、变换及成图技术和制图 工艺等方面的科学。 海洋测绘学：是研究测绘海岸、水面及海底自然与人 工形态及其变化的理论、方法和技术的综合性学科。
度为：
0 3N
P 首子午线 中央子午线
1
2
3
4
6
19
20
21
6°带
·· ·
0° 1 2 3 6° 6° 6° 赤 道 N
6° 12° 18° 24°
108° 114° 120° 126°
·· ·
3°带
P1 1 2 3 4 5 6 7 8 36 37 38 39 40 41 42
高斯投影分带
6°带、3°带中央子午线及带号
1:293.5
1:297.0 1:298.3 1:298.257
1880英国
1909美国 1940苏联 1975国际
R 1 a a b 6371 公里 3
29
二、
地面点位的确定
30
（一）、几个基本概念
（1）子午线:通过地球自转轴的平面与地球表面的交线 （2） 首子午线：通过格林威治天文台的子午线 （3）子午面：子午线与地球自转轴构成的面
20
已完成全国GPS 大地控制网和GIS基础框架
§1-2
地球的形状及其地面点位置的确定
21
一、地球的形状和大小
1. 地球是一个表面起伏较大的椭球
地球表面最高峰—珠穆琅玛峰： 8844.43m 海洋底部最深处——太平洋西部的马里亚纳海沟: 11022.00m 地球表面最大高差近20km 2. 地球又是一个近似光滑的水球 大陆面积: 占29% 海洋面积: 占71 % 3. 地球平均半径: 6371km
A
Xa
Ya yb
B
Xb
A
Xa
O
Y
O′
O
Y
500km (a) 高斯平面直角坐标 (b)
（四）独立平面直角坐标
36
当测区面积不大时，可不考虑地球曲率的影响、不必进行复杂的投影计 算，可以直接将地面点沿铅垂线投影到水平面上，由平面直角坐标表示 其投影位置。坐标象限的顺序按顺时针方向旋转。上下为X轴， 左右为 Y轴，上为正， 东为正。这是土木工程测量经常采用的坐标系统之一。
二、现代测绘学的发展现状（2）
从游标经纬仪 → 光学经纬仪 → 电子经纬仪 → 电子全站仪→数字智能型全站仪
9
从光学水准仪→自动安平水准仪→电子水准 仪→数字水准仪
从地面摄影测量→航空摄影测量→数字摄影测 量→卫星遥感（RS）图像处理→三维激光扫描 系统 从野外白纸测图→计算机机助制图→数字化自 动成图→地理信息系统（GIS） 从全球卫星定位系统（GPS）→“3S”集成技术
交通工程测量学
西华大学
交通与汽车工程学院
主讲：李慧
1
参考书籍
推荐教材：
曹智翔，邓明镜，交通土建工程测量，西南交通大学出版社，2008
2
张正禄，主编，《工程测量学》，武汉大学出版社，2005年10月第1
版
参考书：
《土木工程测量》邹永廉主编 高等教育出版社 2004年 《测量学》（第四版），合肥工业大学出版社，2000
研究方面有着极其重要的作用。 例如，一项工程从勘测、设计、施工和运营管理。
五、现代测绘学的发展现状 （1）
8
望远镜的发明，推动了光学测量仪器（如光学水准仪、 经纬仪）的发展和广泛使用 1859年第一台地形摄影机在法国制造，洛斯达开创了 地面摄影测量方法 1903年飞机的发明，1915年第一台自动连续航空摄影 机在德国蔡司测绘仪器厂研制成功，使航空摄影测量 成为现实 1947年瑞典生产第一台光电测距仪，世界从此进入电 子测量时代。随后相继出现了微波测距仪、激光测距 仪、红外测距仪等 电子经纬仪+光电测距仪+计算机=电子全站仪
(三)、高斯平面直角坐标
参考椭球面是不可展开的面，如何投影到平面上? 方法：在参考椭球上横套一个椭圆柱面，让参考椭球上
32
的某一子午线与之相切，将中央子午线两側范围内的地区投
影到椭圆柱上，然后沿某一棱线展开，构成高斯平面坐标系。
N 中央子午线 O E
W
投影带 S
高斯投影方法
(1) 6°投影带 从零子午线开始每隔6°为一个投影带， 33 第一个6°带的中央子午线的经度为3°，第二个6°带的 中央子午线的经度为9°，依次类推。第N带的中央子午 线经度为： 0 6N 3 (2) 3°投影带 从东经1°30′的子午线开始经差每隔3° 划分一个投影带，其第一带的中央子午线是东经3°，第 二带中央子午线是东经6°,依次类推。第N带的中央子午线经
Y
三、地面点的高程
1、高程系统的一般概念 大地高系统：大地高表示地面点参考椭球面的垂直距离。 正高系统：正高表示地面点大地水准面的垂直距离。
39
正常高系统：正常高表示地面点似大地水准面的垂直距离。
地球自然表面
H3
H1
H2
大地水准面 参考椭球面
§1-1 测量学的内容及任务
一、测绘学研究的对象和内容
测绘学研究的对象是地球及其表面和外层空间中 的各种自然物体和人造物体的有关信息。 它研究的内容是测定空间点的几何位置、地球 形状和大小、地球重力场及各种动力现象，研究采集 和处理地球表面各种形态及其变化信息并绘制成图的 理论、技术和方法以及各种工程建设中的测量工作的 理论、技术和方法。