水准测量基准点的设置（测量地面点位的确定）

地面点位的确定方法测量工程中定位空间一个点需要三个量首先选择一个投影面（或者基准面），把这个空间的点投影到基准面上得到点在基准面上面的坐标，这是第一步那么，这个可以叫点到投影面或到基准面的投影为x y，或者用入、∮表示经度、纬度，这是第一个两个量，下面我们就来聊聊关于水准测量基准点的设置?接下来我们就一起去了解一下吧!

水准测量基准点的设置

地面点位的确定方法。

测量工程中定位空间一个点需要三个量。首先选择一个投影面（或者基准面），把这个空间的点投影到基准面上得到点在基准面上面的坐标，这是第一步。那么，这个可以叫点到投影面或到基准面的投影为x y，或者用入、∮表示经度、纬度，这是第一个两个量。

还有第三个量，通过这个点到投影面的距离用h来表示，这样就可以把空间的点用三个量清晰的表示出来。

既然要选择一个基准面，第一项工作就要选择投影的基准面。最能代表地球表面的面是海洋面，选择的基准面就选择海水面。

水准面不是水平面，水准面实际是一个曲面。水准面上任意一点与重力方向垂直，处处与重力相垂直的曲面叫水准面。

海水面一直在变化的运动的，只能取一个平均的海水面，把它作为基准面。水准面有无数多个，其中那个和平均海水面重合的水准面就是大地水准面。

测量在地球表面展开，任一点受离心力及引力作用，合力称为重力，重力方向线就是测量基准线，是用来选择水准面或者基准面。

测量工作的基准线是选择测量工作的基准面是大地水准面。

在基准面上面的点的坐标。

点的坐标表示方法通常用两种。

第一种称为天文地理坐标，它用经度和纬度来表示。

确定地面点的空间位置需3个参数：X(纵坐标)，Y(横坐标)，H(高程)或入(经度)，∮(纬度)，H(高程)。

从整个地球考虑点的位置，通常是用经纬度表示。用经纬度表示点的位置，称为地理坐标。

假定PP1为地球旋转轴，O为地心。通过地球旋转轴的平面称子午面，子午面与地球表面的交线称子午线(经线)。通过格林威治天文台G的子午线称首子午线。地球表面任一M点的子午面PMM'P 与首子午面所组成的二面角，用入表示，称为M点的经度。经度由首子午面向东向西各0°~180°，向东的称东经，向西的称为西 P经。我国在东半球，各地的经度都是东经。通过地心o与地球旋转轴PP1垂直的平面EE1， 称为赤道平面。赤道平面与地球表面的交线称为赤道。过M点的铅垂线与赤道面EG'M'E1的夹角称M点的纬度。向北向南各0°~90°，向北称北纬，向南称南纬。我国在北半球，各地的纬度都是北纬。

地理坐标

第二种独立平面直角坐标系

大地水准面虽是曲面，但当测量区域较小时(半径小于10km范围），可以用测区的切平面代替椭球面作为基准面。

在切平面上建立独立平面直角坐标系，规定南北方测区向为纵轴，记为X轴，X轴向北为正，向南为负。X轴选取的方式有3种：①真南北方向；②磁南北方向；③建筑的南北主轴线。 以东西方向为横轴，记为Y轴。Y轴向东为正，向西为负。

象限按顺时针排列编号，这些规定与数学上平面直角坐标系正 Ⅲ Ⅱ象限位置相反，X轴与Y轴互换，象限排列也不同，其目的为了把数学的公式直接运用到测量上。为避免坐标出现负值，将原点选在测区的西南角。

当测区范围较大，不能把水准面当做水平面。把地球椭球面上的图形展绘到平面上，必然产生变形。为了减少变形误差，采用一种适当的投影方法，这就是高斯投影。

高斯投影方法

高斯投影是将地球划分为若干个带，先将每个带投影到圆柱面上。然后展成平面。我们可以设想将一个空心的椭圆柱横套地球，使椭圆柱的中心轴线位于赤道面内并通过球心。将地球按6°分带，从0°起算往东划分，0°~6°为第1带，6°~12°为第2带，…，174°~180°为第30带，东半球共分30个投影，按带进行投影。各带中央的一条经线，例如第1带的3°经线，第二带的9°经线，称为中央经线。进行第1带投影时，使地球3°经线与外侧圆柱面相切，3°经线长不变形。进行第2带投影时，则旋转地球，使9°经线与圆柱面相切，9°经线长不变形。因各带中央经线与圆柱面相切，所以中央经线投影后不变形，而两边经线投影后有变形，由于6°分带，所以变形很小。赤道投影后成一条直线。

②高斯投影的特点

A.等角，即椭球面上图形的角度投影到平面之后，其角度相等，无角度变形，但距离与面积稍有变形。

B.中央经线投影后仍是直线，且长度不变形。因此用这条直线作为平面直角坐标系的纵轴——X轴。而两侧其他经线投影后呈向两极收敛的曲线，并与中央经线对称，距中央经线越远长度变形越大。

C.赤道投影也为直线。因此，这条直线作为平面直角坐标的横轴Y轴。南北纬线投影后呈离向两极的曲线，且与赤道投影对称。

高斯投影

高斯平面直角坐标系定义

高斯投影按6°分带或3°分带，各带构成独立的坐标系，各带的中央经线为X轴，赤道投影为Y轴，两轴的交点为坐标原点。我国位于北半球，所以纵坐标X均为正。横坐标有正有负。

例如，设yA= 137680m， yB=-274240m。为了避免横坐标出现负值以方便使用，规定把坐标纵轴向西移 500km。这时

yA=500000 137680=637680m,yB=500000-274240=225760m

实际横坐标值加 500km后，通常称为通用横坐标，并在横坐标值前冠以带号。这样才能确定点位于哪一个6°带内。例如 A、B两点位于20带内，则A点通用横坐标yA通用=20637680m， B点通用横坐标yB通用=20225760m。因此实际横坐标换算为通用横坐标的公式为

y通=带号 Y实际 500000m

当通用横坐标换算为实际横坐标时，要判别通用横坐标数中的哪一个数是带号。由于通用横坐标整数部分的数均为6位数，故从小数点起向左数第7、8位数才是带号。例如，y通=2123456.77m，从小数点起向左数第7位数为2，即带号，千万不要看成是21带。我国领土6°带是从第13带~第23带，我国领土范围的通用横坐标换算为实际横坐标时，通用横坐标数中第1、2两位均为带号。

高程

地面上任意点至水准面的垂直距离，称为该点的高程。某点至大地水准面的垂直距离称该点的绝对高程(海拔)。

A点和B点的绝对高程分别为HA 和H B。我国规定青岛验潮站1950~1956年 统计资料所确定的黄海平均海水面作为统一全国基准面，并在青岛观象山建了水准原点。水准原点至黄海平均海水面的高程为72.289m， 这个高程系统称为 “1956年黄海高程系”。

20世纪80年代初，国家又根据1953~1979年青岛验潮站观测资料，算得水准原点高程为72.2604m，该高程系统称为“1985年国家高程基准”。从1985年1月1日起执行新的高程基准。

有些工程可以采用假定高程系统，即用任意假定水准面为高程基准面。某点至假定水准面的垂直距离称该点的假定高程(又称相对高程)，A点假定高程为HA'，B点假定高程为HB'。

两点之间高程之差称为高差：

hAB=HB-HA=HB'-H A'

hAB有正负，B点高于A点时，hAB为正( )，表示上坡。B点低于A点时， hAB为负(-)，表示下坡。

用水平面代替水准面的限度

当测区较小，或工程对测量精度要求较低时，可用平面代替水准面，直接把地面点投影到平面上，以确定其位置。但是以平面代替水准面有一定的限度，只要投影后产生的误差不超过测量限差即可。

水平面代替水准面会对距离、水平角、高差产生影响。

对距离的影响

当距离D为 10km时，所产生的距离相对误差(△D/D) 为1/(121x10＾4)，因此，在半径为10km 圆面积内进行距离测量，可以用水平面代替水准面，不必考虑地球曲率的影响。

对水平角的影响

测量结果表明：当测区范围在100km²时，对角度的影响仅为0.51％，在一般的测量工作可以忽略不计。

对高程的影响

水平面代替水准面对高程的影响， 200m 时就有3.1mm。所以地球曲率对高程影响很大。在高程测量中，即使距离很短也应顾及地球曲率的影响。

测量工作

地球表面形态可分为地物与地貌两大类，所谓地物是指人工或自然形成的构造物，也就是地面上的东西。地貌是指地面高低起伏的形态，指地面形态。地物和地貌都是由无数地面点集合而成。测量的目的就是确定地面点的平面位置和高程。

测量工作的组织原则

用三句话概括：从整体到局部，从控制测量到碎部测量，从高级到低级。第一句话是对测量整体布局而言，对整个测区采用什么方案，局部地区又怎么做。第二句话是对测量工作的程序而言，先做控制测量，后做碎部测量。第三句话是对测量精度来说的，先做高精度测量，后做低精度测量，由高精度控制低精度。

1.控制测量

所谓控制测量是在测区中选择有控制意义的点，用较精确的方法测定其位置，这些点称为控制点，测量控制点的工作称为控制测量。

2.碎部测量

碎部测量就是测量地物地貌特征点的位置。

控制测量测定控制点如有错误，以它为基础测量碎部点也就有错误，碎部点有错，画的图就不正确。因此测量工作必须步步检核。前一步工作未检查绝不能做下一步工作，这是测量操作必须严格遵循的重要原则。测量工作有大量野外工作，“步步检核”这一原则尤为重要。

测量工作的三要素

无论是控制测量、碎部测量，还是工程施工测设，测量工作内容为角度测量、距离测量和高差测量这三项内容。确定地面点位主要是通过测量角度、距离及高差，经计算得点位的坐标。测角、测距和测高差是测量工作的三要素。

测量常用计量单位及换算

1mm(毫米)=1000pm(微米)

1p.m(微米)=1000nm (纳米)

1km=2华里(市里)

1海里=1.852千米

1英寸=2.54厘米，1英尺=12英寸=0.3048米

面积单位是平方米(m²)。大面积通常用平方公里(km2)或公顷(hm2或 ha)， 在农业上也用市亩。1km²(平方公里)=100hm²(公顷)

1hm²=10000m²=15亩

1亩=666.7m2。