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第2章 测量学的基础知识 第2章 测量学的基础知识 地球的形状和大小 测量中常用的坐标系统 确定地面点位的原理确定地面点位的原理 白征东 用水平面代替水准面的限度 zbai@tsinghua.edu.cn 测量的基本工作 测量学讲义，2008版 清华大学土木工程系,地球空间信息研究所 地球的形状和大小 地球的形状和大小 地球 水准面与大地水准面 – 由于地球的自转和公转，地球是南北极稍扁，赤 –水准面 道稍长，平均半径约为6371km 的椭球 • 假想静止不动的水面延伸穿过陆地，包围整个地球， – 地球的自然表面并不光滑，形状十分复杂，有高 形成的封闭曲面称水准面。 山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等， • 重力等位面, 处处与重力方向(铅垂线)垂直 呈现高低起伏的形态呈现高低起伏的形态，，如如：：珠峰珠峰+8848m,+8848m, 马里马里 • 有无穷多个有无穷多个，但各水准面之间是不平行的但各水准面之间是不平行的。 亚纳海沟-11022m, 但这样的高低变化与地球半 • 是不规则的闭合曲面 径6371km相比只有1/600,变化是微小的。 –大地水准面 – 海洋面积约占71%，陆地面积约占29% • 与平均海水面相吻合的水准面称大地水准面 重力与铅垂线 • 大地水准面是唯一的。 – 重力: 地球上质点所受万有引力与离心力的合力 • 大地水准面所包含的形体，称为大地体，它代表了 – 铅垂线: 重力线. 不一定过地心 地球的自然形状和大小。 – 铅垂方向: 重力方向。不一定指向地心 • 测量工作的基准面 地球的形状和大小 地球的形状和大小 参考椭球面 –我国现用的几个参考椭球元素值 – 大地水准面——微小起伏多、不规则、很难用数学方程表示 – 将地表地形投影到大地水准面上计算非常困难。 – 通常选择一个与大地水准面非常接近、能用数学方程表示的椭球面