长安大学 数字测图 第2章 测量基本知识课件.ppt

§2 测量坐标系;主讲：王腾军;1 Level Surface（水准面） 液体受重力作用而形成的静止面;2 Geoid（大地水准面） 平均静止的海水面向大陆延伸所形成的封闭曲面;3. Earth Ellipsoid（地球椭球）;主讲：王腾军;测量工作的基准面和基准线 1. 野外: 水准面和铅垂线 2. 内业: 地球椭球面和法线; 地球椭球定位 确定地球椭球面与大地水准面的相关位置，使地球椭球面在某区域内与大地水准面最佳拟合。;赤道面;西 安; 子午面（Meridian Plane） 包含椭球体旋转轴的平面 。子午面与椭球面的交线为经线。 赤道面（Equatorial Plane ） 垂直于椭球体旋转轴，且与椭球的长轴重合的平面。与椭球体旋转轴垂直的平面与椭球面的交线为纬线 大地经度（Geodetic Longitude） 过地面点 P 的子午面与起始子午面间的夹角，用 L表示。从起始子午面算起，向东为正，由0至180 °称为东经；向西为负，由0至180°称为西经。; 大地纬度（ Geodetic Latitude） 过地面点P的椭球面法线与赤道面的夹角，用B表示。从赤道面算起，向北为正，由0至90 °称为北纬；向南负，由0至90 °称为南纬。 大地高（ Geodetic Height） 地面点P沿椭球面法线到椭球面的距离，用H表示。从椭球面算起，向外为正，向内为负。;2 Spatial Rectangular Coordinate system 空间直角坐标系;３ Horizontal Coordinate System 平面坐标系 独立平面直角坐标系;Constrcution Coordinate System 施工坐标系; Polar coordinate system 极坐标系 测绘工作中，常在局部范围内使用极坐标，O为极点，OX为极轴，ρ为矢径，ψ为极角。使用极坐标的优点是解算两点之间的相互关系时较为简便。;4 Gauss Plane Coordinate System （高斯平面坐标系） Map Projection（地图投影） 按照一定的数学法则建立起椭球面与平面之间点与点的一一对应关系。即： Distortion Transformation（投影变形） 长度变形、角度变形、面积变形;地图投影的分类 地形图测绘对地图投影的要求 采用等角投影（正形投影），确保投影后角度不变； 投影前后长度之比为一常数； 长度和面积变形不大。;O;赤道投影后为直线，其他纬圈投影后为对称曲线。 中央子午线投影后为直线，且长度不变，其他子午线投??后均向中央子午线弯曲，并向两极收敛，对称于中央子午线和赤道，距中央子午线越远，弯曲程度越大，长度变形越大。 中央子午线和赤道投影为相互正交的直线。;主讲：王腾军; 投影分带 将地球椭球面按一定的经度差分成若干窄条状区域而分别进行投影，这些被分割成的区域称为投影带。每带中央的子午线称为中央子午线。作为分带界线的子午线成为分带子午线。 常用的带宽为6°和3°，分别称为6°带投影和3°带投影。;主讲：王腾军; 6°带投影 自0°子午线算起向东划分，每隔经差6°为一带，依次将全球划分60带，其带号为1，2，3，…，60。 3°带投影 自东经1.5°子午线算起向东划分，每隔经差3°为一带，依次将全球划分120带，其带号为1，2，3，…，120。;例：我国国土位于：东经74°～135°; 高斯坐标系 在高斯平面上,以中央子午线投影为x轴，赤道投影为y轴，其交点为坐标原点。;高斯坐标的构成;若我国某处地面点P的高斯平面直角坐标值为：x=3102467.28m，y69m。问： （1）该坐标值是按几度带投影计算求得。 （2） P点位于第几带？该带中央子午线的经度是多少？P点在该带中央子午线的哪一侧？ （3）P点距离中央子午线和赤道的投影距离各为多少米？;高斯坐标系与笛卡尔坐标系; Elevation（高程） 高程（Height） 过地面点沿基准线到基准面的距离。地面点位于基准面以上，高程为正，地面点位于基准面以下，高程为负。;参考椭球; 验潮站（Tidal Station）;主讲：王腾军; Relative Height（相对高程） 地面点到假定水准面的铅垂距离 Elevation Difference（高差） 两点高程之差。如下图所示：; 方法：投影三维定位；直接三维定位。 直接三维定位 直接确定空间点在空间大地直角坐标系中的三维坐标（X，Y，Z）。如：GPS定位等。; 投影三维定位 将空间点沿基准线投影到基准面上，确定该点在投影面