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目录 定义 现实的地球 (大地水准面) 大地椭球面 1984 国际大地坐标系统 (WGS84) 地图投影 坐标转换 高程系统 定义 现实的地球 (大地水准面） 平均海水面最佳的等位面 具有明确物理意义的复杂曲面 需要无数个参数才能加以描述 能够用仪器加以测定 大地椭球面 椭球面是一种数学图形，它由以下参数加以定义： 半长轴 (a)及 半短轴 (b)或 扁率 (f) = (a-b)/a 它是一种简单的几何曲面 不能直接用仪器测定 大地椭球面与大地水准面 选择哪一个椭球面 ? 大地椭球面与大地水准面 1984 国际大地坐标系统 (WGS84) 是地球表面的最佳拟合 A = 6,378,137.000 m 1/f = 298.2572236 1984 国际大地坐标系统(WGS84) 原点位于地球的质量中心 X 与 Y 轴彼此垂直并位于赤道平面上 Z 轴垂直 X, Y 轴所在平面， 并与地球的自转轴相重合 1984 国际大地坐标系统(WGS84) X 轴的基准定向指向格林尼治子午圈 GPS 定位所得的点位及坐标差均属于 WGS84 坐标系统 纬度，经度及大地高高程 空间直角大地坐标 X, Y, Z 地图投影 “ 地图投影是将球面上的子午圈 (经圈)及平行圈(纬度圈)采用数学模型展开并表达在平面上。” 地图投影的类型 横轴墨卡托投影 坐标转换 将地图制图中采用的一种坐标系统转换成另一种坐标系统的技术 最常用的坐标转换有： 经典的 2D 或 3D 赫尔默特模型 一步法转换方式 赫尔默特经典坐标转换 赫尔默特坐标转换是一种经典的 7 参数转换模型 大地测量中采用的精密方法 需要有关地方坐标系的椭球参数 平面坐标通过地图投影计算完成 高程应该为相对于椭球面的大地高 一步法坐标转换 点位与高程可以分别处理 地图投影与地方椭球的参数不必已知 可以单独进行点位的转换 (没有高程数据资料) 正高高程通过数学内插方法获取 网的范围局限于 10 x 10 km 左右 高程系统 采用 GPS 方法测定的高程都是相对于 WGS84 椭球面的大地高高程 大地高高程是椭球面上的高程 高程系统 大地水准面是一个等位面 (等重力面)，它与平均海水面配合得最好 高程系统 椭球面与大地水准面的高差称为大地高的高程异常 为了获取正高高程，人们必须顾及大地高的高程异常 高程系统 大地水准面差距能够用 EGM96 一类地球模型来计算l *, Page * 大 地 测 量 基 础 大地测量(Geodesy) :- Geo - 地球； desy - 研究地球的学科 “大地测量是一门测量并绘制地球表面形状的科学” —— F.R Helmert (1880) 欧洲 北美洲 南美洲 非洲 地形表面 b a 南美洲 非洲 地形表面 O1 北美洲 N O2 N 欧洲 南美洲 非洲 N 北美洲 欧洲 地形表面 j l h P Z X Y j l h P Z X Y 以地理坐标表达的每一个点都能够在平面上用一对东方向及北方向坐标来表示其位置。 中央 子午线 平行圈 1 平行圈 2 兰勃特圆锥投影 X Z Y ZS ZL P XS =sR( wx, wy, wz)XL +X0 XS YS XL YL wy wx wz XS XO XL h = 椭球面高程 (GPS测量所得) 椭球面 P h 地形表面 P H 大地水准面 h 地形表面 椭球面 H = 大地水准面上的高程 (近似于正高高程) 大地水准面的起伏受以下因素的影响： 地形，地质构造等等 正高高程相对于某一个参考基准，一般情况下采用平均海水面 平均海水面非常接近于大地水准面 H N N = 大地高的高程异常 h 地形表面 椭球面 大地水准面 P h 地形表面 H N 椭球面 大地水准面 P h = H + N N = 大地水准面差距 h = 椭球高程 (GPS 测量获得) H = 大地水准面高程 (接近于正高) 28 *, Page *