矿山测量第二章测量基础知识.pptx

第二章 测量学的基础知识第二章 测量学的基础知识第二章 测量学的基础知识一、地球的形状和大小二、测量常用的坐标系统三、高程系统四、方位角内 容 提 要2.1 地球的形状和大小 自然表面1 自然表面 高低起伏：珠穆朗玛峰、马里亚纳海沟 不是一个规则的曲面：不方面抽象和模拟铅垂线P特 点FOG2.1 地球的形状和大小 水准面2.1 地球的形状和大小2 水准面液体受重力作用而形成的静止平面 与铅垂线相垂直 重力等位面 无穷多个 表面光滑而不规则2.1 地球的形状和大小 大地水准面 ①3 大地水准面把一个假想的与静止均衡状态的海洋平面重合，并向陆地延伸，且包围整个地球的光滑封闭曲面叫大地水准面。2.1 地球的形状和大小 大地水准面 ②特 点 与铅垂线相垂直 重力等位面 惟一性 表面光滑而不规则大地水准面所包围的形体地球近似于旋转椭球体大地体Nb代表地球形状和大小的旋转椭球。aOaS2.1 地球的形状和大小 地球椭球 ① 4. 地球椭球法线旋转椭球体2.1 地球的形状和大小 地球椭球 ② 5.相关的地球椭球2.1 地球的形状和大小 地球椭球 ③6. 测量工作的基准面和基准线P野外: 水准面和铅垂线 内业: 地球椭球面和法线铅垂线法线大地水准面参考椭球N地　轴O赤　道S2.2 测量常用的坐标系统 大地坐标系① 1 大地坐标系大地坐标系是以地球椭球的起始大地子午面、大地赤道面和椭球体面为起算面和基准面而建立起来的空间坐标系。P起始子午线H赤道面BL地球表面的P点可用大地经度（L）、大地纬度（B）和大地高(H）2.2 测量常用的坐标系统 大地坐标系 ② 北纬 39°54′20″东经 116°23′29″北京2.2 测量常用的坐标系统 大地坐标系 ③ 子午面：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：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： 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。2.2 测量常用的坐标系统 大地坐标系 ④ 大地纬度 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 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。NP点坐标（X,Y,Z）OS2.2 测量常用的坐标系统 空间直角坐标系 2 空间直角坐标系Z空间直角坐标系是以地球椭球为基础建立起来的空间直角坐标系。P起始子午线ZY坐标转换公式YXX2.2 测量常用的坐标系统 高斯平面直角坐标系 ①3 高斯平面直角坐标系(1)测量对地图投影的要求 测量中大量的角度观测元素，在投影前后保持 不变，这样免除了大量投影计算工作； 保证在有限范围内使得地图上图形同椭球上原 形保持相似，给识图用图带来很大方便。 投影能方便的按分带进行，并能用简单的、统 一的计算公式把各带连成整体。2.2 测量常用的坐标系统 高斯平面直角坐标系 ② (2) 高斯投影把一个假象的，并与某一子午线相切的椭圆柱面横套在地球椭球面体外面，椭圆柱的中心轴通过椭球中心，然后用分带投影的方法，将中央子午线两侧各一经差范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将此椭圆柱面展开即为高斯投影面。高斯投影是一种等角投影。NOS2.2 测量常用的坐标系统 高斯平面直角坐标系 ③（3）高斯投影原理中央子午线?如何定义高斯平面直角坐标系2.2 测量常用的坐标系统 高斯平面直角坐标系 ④（4）高斯投影特性赤道投影后为直线，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，其他子午线投影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。距中央子午线越远投影变形越大?2.2 测量常用的坐标系统 高斯平面直角坐标系 ⑤（5）高斯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。2.2 测量常用的坐标系统 高斯平面直角坐标系 ⑥2.2 测量常用的坐标系统 高斯平面直角坐标系 ⑦ 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，…，1202.2 测量常用的坐