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Determinationofgroundpoints任务1.2
地面点位的确定
Contents目录1地球的形状和大小2坐标系统3高程系统4水平面代替水准面的限度5确定地面点位的基本测量工作6测量工作的原则与特点
地球的形状和大小Theshapeandsizeoftheearth1
1、地球的形状和大小地球表面有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等。地球的表面是什么样子的呢?最高:珠穆朗玛峰,8844.43m最低:马里亚纳海沟,-11022m
1、地球的形状和大小高低起伏,极其复杂局部特点:特点一无法用数学公式描述特点二近似一个两级略扁的椭球特点三蓝色星球,可视为水球(海洋占71%)
水准面水准面:是静止的海水面延伸到大陆内部形成的一个闭合曲面。质点所受的万有引力与离心力的合力称为重力,重力的方向称为铅垂线方向。铅垂线为测量工作的基准线地球表面水准面铅垂线水平面特性1:处处与铅垂线正交特性2:略有起伏的不规则曲面,有无穷多个水准面可作为野外测量的基准面,铅垂线可作为基准线。1、地球的形状和大小
大地水准面大地水准面:静止状态的平均海水面延伸到大陆内部形成的封闭形体的表面。大地水准面是统一高程的起算面,是测量的基准面--不同国家、不同时期采用的大地水准面不同。大地水准面包围的曲面形体称为大地体。1、地球的形状和大小
大地水准面1、地球的形状和大小1、大地水准面是水准面之一3、略有起伏的不规则曲面,无法用数学公式来描述2、处处与铅垂线正交4、常作为高程基准
参考椭球体大地水准面对于旋转椭球面有一定的起伏,称为大地水准面差距。旋转椭球的大小可采用长半轴a和短半轴b,或长半轴和扁率f=(a-b)/a来决定。1、地球的形状和大小大地水准面虽然比地球的自然表面要规则得多,但仍不能用一个数学公表示出来,为了便于测绘成果的计算,需选择一个大小和形状与大地水准面极为接近,且表面又能用数学公式表达的旋转椭球面来代替大地水准面,即地球参考椭球面。
坐标系统Coordinatesystem2
2、坐标系统大地经度L:过P点的子午面与起始子午面之间的夹角。有东经、西经之分,取值0~180°。大地坐标系大地纬度B:过P点的法线与赤道面的夹角。分南纬、北纬,取值0~90°。大地坐标系:用大地经度L和大地纬度B表示地面点投影在参考椭球面上的位置。我国的大地坐标系有:1954年北京坐标系、1980西安坐标系和2000国家大地坐标系。
2、坐标系统地心坐标系地心坐标系又称空间三维直角坐标系,是以地球椭球的中心(即地球体的质心)O为原点,起始子午面与赤道面的交线为X轴,在赤道面内通过原点与X轴垂直的为Y轴,地球椭球的旋转轴为Z轴。
3、高斯-克吕格直角坐标系用空心椭圆柱横套在参考椭球外面,椭圆柱与某一子午线相切—中央子午线,椭球面上图形按等角投影原理投影到椭圆柱面上,沿过南北极的母线切开椭圆柱,展开成平面,然后定义平面直角坐标系。
3、高斯-克吕格直角坐标系高斯投影特点:中央子午线投影后为直线,定义为x轴,长度不变。其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线,并以中央子午线为对称轴,离中央子午线越远,长度变形越大。赤道投影后为直线,定义为y轴,但有长度变形(变长了)。除赤道外,其余纬线投影后均为凸向赤道的曲线。经线与纬线投影后,仍然正交。
3、高斯-克吕格直角坐标系NSc中央子午线赤道高斯投影平面赤道中央子午线
投影分带高斯投影存在长度变形,为了将变形控制在一定误差允许范围,一般采用分带投影的办法。将椭球面按照一定的经差划分为若干投影带。通常采用经差6°或3°来划分。特殊情况下也可以按照1.5°划分。3、高斯-克吕格直角坐标系
下图展示了6°带与3°带的具体划分以及将它们展开之后的相互位置关系。根据该图,在东半球内的6°带与3°带的带号,与其相应的中央子午线的经度有如下关系:3、高斯-克吕格直角坐标系式中,L6为6°带的中央子午线经度,N为6°带的带号;L3为3°带的中央子午线经度;n为3°带的带号;
反之,如果知道某点经度L,则可求算出该点所在6°带带号N或3°带的带号n,计算公式如下:3、高斯-克吕格直角坐标系
在投影面上,以中央子午线和赤道的交点O作为坐标原点,以中央子午线的投影为纵坐标轴,赤道的投影为横坐标轴,这样便形成了高斯平面直角坐标系。地面点在这个坐标系统中的坐标通常称为自然坐标值。3、高斯-克吕格直角坐标系
我国位于北半球,东西横跨12个6o带,高斯投影各带又独自构成直角坐标系。故:x值均为正,而y值则有正有负。y坐标的最大值(在赤道上)约为330km。为避免出现负的横坐标,可在横坐标上加500km。此外还应在坐标前面冠以带号,这种坐标称为国家统一坐标。3、高斯-克吕格直
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