华中科技大学 测量学-绪论.pptVIP

由于大地水准面是一个不规则的曲面，不能用数学公式表述，因而需要寻找一个理想的几何体代表地球的形状和大小。该几何体必须满足两个条件：①形状接近地球自然形体；②可以用简单的数学公式表示。经过长期的测量实践研究证明，大地体与一个以椭圆的短轴为旋转轴的旋转椭球的形状十分相似；而旋转椭球是可以用数学式严格表示的，所以测绘工作便取大小与大地体很接近的旋转椭球作为地球的参考形状和大小。(三)参考椭球体及参考椭球面参考椭球面：参考椭球体外表面，是球面坐标系的基准面。参考椭球体:具有微小扁率、非常接近大地体的又可用数学式表达的几何形体，作为地球的参考形状和大小。它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体，故又称旋转椭球体。旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁率α决定。测量精度要求不高时，可把地球看作圆球，其平均半径R=6371km我国1954年北京坐标系采用的是克拉索夫斯基椭球，其椭球参数为：长半轴a=6378245m短半轴b=6356863m扁率α==1980年国家大地坐标系采用了国际大地测量与地球物理联合会于1975年第十六次大会上推荐的参数（简称IAG—75）在实际测量工作中，通常取大地水准面和铅垂线作为测量工作的基准面和基准线。水准面：静止的水面（无数个）。大地水准面：将静止的平均海水面向整个陆地延伸，形成封闭的曲面代替地球表面，这个曲面称为大地水准面（测量工作的基准面）大地体：由大地水准面包围的地球形体重力：地心引力和离心力的合力铅垂线：重力的作用线（测量工作的基准线）水平面：与水准面相切的平面二、地面点位的确定选择参考椭球体的目的之一是为了在其上建立统一的坐标系统，以确定地面点的空间位置。一个点在空间的位置，需要三个量来确定。在测量工作中，这三个量通常用该点在基准面（参考椭球面）上的投影位置和该点沿投影方向到基准面（一般实用的是大地水准面）的距离来表示。(一)、地理坐标大地地理坐标（简称大地坐标）用大地经度、大地纬度来表示地面某点位置的坐标。椭球体面上P点的位置可由其大地经度和大地纬度来确定。大地经度：过P点的大地子午面与首子午面间所夹的两面角，以表示；大地纬度：纬度是过P点的法线与赤道面在该子午面内的夹角，以表示。(二)、平面直角坐标当测量区域较小时，可以把大地水准面当作平面来看待，并可用测区中心点a的切平面p来代替曲面。则地面上的点在投影面上的位置就可以用平面直角坐标来确定。xyAA′OxAyA在测量工作中采用的平面直角坐标习惯上以南北方向为纵轴，定为X轴，向北为正，向南为负；以东西方向为横轴，定为Y轴，向东为正，向西为负。象限按顺时针方向依次注记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。yA西y(东)南(第四象限)(第三象限)(第一象限)(第二象限)AxAo(西南角)(北)不同点：1、x，y轴互异。2、坐标象限不同。3、表示直线方向的方位角定义不同。相同点：数学计算公式相同。测量平面直角坐标系与数学上的笛卡尔平面直角坐标系的异同点：平面直角坐标系笛卡尔坐标系ooyyxxⅠⅠⅢⅡⅡⅣⅣⅢppx=Dcosαy=Dsinαx=Dcosαy=DsinαDD(三)高斯平面直角坐标系适用于：研究范围较大。高斯投影方法：目的是将椭球面投影到平面上。使投影带的中央子午线与椭圆柱体相切，展开后为X轴，向北为正；赤道展开后为Y轴，向东为正。图形：高斯投影方法图一图形：高斯投影方法图二投影剪开展平6?带中央子午线经度Lo=6N-33?带中央子午线经度Lo=3N6°带高斯投影与3°高斯投影：6°带投影是从英格林尼治子午线（0°）开始，自西向东，每隔6°投影一次。将椭球分成60个带，编号为1～60带。3°带投影是在6°带基础上划分的，其中央子午线在奇数带时与6°带中央子午线重合，每隔3°为一带，从东经1°30′开始，自西向东，共120带，编号为1～120带。高斯投影的特点：椭圆柱与椭球面横切于某一条子午线（称为中央子午线）中央子午线和赤道的投影为相互正交的两条直线。其它经线投影成为凹向中央子午线，且以中央子午线为对称轴的曲线，收敛于两极。中央经线投影后长度不变。其它经纬线投影后均变长，离中央