地球椭球与椭球计算理论课件.pptVIP

*****************地球的形状球体形状地球是一个近似的球体形状,但由于自转而略呈椭球体。这种略微压扁的球体形状是地球长期形成和进化的结果。椭球体特征地球的表面轮廓并非完全球形,而是一个略微压扁的椭球体。这种形状具有独特的特征,对地表重力、大地测量等都有重要影响。自转导致压扁地球自转产生的离心力使地球在赤道附近略微隆起,从而呈现出椭球体的形状。这种形状在地球测量和定位中起着重要作用。地球椭球的定义和特点地球形状地球不是完全球形,而是一种扁平的椭圆体,这种形状称为地球椭球。数学模型地球椭球是一个数学模型,用来更精确地描述地球的形状和大小。参数特征地球椭球由长半轴a和短半轴b两个主要参数来定义,可以用来计算地球表面的位置和高程。地心引力的概念向地心的吸引力地心引力是一种从地球中心向外以一定规律衰减的引力场，使物体受到向下的加速度。三维空间的作用地心引力作用在三维空间上，决定了物体在空间中的运动轨迹和加速度。决定地球形状地心引力场的分布和强度对地球形状产生重要影响，使其成为近似椭球形。地球椭球的参数确定地球椭球参数的确定是大地测量和地图制图的基础。通过对地球形状的深入研究,科学家确定了地球椭球的长半轴和短半轴长度,以及椭平率等关键参数。这些参数在地球模型的建立和地理坐标系的定义中扮演着关键角色。地球椭球模型的建立1建立模型的目标建立地球椭球模型旨在描述地球表面的几何形状,为测量、定位和地图绘制等工作提供数学基础。2数学表达方式地球椭球模型通过数学公式和参数表达地球表面的特点,如长半轴、短半轴、扁率等。3模型确定的步骤确定地球椭球模型需要测量地球表面点的坐标,并通过数学拟合得出最优参数。地球椭球的表达方式1笛卡尔坐标系使用三个互相垂直的空间坐标轴(X,Y,Z)来描述地球椭球的位置和形状。2大地坐标系采用经纬度和高程三个要素定位地球椭球的点。这是地理应用中常用的表达方式。3正射投影坐标系将椭球面投影到平面上,用二维的平面坐标(x,y)来描述椭球上的位置。这简化了计算。4参数方程使用一组参数(如纬度、经度、半长轴等)来完整描述椭球的形状和位置。这种表达很灵活。地理坐标系概述地理坐标系是一种用于定位地球表面任意点的坐标系统。它基于地球椭球模型,使用纬度和经度来描述点的位置。通过地理坐标系,我们可以精确地表示地表各种地理要素的空间位置。地理坐标系的建立选择基准面选择地球椭球作为基准面,以此确定地理坐标系的原点和坐标轴。确定坐标轴将地理坐标系的坐标轴分为经线和纬线,经线沿东西方向,纬线沿南北方向。定义坐标度值将经线和纬线按照角度划分,经度从0°至360°,纬度从-90°至90°。建立全球统一系统采用地心坐标系,以地球中心作为原点,建立标准的地理坐标系。地理坐标的测量0.01全球定位系统GPS可以达到亚米级精度24GPS系统由24颗人造卫星组成3测量地理坐标需要考虑三个主要因素:时间、距离和角度$1000地理信息系统建设和维护需要大量资金投入地理坐标系用于确定地球表面上任意点的精确位置。通过测量卫星距离、观测天体角度等方法,可以得到点的纬度、经度和高程等坐标值。这些基础数据对地图制作、导航、资源管理等有重要应用。坐标转换的必要性空间位置定义地理信息系统中,空间位置需要通过不同的坐标系统进行定义和表达。坐标转换是将一种坐标系下的坐标值转换为另一种坐标系下的坐标值的过程。数据整合分析来自不同数据源的信息,通常采用不同的坐标系统。坐标转换可以将这些数据整合到同一坐标系下,便于进行分析和应用。地图投影变换地图投影过程需要将地球椭球面上的坐标转换到平面地图上,这需要进行复杂的数学变换。坐标转换是地图制图的基础。航天导航定位航天器在太空飞行过程中,需要不同的坐标系进行导航和定位。坐标转换可以实现在不同坐标系统之间进行位置信息的转换和补充。坐标系间转换的基本原理1确定坐标系选择合适的坐标系作为参考系，包括地理坐标系、地心坐标系等。2建立转换关系根据坐标系之间的几何和物理关系，建立坐标转换的数学模型。3计算坐标值应用转换公式，将一个坐标系下的坐标值换算为另一坐标系下的值。坐标系间转换的基本原理是确定合适的参考坐标系、建立坐标转换数学模型,并利用转换公式计算不同坐标系下的对应坐标值。这涉及到几何关系、物理条件等多方面因素的综合考虑。大地坐标系与地心坐标系转换1建立联系链接大地坐标和地心坐标系2确定坐标定义坐标系原点和轴向3进行转换使用变换公式进行坐标转换大地坐标系和地心坐标系是两种不同的地理坐标系统,需要通过坐标转换将