数字地形测量学第2章测量的基本知识.pptxVIP

数字地形测量学武汉大学测绘学院DigitalTopography

第二章测量的基本知识2.1地球的形状和大小2.2用水平面代替水准面的限度2.3测量坐标系与高斯投影2.4高程系统2.5直线的定向

2.1地球的形状和大小

地球的自然表面：地球的自然表面高低起伏，其形状十分复杂。海洋的面积占71%,陆地的面积占29%。珠穆朗玛峰高达8848.13m马里亚纳海沟深达11022m人类认识地球的过程经过了2-3千年的过程第4页一、地球的自然表面地球的形状是一个南北极稍扁的，类似于一个椭圆绕其短轴旋转的椭球体。

当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交，这个面叫水准面（海洋）。水准面：液体受重力而形成的静止表面称为水准面。是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。有无数个水准面。P离心力地球引力重力垂球铅垂线同一水准面上的重力位处处相等；同一水准面上任一点的铅垂线都与水准面相正交。二、大地水准面

P在众多的水准面中，有一个与静止的平均海水面相重合，并假想其穿过大陆、岛屿形成一个闭合曲面，这就是大地水准面。它实际是一个起伏不平（？）的重力等位面——地球物理表面。它所包围的形体称为大地体。由于地表起伏以及地球内质量分布不均匀，所以大地水准面是个复杂的曲面。由于大地水准面是不规则曲面，无法准确描述和计算。也难以在其面上处理测量成果因此，用一非常接近大地水准面的数学面------旋转椭球面代替大地水准面，用旋转椭球体描述地球。二、大地水准面

大地体绕短轴旋转。在测量和制图中就用旋转椭球体来代替大地球体，这个旋转椭球体通常称为地球椭球体，简称椭球体。它是一个规则的数学表面，所以人们视其为地球体的数学表面，也是对地球形体的二级逼近，用于测量计算的基准面。地球椭球分类总地球椭球:与全球范围内的大地水准面最佳拟合参考椭球:与某个区域的大地水准面最佳拟合大地水准面大地水准面差距N配合最佳的参考椭球面三、地球椭球

第8页大地水准面差距:地球椭球与大地水准面的距离垂线偏差:地面一点对大地水准面的垂线和对于地球椭球面的法线夹角.三、地球椭球

参考椭球面：一个以椭圆的短轴为旋转轴的旋转椭球体的表面。椭球体的大小和大地体十分接近。参考椭球面可用数学模型表示。ab大地原点：确定大地水准面和参考椭球面的相互关系。定向：短轴平行于地轴定位：大地体与椭球体相切定大小：椭球的基本元素一定PP垂线和法线重合我国大地原点在西安泾阳县永乐镇四、参考椭球面

1、代表地球的数学表面；2、大地测量计算的基准面；3、研究大地水准面的参考面；4、地图投影的参考面。四、参考椭球面

地球自然表面大地水准面参考椭球面图地球的形状和大小水准面四、参考椭球面

测量工作的基准线—铅垂线。测量工作的基准面—大地水准面。测量内业计算的基准线—法线。测量内业计算的基准面—参考椭球面。OG大地水准面铅垂线五、测量工作的基准线和基准面

基本原则:1、从整体到局部；2、先控制后碎部；3、复测复算、步步检核。前一步工作未检核不进行后一步工作优点：①减少误差积累；②避免错误发生；③提高工作效率。六、测量工作及基本原则

基本观测量:测量作业就在于使用不同精度的测量仪器，测得‘角度’‘距离’和‘高差’第14页六、测量工作及的基本原则

测量单位:长度单位:英制单位：海里、码、英尺、英寸市制单位：里、丈、尺、寸、公制单位：公里、米、分米、厘米、毫米米的最早的科学定义是子午线长度的十八世纪法国科学院派测量队进行“弧度测量”。随后以测得的子午线弧长的四千万分子一作为长度的基本单位，称为“米”。为了使用方便，用铂金属制造了几根长一米的尺子，称为米的原尺。当时，世界各国的长度标准都是由这几根米尺派生复制出来。我国在六十年代之前也一直使用这样的复制尺第15页六、测量工作及基本原则

测量单位:时间单位“秒”的定义经典的时间标准是用天文测量方法测定的。设将测量仪器的望远镜指向天顶，则某一天体连续两次通过望远镜纵丝的时间间隔就等于24时。1时的3600分之一就等于1秒。当然精确的“秒”要用一年甚至几年的时间间隔细分后求得。自二十世纪七十年代起才改用原子钟取得时间的标准。角度单位60进制单位度(d)、分(m)、秒（s)10进制