《测量学与地球坐标》PPT课件

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1、测量学与地球坐标测量学可分为如下几种分支。大地测量学：研究和测定地球形状、大小和地球重力场，及测定地面点几何位置的学科。地形测量学：研究地球表面局部区域内测绘工作的基本理论、仪器和方法的学科。它是测量学的基本部分，其中侧重研究测绘地形图的基本理论和技术方法的学科，有时又称普通测量学。摄影测量学：研究利用摄影或遥感的手段获取被测物体的信息（影象或数字式的），并进行分析和处理，以确定被测物体的形状、大小和位置，并判断其性质的学科。工程测量学：研究工程建设在勘测设计、施工和管理阶段所进行各种测量的学科。可分为建筑、水利、铁路、公路、桥梁、隧道、矿山、城市、和国防等工程测量。海道测量学：

2、研究和测量地球表面水体（海洋、江河、湖泊等）以及水下地貌的一门综合性学科。主要研究上述范围内的控制测量、地形岸线测量、水深测量等各种测量的理论、技术和方法。它与大地测量学、地图制图学、航海学、海洋学、潮汐学、水声物理学、电子技术和遥感技术等都有着密切的联系。地图制图学：研究地图及其编制和应用的学科。地物和地貌构成地形。地物是指：人工要素，如：公路、房屋、桥梁等，而地貌是指：自然要素，如：高山、湖泊、沙漠、海洋等。1—1--2、测量常用的坐标系统一、地球的形状和大小地球的自然表面是极其复杂的，它有高山、丘陵和平原，又有江河、湖泊和海洋，有高于8848.13米的珠穆朗玛蜂，又有低于海

3、拔11022米的太平洋西部的马里亚纳海沟。人类认识地球的总体形状，经历了漫长的岁月。随着科学技术的不断进步，尤其是人造地球卫星的出现，通过卫星照片可以看出，地球的总体形状接近一个圆球，其表面海洋面积占71%，陆地面积占29%，故可设想一个高低位置平均、且无波浪、潮汐、水流和大气压变化的扰动而静止的封闭海水面来表述地球的形状。这种平均静止向大陆内部延伸的封闭海水面，称为大地水准面或平均海面。大地水准面所包围的形体，又称大地体。由于地球表面起伏不平和地球内部物质分布不均匀，大地水准面虽然是一个理想的封闭的球体，但实际地球是一个不规则的球体。它不能用简单的几何形体和数学公式来表示。经过

4、多年的研究和测定，发现地球的形状近于一个两极略扁平的椭球形。即由一个椭圆绕它的短轴旋转而成的形体，叫做椭球体。通过卫星照片可以推算出地球的北极凸出+18。9米，南极凹进-25。8米。由于椭球既可以用数学式进行表示，又与地球形状十分接近，所以采用椭球面作为测量计算的参考面是合适的。一个国家为处理其大地测量成果而采用与地球形状大小接近的地球椭球，就叫做参考椭球。它的基本元素是：长半轴a，短半轴b，扁率α=（a-b）/aa和α又称为椭球元素目前我国采用的参考椭球体几何参数有：（1）1954北京坐标系（简称北京-54坐标），采用前苏联克拉索夫斯基参考椭球参数：a=6378245米b=63

5、56863米α=1:298.3（2）1980国家大地坐标系（简称1980GDZ坐标。也称：1980西安坐标系）采用国际大地测量协会与地球物理联合会在1975年推荐的IUGG-75地球椭球，其参数：a=6378140米b=6356752米α=1:298.257由于参考椭球体扁率很小，所以在测量精度要求不高的情况下，可以近似地把地球当作圆球体，其半径R采用地球半径平均值：R=（a+a+b）/3≈6371KM。不同国家的椭球参数二、大地坐标系大地坐标是表示地面点在参考椭球面上位置的一种球面坐标，通常也叫地理坐标。通常用L表示大地经度、B表示大地纬度、H表示地面点的高度，表示法为：（B、

6、L、H）。如图1-3所示，NS是参考椭球面的短轴。短轴与参考椭球面的交点S、N称为南、北极。过短轴的任一平面称为子午面。大地子午面与参考椭球面的交线称为大地子午线或大地经线。垂直于短轴的任一平面与参考椭球面的交线，称为大地纬线。显然，大地纬线均是圆，且互相平行，而大地经线均是椭圆，且相交于S、N点。过短轴中心且垂直短轴的平面称为赤道面。赤道面与参考椭球面的交线称为赤道。测量上规定：大地纬度的起算面为赤道面；大地经度的起算面为首子午面（也称起始大地子午面或本初子午面），1884年世界各国将过英国格林威治天文台的大地子午面作为起算面。首子午面与参考椭球面的交线，称为首子午线或本初子午

7、线。这样，地面上任一点M的大地经度是过该点的大地子午面与首子午面间的夹角L。大地经度由首子午面向东量为正，称为东经；向西量为负，称为西经，故经度值由0度至±180度。地面上任一点M的大地纬度，是过该点且与参考椭球面正交的直线（即法线）和赤道面的夹角B。大地纬度由赤道向北量为正，称为北纬；向南量为负，称为南纬，故纬度值由0度至±90度。地面点的坐标也可以用空间直角坐标（X、Y、Z）来表示，如下图，以球心O为坐标原点，ON为Z轴方向。首子午线（格林尼治子午线）与赤道面交点与O的连线为