测量坐标系统.ppt

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1、地球的形状和大小武汉大学测绘学院程新明一、地球的自然表面地球的自然表面：地球的自然表面高低起伏，其形状十分复杂，如珠穆朗玛峰高达8848.13m,马里亚纳海沟深达11022m。海洋的面积占71%,陆地的面积占29%,用静止的海水面向陆地延伸而形成的一个封闭的曲面,其所包围的形体来代替地球的形状和大小。（大地体）。人类认识地球的过程经过了2-3千年的过程二、水准面水准面：任何静止的液体表面称为水准面，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三、大地水准面大地水准面：静止的海水面。是一个特定重力位的水准面，是

2、一个连续的封闭的不规则的曲面，无法用数学模型来表示。大连——广州海洋面相差70cm由于重力不一样，海水不流过来四、参考椭球面参考椭球面：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。1、代表地球的

3、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。地球自然表面大地水准面参考椭球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。测量工作的基准面是大地水准面，基准线是铅垂线测量计算的基准面是参考椭球面，基准线是法线图2-1地球的形状和大小水准面五、思考题1、地球的形状近似于怎样的形体？2、地球自然表面、水准面、大地水准面和参考椭球面的区别和联系？3、参考椭球的基本元素有哪些？4、测量工作的基准面和基准线是指什么？5、平均海水面____（是/不是）参考椭球面。6、任意高度的静止的液体表面（如平

4、静的湖水面）______（都是/都不是/有的是）水准面测量坐标系统武汉大学测绘学院程新明测量工作的基本任务是确定点的空间位置。一个点的空间位置，需要三个量来确定。测量坐标系统：一、大地坐标系二、空间直角坐标系三、独立平面直角坐标系四、高斯平面直角坐标系五、绝对高程一、大地坐标系ONS大地坐标系是以参考椭球面为基准面以起始子午面和赤道面为参考面。子午面起始子午面子午线赤道面纬线图2-2OPLBNS图2-3HP赤道面起始子午面大地经度L大地纬度B大地高H例：武汉某点的位置是东经114°，北纬30°。北极南极NGP天文经度天文纬度垂线偏差天文经纬度是以

5、垂线为依据，以大地水准面为基准面。大地经纬度是以法线为依据的，以参考椭球面为基准面。图2-4O我国目前采用的国家大地坐标系是1954年北京坐标系和1980年国家大地坐标系。1954年北京坐标系是采用了克拉索夫斯基椭球元素，a=6378245m，b=6356863m，与前苏联的坐标系进行联测，通过计算而建立的。1980年国家大地坐标系是采用了新的椭球元素进行定位定向，a=6378140m，b=6356755m，1978年以后，建立了1980年国家大地坐标系，其大地原点设在我国中部：——陕西省泾阳县永乐镇。测量坐标系统：一、大地坐标系二、空间直角坐标

6、系三、独立平面直角坐标系四、高斯平面直角坐标系五、绝对高程二、空间直角坐标系ZYXONS图2-5空间直角坐标系的建立图2-6空间直角坐标系与大地坐标系的关系OYXZPLBxzyHP测量坐标系统：一、大地坐标系二、空间直角坐标系三、独立平面直角坐标系四、高斯平面直角坐标系五、绝对高程三、独立的平面直角坐标系当测区范围较小时（小于100km2），常把球面看作平面，这样地面点在投影面上的位置就可以用平面直角坐标系来确定。测量中的平面直角坐标系数学中的笛卡儿平面直角坐标系YOOXYPXPYPX测量坐标系统：一、大地坐标系二、空间直角坐标系三、独立平面直角

7、坐标系四、高斯平面直角坐标系五、绝对高程四、高斯平面直角坐标系1、什么是高斯投影？2、为什么采用高斯投影？3、高斯平面直角坐标系是怎样建立的？4、高斯投影中为什么要分带？如何分带？四、高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系的建立是采用横轴椭圆柱等角投影方法。如图2-8，投影时设想把一个横椭圆柱，套在椭圆球的外面，使横椭圆柱的中心轴通过椭圆球的中心，与椭圆球的某一子午线相切，这条子午线称为中央子午线。图2-8NS中央子午线o图2-9高斯投影中央子午线投影到投影面上；扩大赤道面与横椭圆柱相交，这条交线必与中央子午线相垂直。沿过N或S的母线切开并展平后，

8、这两条直线是正交的。所以，把交点作为原点，中央子午线作为纵坐标轴X轴，把赤道的投影作为横坐标轴Y轴。这样就构成了高斯平面直角坐标系。（如