《地球体与地图投影》PPT课件

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1、第二章地球体与地图投影主要内容第4节地图比例尺第2节大地测量系统第3节地图投影第1节地球体地球的形体第一个矛盾经纬度、大地控制点函数关系（地图投影）大与小第二个矛盾比例尺第一节地球体一、地球体的基本特征春秋，“天圆地方说”，“盖天说”后汉张衡，“浑天说”，大地是球体古希腊（公元2世纪），托勒密，“地心说”古希腊，毕达哥拉斯和亚里士多德，确信地球是圆的公元前200年，古希腊，埃拉托色尼，测出地球周长地球形体的认识地球是一个怎样的球体？一、地球体的基本特征地球的自然表面地球是一个表面光滑、蓝色美丽的正

2、球体。一、地球体的基本特征地球的自然表面地表是一个有些微起伏、极其复杂的表面。机舱窗口俯视大地一、地球体的基本特征地球的自然表面地球的自然表面并不光滑平顺，珠穆朗玛峰（8844.43m）与马里亚纳海沟（11034m）之间的高差约达20km。地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体。一、地球体的基本特征地球体的物理表面寻找一种与地球自然表面非常接近的规则曲面，来代替这种不规则的地球面。大地水准面与静止海平面相重合的水准面，海平面是一个无波浪、无潮

3、汐、无水流、无大气压变化，处于流体平衡状态的平面，假想以这个水准面为基准向大陆延伸，穿过陆地、岛屿，最终形成一个封闭曲面，即大地水准面。一、地球体的基本特征地球体的物理表面特征处处与重力线正交，大地水准面是重力等势面（等位面）；不是规则的曲面；由大地水准面包围的形体称为大地体，是对地球形状的一级逼近。一、地球体的基本特征地球体的物理表面意义近似表达了地球的形状；测量海拔高程；大地测量和地球物理学研究。一、地球体的基本特征地球体的数学表面大地水准面是不规则曲面，无法用数学模型定义和表，必须寻找一个与

4、大地体极其接近的形体来代替大地体。地球椭球体假想将大地体绕短轴（地轴）飞速旋转，以形成一个表面光滑的球体，即旋转椭球体，或地球椭球体。是对地球形体的二级逼近。一、地球体的基本特征地球体的数学表面地球椭球体基本参数:长半轴（赤道半径）a短半轴（极半径）b椭球体的扁率α=(a-b)/a第一偏心率e2=(a2-b2)/a2第二偏心率e2=(a2-b2)/b2对a,b,α的具体测定就是近代大地测量学的一项重要工作。一、地球体的基本特征地球体的数学表面总椭球体：与大地体吻合最好的旋转椭球称为总地球椭球，也叫

5、总椭球或平均椭球，大地测量在确定这个总地球椭球时，要其达到与大地体最密合的4个条件：地球椭球体中心和地球的质心重合；地球椭球体的短轴和地球的地轴重合；地球椭球体起始大地子午面和起始天文子午面重合；在确定参数a、α时要满足在全球范围的大地水准面差距的平方和为最小。参考椭球体：在实际应用上，往往采用收集到的测量数据和接近本国的定位、定向参数进行推算，得出一组参考椭球体数据。一、地球体的基本特征地球体的数学表面克拉索夫斯基椭球体1975IUGG椭球体WGS–84椭球体a6378245.000m63781

6、40.000m6378137.000mb6356863.019m6356755.288m6356752.314mα1/298.31/298.2571/298.257224e²0.0066934220.0066943850.006694380e20.0067385250.0067395020.006739497中国1954年北京坐标系采用中国1980年西安坐标系采用全球定位系统GPS采用二、地理坐标地理坐标，就是用经线（子午线）、纬线、经度、纬度表示地面点位的球面坐标。（一）天文经纬度（二）大地经纬

7、度（三）地心经纬度二、地理坐标（一）天文经纬度天文经度λ：是过观测点子午面与本初子午面间的两面角。通常应用天文测量和天文台授时的方法解决。天文纬度：在地球上定义为铅垂线与赤道平面间的夹角。表示地面点在大地水准面上的位置法线铅垂线赤道面θ垂线偏差二、地理坐标大地纬度（B）：参考椭球面上某点的法线与赤道平面的夹角。北正南负。（二）大地经纬度表示地面点在参考椭球面上的位置。大地经度λ（L）：参考椭球面上某点的大地子午面与本初子午面间的两面角。东正西负。大地高：指某点沿法线方向到参考椭球面的距离。二

8、、地理坐标法截面：含A点法线AL的平面所裁成的截面。子午圈截面：含A点法线AL和椭球旋转轴PP1的法截面。子午圈曲率半径M。卯酉圈截面：含A点法线AL且垂直子午圈截面的法截面。卯酉圈曲率半径N。ALE1P1二、地理坐标（三）地心经纬度地心坐标系统——原点与地球中心重合参心坐标系统——原点与参考椭球中心重合地心经度：等同大地经度。地心纬度：指参考椭球面上观测点和椭球质心或中心连线与赤道面之间的夹角。地心连线第二节大地测量系统一、我国的大地坐标系统新中国成立后：北京1954坐标系，参考