《测量学的基础知识》PPT课件

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1、测量学第2章测量学的基础知识第2章测量学的基础知识§2.1地球的形状和大小第2章测量学的基础知识§2.1地球的形状和大小第2章测量学的基础知识§2.1地球的形状和大小第2章测量学的基础知识§2.1地球的形状和大小第2章测量学的基础知识§2.1地球的形状和大小一、地球形状和大小1.地球是一个表面起伏较大的椭球地球表面最高峰：8844.43m海洋底部最深处:11022.00m地球表面最大高差近20km2.地球又是一个近似光滑的水球大陆面积:占29%海洋面积:占71%3.地球平均半径:6371km测量工作是在地球表面进行的。地球表面虽然很不规则，有高

2、山、平原、丘陵、海洋等。但这些起伏相对于地球本身十分微小。地球的表面形状十分复杂，不便于用数学式来表达。通过长期的测绘工作和科学调查，了解到地球表面上的海洋面积约占71%，陆地面积约占29%，因此人们把地球总的形状看作是被海水包围的球体，取平均静止的海水面向陆地延伸而形成一个封闭的曲面作为地球形状和大小的标准，它所包围的形体称为大地体。§2.1地球的形状和大小1.铅垂线：重力方向线,是测量工作的基准线。测量工作取得重力方向的一般方法是，用细绳悬挂一个垂球G，细绳即为悬挂点O的重力方向，通常称它为垂线或铅垂线方向。2.水准面自由静止的水面;是重力

3、等位面,有无数个（特点？）地心O离心力地心引力重力G重力的方向线称为铅垂线§2.1地球的形状和大小3.水平面：水准面上任一点的切平面。4.大地水准面静止平衡状态下的平均海水面,向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面特性:唯一性、等位面、不规则曲面作用：测量的基准面5.大地体由大地水准面包围的地球形体，是不规则球体。它代表了地球的自然形状和大小。大地体不是数学曲面===》椭球面是数学曲面5.参考椭球（地球椭球、旋转椭球、数字椭球体等）选一个大小、形状接近大地体的旋转椭球体作为地球的参考形状和大小。与大地体非常接近的数学椭球长半径为a，短半径为b扁率数学

4、模型地球平均半径R=6371kmZYX§2.2地球椭球——参考椭球体旋转椭球理论上是唯一的数学球体旋转椭球参数，难以全球统一确定；各国自己测定并采用的旋转椭球称为参考椭球同时顾及地球几何参数和物理参数的旋转椭球称为地球椭球体，又称为参考椭球体参考椭球面是测量计算和制图的基准面几个世纪以来，许多学者曾分别测算出参考椭球体的元素值我国采用的椭球参数：（1）1954年北京坐标系采用克拉索夫斯基椭球：a=6,378,245mα=1:298.3（2）1980年国家大地坐标系采用1975年国际椭球：a=6,378,140mα=1:298.257抽象一、地球

5、的形状实际地球地球表面大地体旋转椭球体大地水准面旋转椭球面一、地球的形状大地体旋转椭球体大地水准面参考椭球面为什么需要抽象出两个‘椭球’一、地球的形状§2.3地面点位的确定地球表面所有地理空间信息总称为地形。地形包括地物和地貌两大部分§2.3地面点位的确定地物：地面上人造和天然的固定物体将地物特征点按比例缩小在图纸上，并用一定的地物符号绘制在地形图上。§2.3地面点位的确定地貌：地面高低起伏的形态在地形图上通常用等高线来表示地貌§2.3地面点位的确定地面点的空间位置由三维坐标确定，包括球面坐标（L，B，H）或（X，Y，Z）平面坐标(x,y)和高

6、程H，可写为(x,y，H)确定点的空间位置（三维坐标）坐标系统§2.4测量中常用的坐标系统地面点位的坐标与选用的地球椭球和坐标系统有关，测量中常用的坐标系统有：天文坐标系、大地坐标系、高斯平面直角坐标系、独立平面直角坐标系一、大地坐标系椭球定位：确定参考椭球面与大地水准面的相对位置的测量工作。可在适当地点选择一点P，设想把椭球体和大地体相切，切点P’位于P点的铅垂线方向上，这时，椭球面上P’的法线与该点对大地水准面的铅垂线相重合，并使椭球的短轴与地球自转轴平行。这项确定椭球体与大地体之间相互关系并固定下来的工作，称为参考椭球体的定位，P点则称为

7、大地原点。大地原点1954年北京坐标系的大地原点位于前苏联境内1980年国家大地坐标系的大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇国家统一坐标：1954年北京坐标系（旧）1980年国家大地坐标系（新）由于参考椭球体的扁率很小，在普通测量中可把地球作为圆球看待，其半径为：1980国家大地坐标系大地原点——位于陕西省泾阳县永乐镇1、大地坐标系在图中，NS为椭球的旋转轴，N表示北极，S表示南极。通过椭球旋转轴的平面称为子午面，而其中通过原格林尼治天文台的子午面称为起始子午面。子午面与椭球面的交线称为子午圈，也称子午线。通过椭球中心且与椭球旋转轴正交的平面称赤道面

8、，它与椭球面相截所得曲线称为赤道。其他平面与椭球旋转轴正交，但不通过球心，这些平面与椭球面相截所得曲线称为平行圈或纬圈。起始子午面和赤道面，是在椭球面