第2章 测量基本知识.ppt

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1、第2章测量基本知识如果A点位于地球表面上，则应解决的问题：1、坐标系怎样建立？2、地球表面的形态？3、怎样量测距离和角度？AOYXDα2.1测量工作的基准面和基准线一、地球形状和大小测量工作是在地球表面上进行的，而地球的自然表面有高山、丘陵、平原、盆地、湖泊、河流和海洋等高低起伏的形态，其中海洋面积约占71%，陆地面积约占29%。地球上的质点所受的万有引力与离心力的合力称为重力，重力的方向称为铅垂线方向。水准面（LevelSurface）：液体受重力作用而形成的静止表面。特性：重力等位面；无穷多个；与铅垂线相垂直；表面光滑而不规则。铅垂线（PlumbLine）：重力的作用线。大地

2、水准面（Geoid）：平均静止的海水面向大陆延伸所形成的封闭曲面。与水准面相比：具有惟一性。大地体（GeoidalBody）：大地水准面所包围的形体。地球近似于旋转椭球体。地球椭球（EarthEllipsoid）：代表地球形状和大小的旋转椭球。由大地水准面所包围的形体叫大地体，由于地球内部物质分布不均匀，引起地面各点的铅垂线方向不规则变化，所以大地水准面是一个有微小起伏的不规则曲面，不能用数学公式来表述。地球椭球:代表地球形状和大小的旋转椭球。总地球椭球：与大地水准面最接近的的地球椭球因此，测量上选用一个和大地水准面总形非常接近的，并能用数学公式表达的面作为基准面。这个基准面是一

3、个以椭圆绕其短轴旋转的椭球面，称为参考椭球面，它包围的形体称为参考椭球体或称参考椭球。（它的法线是测量计算的基准线）经过定位和定向的参考椭球，则意味着大地坐标系的建立（区域性）。参考椭球面有多个，总地球椭球只有一个。NSbaaO二、测量工作的基准面和基准线1.野外观测:水准面和铅垂线2.内业计算:地球椭球面和法线地形表面参考椭球大地水准面P法线铅垂线2.2测量常用坐标系一、测量常用坐标系1.大地坐标系（GeodeticCoordinateSystem）以参考椭球面为基准面，以起始子午面和赤道面作为椭球面上确定某点投影位置的两个参考面（球面坐标）。地面上一点的位置可用大地坐标（B，

4、L，H）表示。子午面（MeridianPlane）：包含椭球体旋转轴的平面。子午面与椭球面的交线为经线。赤道面（EquatorialPlane）:垂直于椭球体旋转轴，且与椭球的长轴重合的平面。与椭球体旋转轴垂直的平面与椭球面的交线为纬线大地经度（GeodeticLongitude）过地面点P的子午面与起始子午面间的夹角，用L表示。从起始子午面算起，向东为正，由0至180°称为东经；向西为负，由0至180°称为西经。大地纬度（GeodeticLatitude）过地面点P的椭球面法线与赤道面的夹角，用B表示。从赤道面算起，向北为正，由0至90°称为北纬；向南负，由0至90°称为南纬。

5、大地高（GeodeticHeight）地面点P沿椭球面法线到椭球面的距离，用H表示。从椭球面算起，向外为正，向内为负。2.空间直角坐标系如：WGS－84坐标系OZYXPZYX３.平面直角坐标系独立平面直角坐标系建筑施工坐标系高斯平面直角坐标系xyOOxyⅠⅣⅢⅡⅠⅡⅢⅣ测量平面直角坐标系数学平面直角坐标系测区xyO施工坐标系4.极坐标系（Polarcoordinatesystem）测绘工作中，常在局部范围内使用极坐标，O为极点，OX为极轴，ρ为矢径，ψ为极角。使用极坐标的优点是解算两点之间的相互关系时较为简便。XOPψρ二、地球椭球定位确定地球椭球面与大地水准面的相关位置，使地球

6、椭球面在某区域内与大地水准面最佳拟合。方法：单点定位；多点定位大地水准面地球椭球面地球表面PP’垂线法线重合2.3地图投影与高斯平面直角坐标系一、地图投影（MapProjection）按照一定的数学法则建立起椭球面与平面之间点与点的一一对应关系。即：投影变形（DistortionTransformation）长度变形、角度变形、面积变形地图投影的分类地形图测绘对地图投影的要求采用等角投影（正形投影），确保投影后角度不变，投影前后长度之比为一常数；长度和面积变形不大。二、高斯投影与高斯平面直角坐标系（一）高斯投影1.高斯投影原理赤道投影后为直线，其他纬圈投影后为对称曲线。中央子午线

7、投影后为直线，且长度不变，其他子午线投影后均向中央子午线弯曲，并向两极收敛，对称于中央子午线和赤道，距中央子午线越远，弯曲程度越大，长度变形越大。中央子午线和赤道投影为相互正交的直线。2.投影分带为控制长度变形，将地球椭球面按一定的经度差分成若干窄条状区域而分别进行投影，这些被分割成的区域称为投影带。每带中央的子午线称为中央子午线。作为分带界线的子午线成为分带子午线。常用的带宽为6°和3°，分别称为6°带投影和3°带投影。6°带投影：自0°子午线算起向东划分，每隔经差6°为一带，