地球形状和地理坐标.ppt

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1、1第一章坐标、方向和距离第一节地球形状、地理坐标和大地坐标系一、地球形状二、地理坐标三、大地坐标系四、不同大地坐标系间的坐标变换2一、地球形状1.地球自然形状珠穆朗玛峰8848m马里亚那海沟11025m3人造地球卫星资料推出的地球形状根据人造地球卫星的轨道参数资料推算出地球形状，它既不是球，也不是一个旋转椭球，而是一个梨状体，北极位于梨柄处，而南极位于梨底。假定以赤道海平面到地心为半径作一圆，则北极海面高出此圆16m，而南极海面低于此圆27m。4地球自然表面是一个崎岖不平、非常复杂的不规则曲面，难以用数学公式

2、加以描述，无法在此基础上研究航海的基本问题（即在这种自然表面上建立坐标确定船舶与物标的相对位置、确定方向基准和距离单位等是不可能的。必须有一个数学描述的表面来代替地球的自然表面才能够去研究航海问题）。航海上所研究的地球形状，并不是指地球自然表面的形状，而是指大地球体的形状。52.大地球体(1)大地水准面(geoid)是设想的一个与平均海面相吻合的水准面，并将其向陆地延伸，且保持该延伸面始终与当地的铅垂线相垂直，这样所形成的连续不断的、光滑的闭合水准面，叫做大地水准面。(2)大地球体由大地水准面所包围的几何体叫

3、做大地球体。6是否可以用大地球体来进行航海研究哪？由于地球内部物质分布不均匀及地球表面起伏的影响，大地球体依然是不规则的几何体。显然,不能将大地球体作为航海研究的数学实体。航海上，在不同场合，可根据不同的精度要求，将大地球体看作不同的近似体。73.大地球体的近似体(1)第一近似体------地球圆球体(2)第二近似体------地球椭圆体(3)第三近似体------地球椭球体8（1）大地球体第一近似体------地球圆球体航海上为了计算上的简便，在精度要求不高的情况下采用。根据航海上常用的距离单位(海里/nm

4、ile)的定义，可推算地球圆球体半径R为：9（2）大地球体第二近似体------地球椭圆体在大地测量学、海图学和需要较为准确的航海计算时采用。地球椭圆体即旋转椭圆体。它是由椭圆PNQPSQ绕其短轴PNPS旋转而成的几何体。a---椭圆PNQPSQ长半轴b---椭圆PNQPSQ短半轴10表示地球椭圆体的相关参数：长半轴a短半轴b扁率c：表示椭圆体扁的程度。当a=b时，显然椭圆体就成为圆球体；c值愈大，椭球体愈扁。11偏心率e：是子午圈椭圆的焦点离中心的距离与椭圆长(短)半径的比值，反映了椭圆扁平的程度。偏

5、心率愈大，椭球体愈扁。12我国采用的地球椭圆体参数1952年以前，采用白塞尔地球椭圆体参数；1954年，改用原苏联克拉索夫斯基地球椭圆体参数；现在准备逐步采用IUGG(InternationalUnionofGeodesyandGeophysics国际大地测量学与地球物理学联合会)1975年推荐的地球椭圆体参数。13（3）大地球体第三近似体------地球椭球体该近似体地球赤道和纬度圈是一个椭圆，但在航海实际应用中一般不采用。14二、地理坐标地理坐标是建立在地球椭圆体表面上的。地球上的基本点、线、圈地理坐标—

6、地理经度和地理纬度纬差与经差151.地球上的基本点、线、圈(1)点①北极(PN)：椭圆短轴即地球的自转轴—地轴(PNPS)；地轴与地球表面的两个交点是地极，在北半球的称为北极(PN)。②南极(PS)：在南半球的称为南极(PS)。③椭圆体中心(O)：地轴与赤道平面的交点。航海教研室张寿桂1616(2)线①经线或子午线(Meridianline)：由北半球到南半球的半个子午圈。②格林子午线或格林经线(Greenwichmeridian)：通过英国伦敦格林尼治天文台子午仪的子午线。17(3)圈赤道纬度圈子午圈18赤

7、道(Equator)通过地球球心且与地轴垂直的平面称为赤道平面。赤道平面与地表面相交的截痕称为赤道。19纬度圈(Paralleloflatitude)与赤道平面平行的平面称为纬度圈平面，该平面与地球椭圆体表面相交的截痕是一个小圆，称为纬度圈。20子午圈(Meridian)通过地轴的任何一个平面是子午圈平面.它与地表面相交的截痕是个椭圆，称为子午圈。212.地理坐标（建立在地球椭圆体表面上）地理坐标系地理纬度地理经度22地理坐标的坐标系23地理纬度(Geographicallatitude)地面某点的地理纬度简

8、称纬度，它是该点地球椭圆子午线上的法线与赤道面的夹角。航海上用或Lat表示。24地理纬度的度量方法自赤道起算，向北或向南度量到该点所在纬度圈，由0到90计量。向北度量的称为北纬，用N标示向南度量的称为南纬，用S标示表示方法.如：北京的纬度为3954.4N25地理经度(Geographicallongitude)地面某点的地理经度简称经度，它是格林经线与该点子午线在赤道上所夹的