地球形状与大小介绍.ppt

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1、测量学绪论测绘学简介研究的对象地球的形状、大小和地表面物体几何形状和空间位置测量学的分支、发展及作用普通测量、大地测量、工程测量摄影测量与遥感、地图学测量的基本含义体——面——线——点确定点的空间位置及其相关的各种自然和社会属性测定：把点的具体位置坐标测量出来实地上的点坐标由不知道到知道的过程测设：把已设计好坐标的点在实地找出并标定出来由已知的坐标在实地找点的过程zyx点位空间位置确定的思路点的空间位置坐标→坐标参考系→测量基准KyxK/投影线投影面-基准面测绘的应用地震预测预报灾情监视与调查宇宙空间技术城市规划设计建筑工程需掌

2、握的测量基本内容地形图测绘地形图应用施工测量变形观测竣工测量测量学的发展陆地->海洋.空间地表->地球内部模拟->数字静态->动态§1.3测量学基本知识一、地球的形状与大小公元前6世纪毕达哥拉斯提出地圆学;公元前4世纪亚里士多德用物理方法验证了地圆说;18世纪证实的扁球说。长半轴a=6378140米短半轴b=6356755米扁度e=(a-b)/a=1/298.257现代椭球——测绘学方远古？圆球扁球现代椭球1、大地体地球的自然表面：地球的自然表面高低起伏，其形状十分复杂；大地体：静止的平均海水面向陆地延伸而包围的形体称为大地体大

3、地体表面：特定重力等位面；处处与铅垂线垂直；大地体表面：不规则的曲面，无法用严格的数学式表示；重力等位面大地体地球表面重力地球上任一点处所受到的地球万有引力和离心力的合力称为重力铅垂线~重力的作用线称为铅垂线水准面~处于静止状态的水面.受重力大小相同的海水水分子形成了的重力等位面大地水准面~假想的、与静止的平均海水面重合并延伸穿过整个陆地包围整个地球的特定重力等位面称为大地水准面。水平面~与水准面相切的平面基本概念二、测量工作基准面与基准线水准面特性：水准面是个不规则的曲面；水准面是不唯一的，可以有无数多个；水准面处处与重力方向

4、（铅垂线方向）垂直。大地水准面是唯一的（对一个地区或国家）实际测量工作就以大地水准面作为基准面，重力方向即铅垂线方向作为基准线。重力等位面大地体地球表面2、参考椭球体定义：测量中把与某个区域或某个国家的大地体的表面密切配合的椭球面的椭球称为参考椭球。参考椭球：可用数学式子精确表达，其表面点位可用数字坐标表示。总地球椭球：与大地体最接近的地球椭球。椭球体的基本元素长半轴a=6378140米短半轴b=6356755米扁度e=(a-b)/a=1/298.257二、测量工作基准面与基准线2、参考椭球面：与某个区域或某一个国家的大地体的表

5、面密切配合的参考椭球的表面就称为参考椭球面。测量计算就以参考椭球面作为基准面；参考椭球面的法线作为基准线。大地体铅垂线法线法线切线三、参考椭球体的定位参考椭球体的定位：确定参考椭球面与大地水准面的关系，所做的测量工作，称为参考椭球体的定位。我国大地原点P是在陕西泾阳县永乐镇，以此建立的坐标系称为“1980年国家大地坐标系”abPP'P‘为参考椭球的切点铅垂线与法线重合椭球的短轴与地球的自转轴平行地球自然表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

6、面是参考椭球面，基准线是法线水准面大地水准面参考椭球面测量坐标系所以，测量中一点的位置一般用三个元素来表示。空间坐标系面坐标系高程系统X、Y、Zx、y、H或L、B、H测量坐标系平面坐标→空间坐标（三维）KyxK/投影线投影面-基准面OP(X,Y,Z)LBNSHPxzyH一、空间直角坐标系以椭球体中心O为原点，起始子午面与赤道面的交线为X轴，在赤道面上与X轴正交的方向为Y轴，椭球体的旋转轴为Z轴，构成右手直角坐标系O-XYZ，YXONSZ赤道空间直角坐标系的建立依据所选的参考椭球来确定。例如：目前在GPS（全球定位系统）测量中最常

7、用的空间直角坐标系（WGS-84）。起始子午线P(X,Y,Z)二、面坐标系与高程系统1、大地地理坐标系—球面坐标系以参考椭球面为基准面，以法线为基准线以起始子午面和赤道面为参考面。用大地经度L、大地纬度B、大地高H表示点的空间位置子午线、子午面、起始子午面纬线、赤道面大地经度L、大地纬度B大地高H二、面坐标系与高程系统1、大地地理坐标系—球面坐标系OPLBNSHP赤道面起始子午面大地经度L大地纬度B大地高H二、面坐标系与高程系统1、天文地理坐标系—球面坐标系OPγφNSHP赤道面起始子午面天文经度L天文纬度B空间直角坐标系与大地

8、坐标系的关系OYXZPLBxzyHP二、面坐标系与高程系统2、平面坐标系1)、独立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。YOOXYPXPYPX测量中的平面直角坐标系数学中的笛