第二章测量的基本知识-PPT课件.ppt

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1、第二章测量的基本知识§2.1地球形状和大小§2.2测量常用坐标系与参考椭球定位§2.3地图投影和高斯平面直角坐标系§2.4高程§2.5地球曲率对水平距离和高差的影响§2.6直线的定向§2.7地形图的基本知识§2.8地形图的分幅与编号§2.1地球形状和大小一、大地水准面1、水准面—静止的海水面并向陆地延伸所形成的封闭曲面。2、铅垂线—重力的作用线。3、水准面的特性—a.重力等位面。b.水准面上处处与铅垂线垂直。铅垂线4、大地水准面—假想的、静止的平均海水面并向陆地延伸所形成的封闭曲面。＊大地水准面是一个不规则的曲面。6、测量外业的基准

2、面和基准线—大地水准面和铅垂线。5、大地体—大地水准面包围的形体。二、参考椭球1、地球椭球—代表地球形状和大小的旋转椭球。2、总地球椭球椭球—与大地体最为接近的地球椭球。3、参考椭球—与某个区域（如一个国家）大地水准面最为密合的椭球。4、参考椭球面—参考椭球的表面。5、参考椭球面法线—与参考椭球面处处垂直的直线，简称法线。6、测量计算的基准面与基准线—参考椭球面与法线。7、地球椭球的几何参数表2-11975大地测量参考系统地球椭球几何参数椭球名称年代长半轴a/m扁率f附注德兰布尔180063756531:334.0法国白塞尔1841

3、6377397.1551:299.1528128德国克拉克188063782491:293.459英国海福特190963783881:297.0美国克拉索夫斯基194063782451:298.3前苏联1975大地测量参考系统197563781401:298.257IUGG第16届大会推荐值1975大地测量参考系统197963781371:298.257IUGG第17届大会推荐值WGS-84系统198463781371:298.257223563美国国防部制图局（DMA）注:IUGG—国际大地测量与地球物理联合会(Internati

4、onalUnionofGeodesyandGeophysics)§2.2测量常用坐标系与参考椭球定位一、测量常用坐标系1、大地坐标系①大地经度L—过地面点P的子午面与起始子午面之间的夹角取值范围：0~180°，分东经、西经表示。②大地纬度B—过地面点P的法线与赤道面之间的夹角取值范围：0~90°，分南纬、北纬表示。③大地高H—P点沿法线到椭球面的距离P点的大地坐标表示为：P（B，L，H）★P点的大地经、纬度可用天文观测的方法测得P点的天文经、纬（λ,φ），再加垂线偏差改正求得，一般测量工作不考虑这种改化。2、空间直角坐标系原点——参

5、考椭球中心；X轴——起始子午面与赤道面的交线；Y轴——赤道面上与X轴正交的方向；Z轴——参考椭球的旋转轴。P点的空间直角坐标表示为P（X,Y,Z）★空间直角坐标与大地坐标可相互转换3、WGS-84坐标系原点——地球质心；X轴——指向BIH1984.0的零子午面和CIP赤道的交点；Y轴——垂直于X、Z周，三者构成右手直角坐标系；Z轴——指向BIH1984.0定义的协议地球极（CIP）方向。4、平面直角坐标系测量上为什么不用数学平面坐标系？二、参考椭球定位1、定义——确定参考椭球面与大地水准面的相关位置，使参考椭球面在一个国家或地区范围

6、内与大地水准面最为密合的过程。2、应满足的定位条件：①大地原点上的大地经、纬度分别等于该点上的天文经、纬度；单点定位②由大地原点至某点的大地方位角等于该点上同一边的天文方位角③大地原点至参考椭球面和大地水准面的高度相等。★多点定位:利用多点天文资料点定位3、我国定位情况年代参考椭球原点定位方法1954克氏前苏联单点1980IUGG75西安多点§2.3地图投影和高斯平面直角坐标系一、地图投影1、为什么要进行地图投影——简化计算和方便生产实践2、地图投影的概念①地图投影——将椭球面上的元素（包括坐标、方向和长度)按一定的数学法则投影到平

7、面上。数学法则为：②投影变形——角度变形、长度变形和面积变形。★地图投影的实质就是建立椭球面元素与投影面相应元素之间的一一对应关系3、地图投影的分类①按正轴投影时经纬网的形状分为——圆锥、圆柱和方位投影。②按椭球面与投影面的位置不同分为——正轴、斜轴和横轴投影。★为了调整变形分布，投影面可与椭球相切或相割（如高斯投影是横轴切椭圆柱投影，而于墨卡托投影则是横轴割椭圆柱投影，以减少长度变形）。③按内在的变形特征分为——等角投影、等积投影和任意投影。★等角投影也称为正形投影，因为投影前后相应的微分面积保持图形相似。4、地形图测绘对地图投影

8、的要求①应采用等角投影（或正形投影）；★正形投影的两个基本条件：一是保角性，即投影后角度大小不变；二是伸长的固定性，即长度比仅与点位有关，而与方向无关。②要求长度和面积变形不大。二、高斯平面直角坐标系1、高斯-克吕格投影（如右图所示）