合肥工业大学测量学第一讲绪论ppt课件.ppt

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1、测量学发展概况世界最早的测量记载：公元前21世纪《史记.夏本记》记载“准、绳、规、距”。世界最早的地球球体说：公元前6世纪，古希腊、毕达哥拉斯，地球自转。世界最早的测量仪器：公元前3世纪中国四大发明之一、司南，即指南针。世界最早提出大地测量名词：公元前3世纪，古希腊亚里士多德提出。世界最早的地图论著：公元前3世纪古希腊埃拉托色尼、《地理学》提出经纬图，地球周长。世界最早的天文测量仪器：公元100年，中国东汉张衡，混天仪。世界最早的地图制图规范：公元265年，中国西晋裴秀，《禹贡地域图》序言“制图六体”世

2、界最早的地形模型：公元421年，中国南朝谢庄，制造《木方丈图》世界最早的近代地球仪：1429年，德国白海姆制作。世界最早的地球投影：1569年，德国墨卡托投影。世界最早的望远镜：1608年，荷兰，汉斯发明望远镜。世界最早的近代测量工作：1617年，荷兰，斯纳尔，在世界首次进行三角测量世界最早的地球椭球论：1672年，法国里歇通过观测钟摆周期的实验，推论地球是椭球；1687年，英国牛顿在《自然哲学的数学原理》书中根据万有引力定律证明了地球是旋转椭球的理论电子全站仪与工程测量光学自动安平水准仪与水准测量数字

3、水准仪航空摄影测量1-3地面点位的确定※地球的形状与大小大地坐标坐标天文坐标大地坐标高斯平面直角坐标高程一.地球的形状和大小地球自然形体：是一个不规则的几何体，海洋面积约占地球表面的71%。高山陆地丘陵海洋大地水准面：将平均静止的海水面穿过岛屿、陆地而形成的闭合曲面。大地水准面是唯一的。是测绘工作的基准面。(水准面：自由静止的水面，其特性是它处处与铅垂线相垂直。水准面有无数个。)大地体：由大地水准面所包围的地球形体。由于其不规则，无法用数学公式表达。由于大地水准面是一个不规则的曲面，不能用数学公式表述，

4、因而需要寻找一个理想的几何体代表地球的形状和大小。该几何体必须满足两个条件：①形状接近地球自然形体；②可以用简单的数学公式表示。参考椭球体一个非常接近大地体，并可用数学式表示几何形体，作为地球的参考形状和大小。它是一个椭圆绕其短轴旋转而形成的形体，故又称旋转椭球体。参考椭球面参考椭球体外表面，是球面坐标系的基准面。（a）（b）图1-1地球自然表面、大地水准面图1-2旋转椭球体旋转椭球：用一个非常接近于大地水准面，并可用数学公式表达的几何形体（即地球椭球）来代替地球的形状。地球椭球是一个椭圆绕其短轴旋转而

5、成的形体，故地球椭球又称旋转椭球。旋转椭球体由长半轴a（或短半轴b）和扁率α决定。我国目前采用的参考椭球体的参数为：长半轴a=6378140m短半轴b=6356755.3m扁率α==(我国解放前采用海福特椭球，解放后曾采用前苏联的克拉索夫斯基椭球。)测量精度要求不高时，可把地球看作圆球，其平均半径R=（2a+b）/3(R=6371km)测量工作的基准线—铅垂线。测量工作的基准面—大地水准面。测量内业计算的基准线—法线。测量内业计算的基准面—参考椭球面。OG铅垂线大地水准面点位的描述方法地面点的空间位置可

6、以用点在水准面或水平面上的位置（X，Y）及点到大地水准面的铅垂距离（H）来确定。如地面点：A（X，Y，H）ABabcXC二、大地坐标坐标(Coordinate)：地面点投影到基准面后在基准面上的位置。高程(Elevation)：地面点沿基准线到基准面上的距离。基准线：铅垂线；基准面：大地水准面球面坐标系：大地坐标系(Geodeticcoordinatesystem)平面坐标系：平面直角坐标系(Plane-Rectangularcoordinatesystem)1、地面点在投影面上的位置（三种坐标系统）1

7、.地理坐标地面点在球面上的位置用经纬度表示，称为地理坐标。地理坐标又按坐标所依据的基准线和基准面的不同以及求坐标的方法不同，分为天文坐标和大地坐标两种。天文坐标——天文经纬度是用天文测量的方法直接测定的，又叫天文地理坐标。天文经度：F点所在子午面与本初子午面的二面角；天文纬度：F点的铅垂线与赤道面的夹角。大地坐标——是按大地测量所得的数据推算而得的，又叫大地地理坐标。大地经度L：P点所在子午面与起始子午面的二面角；大地纬度B：P点法线与赤道面的夹角。地面上同一点的天文坐标和大地坐标之所以不同，是因为

8、各自根据的基准面和基准线不同，天文坐标依据的是大地水准面和铅垂线，大地坐标依据的是旋转椭球面和法线。2.高斯平面直角坐标六度带：投影带是从首子午线(通过英国格林尼治天文台的子午线)起,每经差6°划一带（称为六度带），自西向东将整个地球划分成经差相等的60个带。带号从首子午线起自西向东编，用阿拉伯数字1、2、3、…60表示。中央子午线：位于各投影带中央的子午线，称为各带的中央子午线。第一个六度带的中央子午线的经度为3°。任何六度带的中央子午线