测量学的基础知识PPT课件

1、 第1页/共50页 高山陆地 丘陵 海洋第2页/共50页第3页/共50页海洋面积：71% 陆地面积：29%H马里亚纳海沟= -11022m H珠穆朗玛峰=8844.43mR地球 =6371 000m 难以用一个简洁的数学表达式描述出来，所以不适合于数学建模。 第4页/共50页地球的真实形状第5页/共50页H/R0.17%,故对地球总的形状的影响可以忽略不计。我们可以把它近似的认为是由海水面包围的一个椭球体。水准面：自由静止的海水面，；与铅垂线。大地水准面：与平均海水面重合并向 陆地延伸而形成的闭会曲面，大地水准面。具有唯一性。测绘工作的基准面 铅垂线：重力的方向线。是测量工作的基准线第6页/共

2、50页由于地球内部物质分布不均匀，重力大小和方向会产生不规则变化。故大地水准面也是不规则的曲面，是个物理面。大地水准面和地球表面相比，可算是个光滑的曲面。第7页/共50页 大地体：大地水准面所包含的形体称为大地体。 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，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 形状接近地球自然形体； 可以用简单的数学公式表示。第8页/共50页 实践证明：大地体与一个以椭圆为旋转轴的旋转椭球的形状十分近似。第9页/共50页参考椭球面：由于地球内部质量分布不均匀，使大地水准面为一个复杂而又不易用数学公式表达的曲面，测量中通常采用

3、一个接近大地水准面的几何椭球面来代替，我们称之为参考椭球面。是球面坐标系的基准面！参考椭球体：由参考椭球面包围的球体，称为参考椭球体。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。第10页/共50页第11页/共50页 WENabo椭球面第12页/共50页 我国曾经采用的地球椭球 19531953年以前，海福特椭球（19421942年国际第一个推荐值， a = 6378388, =1/297.00a = 6378388, =1/297.00 19531953年后，原苏联的克拉索夫斯基椭球, ,称5454椭球，其坐标系称北京坐标系， a = 6378245, = 1/298.3a = 6

4、378245, = 1/298.3 19801980年西安国家坐标系，19751975年国际第三个推荐值；大地原点在西安泾阳县。 a = 6378140, = 1/298.257a = 6378140, = 1/298.257第13页/共50页p 我国目前采用的是19751975年“国际大地测量与地球物理联合会”推荐的椭球参数，称为“19801980年国家大地坐标系”（简称8080系），大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇。第14页/共50页p测量工作的基准线和基准面1 1、测量工作的基准线铅垂线 。2 2、测量工作的基准面大地水准面。3 3、测量内业计算的基准线法线。4 4、测量内业计算的基准面参

5、考椭球面。第15页/共50页参考椭球体与参考椭球面 参考椭球面大地水准面地球自然表面 第16页/共50页2-2 2-2 测量坐标系统高程系统坐标系统我国采用的坐标系统第17页/共50页2.2 测量坐标系统第18页/共50页高程系统高 程：地面点至高程基准面的铅垂距离，用H表示。绝对高程：地面点至大地水准面的铅垂距离，又称海拔；相对高程：地面点至假定水准面的铅垂距离；注意：高程值有正有负，在基准面以上的点，其高程值为正，反之为负！第19页/共50页高程起算面的建立高程系统第20页/共50页我国采用的高程系统1956年黄海高程系：青岛国家水准原点的高程72.289米1985国家高程基准：青岛国家水

6、准原点的高程72.260米。独立高程系水准原点 ： 全国高程的起算点（青岛观象山）。目前我国统一采用1985年国家高程基准 。水准原点H0验潮站大地水准面高程系统第21页/共50页第22页/共50页ABBAhHHABBAhHHABBAhHHABBAhHH第23页/共50页第24页/共50页区别：基准面不同、 基准线均不同大地高与海拔高第25页/共50页S纬线NOWE赤道赤道平面起始子午面起始子午线G坐标系统第26页/共50页基准面：大地水准面基准线：铅垂线坐标表示：天文经度（） 天文纬度（）高程坐标系统第27页/共50页基准面：参考椭球面基准线：法线坐标表示：大地经度（L） 大地纬度（B）大地

7、高坐标系统第28页/共50页xyzo坐标系统第29页/共50页坐标系统第30页/共50页坐标系统第31页/共50页高斯投影的原理和方法第32页/共50页高斯投影的原理和方法NS空心的椭圆柱体第33页/共50页高斯投影的原理和方法NSc赤道高斯投影平面赤道中央子午线第34页/共50页分带投影 在高斯投影当中，除中央子午线外，其余子午线都存在不同程度的长度变形，且距中央子午线越远，变形越大。为了控制这种变形在允许范围内，就将整个参考椭球面进行分带投影。第35页/共50页分带投影6 6带：13-2313-23063LN03LN(1)6lNINT(0.5)3lNINT第36页/共50页坐标系的建立X轴

8、：每带的中央子午线的投影（向北为正）Y轴：赤道的投影（向东为正）第37页/共50页坐标的表示ppPx3275611.188 my19123456.789 m点的通用坐标：ppPx3275611.188 m y376543.211 m 点的实际坐标：带号500km+实际坐标return第38页/共50页例1 图上的某一点A位于6带的第20带，它的自然横坐标为：y= -134240.69m，那么它的通用横坐标为多少？ 解：首先将自然横坐标加500km y= -134 240.69 +500 000=365 759.31m 再在该值前面冠带号： y=20 365 759.31m例2 已知某一点的高斯

9、坐标为：x=345 678m， y=4 456 798m，请问它位于第几带（6带），中央子午线的经度为多少？该点位于中央子午线的东面，还是西面，距离中央子午线多远？解：根据横坐标判断出它位于第4带。位于中央子午线的西面。 = 6N-3 =64 -3=21它距中央子午线的距离为：D=456 798-500 000 =-43 202 m第39页/共50页1954年北京坐标系：1980年国家大地坐标系：WGS-84坐标系：第40页/共50页2-3 2-3 水平面代替水准面限度对距离的影响对水平角的影响对高差的影响第41页/共50页对距离的影响RtanDDD（）3512tan3153333211D1

10、DDRR33R3 RABDBDRO第42页/共50页对水平角的影响算公式： ( P 球面多边形面积 R 地球半径 =206 265“) 2RP球面面积/km2 /“10 0.0550 0.25100 0.51500 2.54面积在100km2以内的多边形，地球曲率对水平角的影响只有在最精密的测量中才需考虑，一般是不考虑。ABC第43页/共50页对高差的影响24sec115sec1224hR hb22122DhRR ABBDDRO第44页/共50页2-4 2-4 测量工作概述测量的基本工作测量工作的基本原则测量的基本单位第45页/共50页测量的基本工作 测量的三个基本工作：角度测量、距离丈量、高差测量 测量的三个基本元素：角度、距离、高