地图学-第二章-地图的数学基础课件

第二章地图的数学基础第一节地球体第二节大地测量系统第三节地图投影第四节地图比例尺第一节地球体 地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体。一、概念1、大地水准面(地球物理表面)：设想当海洋静止时，平均海水面穿过大陆和岛屿，形成一个闭合的曲面，该面上的各点与重力方向（铅垂线）成正交。2、大地球体：大地水准面所包围的球体。大地水准面的意义⑴.地球形体的一级逼近： 对地球形状的很好近似，其面上高出与面下缺少的相当。⑵.起伏波动在制图学中可忽略：

对大地测量和地球物理学有研究价值，但在制图业务中，均把地球当作正球体。⑶.重力等位面： 可使用仪器测得海拔高程（某点到大地水准面的高度）。静止的海平面→→有无穷多个

↓与平均海平面吻合的大地水准面→不便计算制图↓特性不规则的封闭曲面等重力位面水准面地球表面大地水准面地球椭球体面铅垂线a=6378.137km……f=(a-b)/a=1/298.275参考椭球体旋转椭球体PP’Q’Qba地理坐标——用经纬度表示地面点位的球面坐标。①天文经纬度②大地经纬度③地心经纬度一、地理坐标天文纬度：过某点的铅垂线与赤道平面间的夹角。PP’Q’Qφλ首子午线铅垂线1、天文经纬度：天文经度：本初子午面与过观测点的子午面所夹的二面角。PP’Q’QBL首子午线法线2、大地经纬度：大地经度：过参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面之间的二面角。大地纬度：过参考椭球面上某一点的法线与赤道平面间的夹角。大地控制网：由平面控制网和高程控制网组成。平面控制网:按统一规范，由精确测定地理坐标的地面点组成，由三角测量或导线测量完成，依精度不同，分为四等。第二节大地测量系统平面控制网国家测绘局高程控制网

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按统一规范，由精确测定高程的地面点组成，以水准测量或三角高程测量完成。依精度不同，分为四等。高程绝对高程相对高程高程控制网国家测绘局国家测绘局以人造卫星为基础的无线电导航系统，可提供高精度、全天候、实时动态定位、定时及导航服务。由三个独立的部分组成：空间部分、地面支撑系统、用户设备部分。三、全球定位系统—GPS2、地面支撑系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。它向GPS导航卫星提供一系列描述卫星运动及其轨道的参数；监控卫星沿着预定轨道运行；保持各颗卫星处于GPS时间系统及监控卫星上各种设备是否正常工作等。 3、用户设备部分：GPS接收机——接收卫星信号，经数据处理得到接收机所在点位的导航和定位信息。通常会显示出用户的位置、速度和时间。还可显示一些附加数据，如到航路点的距离和航向或提供图示。

⑵GPS由美国国防部控制，可提供军民两种服务。军码定位精度10米，仅供美军及盟友使用；民码定位精度20米左右，平时向全球开放，战时能实施局部关闭。

⑶是目前最成功的卫星导航系统，在实际应用和产业化上处于国际垄断地位。GPS已经成为一个国际性的产业。尤其是从2000年5月1日24点开始，美国宣布中止了SA政策，促使GPS产业进入一个更加高速增长的时期。1.2、GPS应用：随着GPS向民用开放，它所蕴藏的巨大商机被发掘出来。GPS不仅用于导弹、飞船的导航定位，更是广泛用于飞机、汽车、船舶的导航定位，公安、银行、医疗、消防等用它建立监控、报警、救援系统，企业用它建立现代物流管理系统，农业、林业、环保、资源调查、物理勘探、电信等都离不开导航定位，特别是随着卫星导航接收机的集成微型化，出现各种融通信、计算机、GPS于一体的个人信息终端，使卫星导航技术从专业应用走向大众应用，成为继通信、互联网之后的IT第三个新的增长点。卫星导航技术是国家综合国力的重要组成部分。2、我国卫星导航系统发展＂北斗＂导航系统是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域性导航系统。自2000年10月成功发射第一颗＂北斗＂卫星以来，现已独立建成由３颗卫星组成的＂北斗一代＂卫星导航系统(两颗地球静止卫星、一颗在轨备份卫星)。自＂北斗一代＂卫星导航定位系统建成以后，启动了＂北斗二代＂区域导航卫星系统。

2007年4月14日凌晨，成功发射＂北斗二代＂导航卫星系统的第一颗试验卫星。未来几年里，我国将陆续发射系列＂北斗＂导航卫星，计划2008年左右满足我国及周边地区用户对卫星导航系统的需求，并进行系统组网和试验，逐步扩展为全球卫星导航系统。＂北斗＂导航卫星计划最终将由五颗静止轨道卫星和三十颗非静止轨道卫星组成，将成为世界上组网卫星最多的导航卫星系统之一。从2009年开始，全球将有四套卫星定