02第二章 测量学的基础知识

第二章 测量学的基础知识§2-1地球的形状与大小 §2-2 测量坐标系统

§2-3 水平面代替水准面的限度§2-4 测量工作概述

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§2-1 地球的形状与大小2.1.1 地表的特点 2.1.2 大地水准面与大地体

2.1.3 参考椭球体与参考椭球面

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2.1 地球的形状与大小

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2.1.1 地表的特点陆地 高山

丘陵 海洋

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2.1.1 地表的特点

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2.1.1 地表的特点海洋面积：71%

陆地面积：29%H马里亚纳海沟= -11022m

H珠穆朗玛峰=8844.48mR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。测绘教研室

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2.1.1 地表的特点地球的真实形状

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2.1.2大地水准面与大地体

H/R<0.17%,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，无穷多个；与铅垂线 正交。 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 法线：过椭球面上一点与椭球面垂直的直线。测绘教研室

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2.1.2大地水准面与大地体

大地水准面和地球表面 由于地球内部物质分布不均匀， 相比，可算是个光滑的 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 曲面。 则的曲面，是个物理面。测绘教研室

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2.1.2大地水准面与大地体

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 ① 形状接近地球自然形体； ② 可以用简单的数学公式表示。测绘教研室

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2.1.2大地水准面与大地体实践证明：大地体与一个以椭圆短轴为旋转轴的 旋转椭球的形状十分近似。

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2.1.3 参考椭球体与参考椭球面参考椭球面：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。

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2.1.3

参考椭球体与参考椭球面

DEM

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2.1.3 参考椭球体与参考椭球面

大地原点：(大地坐标的起算点) 椭球体与大地体相切的点称大地原 点。咸阳市泾阳县永乐镇北洪流村境内N

椭球面

34°32′27.00″N108°55′25.00″E。b

椭球元素：a椭球长半轴、b 椭球短 半轴以及椭球扁率 α =(a-b)/a称为 W 椭球元素。

o

a

E

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2.1.3 参考椭球体与参考椭球面

我国曾经采用的地球椭球 1953年以前，海福特椭球(1942年国际第 一个推荐值， a = 6378388, α =1/297.00 1953年后，原苏联的克拉索夫斯基椭球,称 54椭球，其坐标系称北京坐标系， a = 6378245, α = 1/298.3 1980年西安国家坐标系，1975年国际第三 个推荐值；大地原点在西安泾阳县。 a = 6378140, α = 1/298.257测绘教研室

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2.1.3 参考椭球体与参考椭球面

我国目前采用的是1975年“国际大地测量与地球物 理联合会”推荐的椭球参数，称为“1980年国家大 地坐标系”(简称80系),大地原点位于陕西省泾 阳县永乐镇。

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2.1.3 参考椭球体与参考椭球面 测量工作的基准线和基准面

1、测量工作的基准线—铅垂线 。 2、测量工作的基准面—大地水准面。 3、测量内业计算的基准线—法线。 4、测量内业计算的基准面—参考椭球面。

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2.1.3参考椭球体与参考椭球面地球自然表面

大地水准面 参考椭球面

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§2-2 测量坐标系统2.2.1 高程系统 2.2.2 坐标系统 2.2.3 我国采用的坐标系统

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2.2 测量坐标系统

确定地面点的位置：坐标与高程 坐标: 地面点沿基准线投影在基准面上的位置 高程: 地面点沿基准线到基准面的距离

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2.2.1 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！

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