測量學(xué)的基本知識2012

會計學(xué)1測量學(xué)的基本知識20122、地球的形狀（1）地球的自然表面不規(guī)則曲面平均半徑6371km

珠峰8844.43m，馬里亞那海溝11022m，海洋71%第1頁/共40頁第2頁/共40頁（2）大地水準(zhǔn)面液體受重力而形成的靜止表面稱為水準(zhǔn)面。同一水準(zhǔn)面上的重力位處處相等；同一水準(zhǔn)面上任一點的鉛垂線都與水準(zhǔn)面相正交。與平靜的平均海水面相重合、并延伸通過陸地而形成的封閉曲面稱為大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面包圍的形體稱為大地體(Geoid)第3頁/共40頁第4頁/共40頁3、地球的大小（1）

參考橢球體一個與大地水準(zhǔn)面非常接近的旋轉(zhuǎn)橢球體來代替地球的形狀和大小，稱為參考橢球體。參考橢球體面處處與法線垂直，參考橢球體的形狀和大小取決于a、b、α。第5頁/共40頁（1）

參考橢球體一個與大地水準(zhǔn)面非常接近的旋轉(zhuǎn)橢球體來代替地球的形狀和大小，稱為參考橢球體。參考橢球體面處處與法線垂直，參考橢球體的形狀和大小取決于a、b、α。第6頁/共40頁配合最佳的參考橢球面

大地水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面差距N第7頁/共40頁橢球名稱年代長半軸a/m扁率f附注德蘭布爾180063756531:334.0法國白塞1551:299.1528128德國克拉克188063782491:293.459英國海福特190963783881:297.0美國克拉索夫斯基194063782451:298.3前蘇聯(lián)1980年大地測量參考系統(tǒng)197963781401:298.257IUGG第17屆大會推薦值WGS-84系統(tǒng)198463781371:298.257223563美國國防部制圖局（DMA）（2）地球橢球體的元素值第8頁/共40頁

我國所采用的參考橢球有：新中國成立前的海福特橢球；新中國成立初期的克拉索夫斯基橢球。1978年我國根據(jù)自己實測的天文大地資料推算出適合本地區(qū)的地球橢球參數(shù)，從而建立了1980西安大地坐標(biāo)系，并將大地原點設(shè)于陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。第9頁/共40頁（3）橢球定位

確定地球橢球與大地體的相關(guān)位置的過程。其目的是使地球橢球面的局部與某一地區(qū)的大地水準(zhǔn)面實現(xiàn)最佳擬合。

第10頁/共40頁（4）我國坐標(biāo)系的使用情況1954年北京坐標(biāo)系選用克拉索夫斯基橢球元素

a=6378245m,α=1:298.3與蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系聯(lián)測1980年國家坐標(biāo)系選用IUGG推薦的橢球元素

a=6378140m,α=1:298.257原點在陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)第11頁/共40頁第12頁/共40頁

2000國家大地測量坐標(biāo)系（CGCS2000-ChineseGeodeticCoordinateSystem2000,2008年7月1日啟用）選用IUGG推薦的橢球元素a=63781137m,α=1:298.257

第13頁/共40頁二、地面點位置的確定1、地面點的平面位置（1）地理位置子午面------地球上任一點的鉛垂線與地軸所組成的平面。經(jīng)度-------所在的子午面與首子午面（過英國格林尼治天文臺）的夾角l第14頁/共40頁緯度-------所在點的鉛垂線與赤道平面之間的夾角。B第15頁/共40頁（2）地理坐標(biāo)

a、天文坐標(biāo)：又稱為天文地理坐標(biāo)，表示地面點在大地水準(zhǔn)面上的位置，用天文經(jīng)度和天文緯度表示。大地水準(zhǔn)面和鉛垂線是天文地理坐標(biāo)系的主要面和線第16頁/共40頁第17頁/共40頁

b、大地坐標(biāo)：又稱為大地地理坐標(biāo)，是表示地面點在旋轉(zhuǎn)橢球面上的位置，用大地經(jīng)度和大地緯度表示。大地地理坐標(biāo)系是建立在地球橢球面上的坐標(biāo)系。地球橢球面和法線是大地地理坐標(biāo)系的主要面和線地面點的大地坐標(biāo)是它沿法線在地球橢球面上投影點的經(jīng)度L和緯度B第18頁/共40頁第19頁/共40頁（3）高斯平面直角坐標(biāo)為了簡化計算，要將（橢）球面上的元素歸算（投影）到平面上。所謂投影就是建立起（橢）球面上的點與平面上的點一一對應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系。地圖投影學(xué)就是研究這個問題的學(xué)科，是數(shù)學(xué)也是地理學(xué)的一個分支學(xué)科?；绢愋陀校簣A錐投影，圓柱投影，平面投影，任意投影等。第20頁/共40頁A、高斯投影是等角橫切橢圓柱投影。

等角投影就是正形投影。所謂，正形投影，就是在極小的區(qū)域內(nèi)橢球面上的圖形投影后保持形狀相似。即投影后角度不變形。第21頁/共40頁NSO中央子午線KK′LL′母線母線第22頁/共40頁第23頁/共40頁B、投影帶的劃分投影帶的劃分高斯投影除中央經(jīng)線無變形外，離中央經(jīng)線愈遠(yuǎn)變形就愈大，為了控制變形的大小而采用分帶投影法，根據(jù)地圖比例尺精度的要求，常采用6°和3°投影帶。

6°帶的劃分是以起始子午線開始，自西向東每經(jīng)差6°為一帶，全球共分為60帶。每帶中央經(jīng)線的經(jīng)度中和投影帶號有如下關(guān)系:

3°帶是在6°帶基礎(chǔ)上劃分的，它是從東經(jīng)1.5°開始，每隔經(jīng)差3°為一帶，全球共分為120帶。其中央經(jīng)線中與投影帶號之間有如下關(guān)系:

第24頁/共40頁第25頁/共40頁C、高斯直角坐標(biāo)系的建立理論上中央子午線的投影是X軸，赤道的投影是Y軸，其交點是坐標(biāo)原點。點的X坐標(biāo)是點至赤道的距離；點的Y坐標(biāo)是點至中央子午線的距離，設(shè)為y’；y’有正有負(fù)。為了避免Y坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，把原點向西平移500公里。為了區(qū)分不同投影帶中的點，在點的Y坐標(biāo)值上加帶號N所以點的橫坐標(biāo)通用值為

y=N*1000000+500000+y’第26頁/共40頁y(E)赤道OABxAyAxByBx(N)中央子午線投影500kmyAyB第27頁/共40頁

某點坐標(biāo)為x=3263245m,y=21534357m表示該點位于第21個6°帶上，距赤道3263245m，距中央子午線34357m。解:

根據(jù)概念:y=y*+500km,

將坐標(biāo)代入可得:534357=y*+500000y*=34357m

（結(jié)果為正表示該點在中央子午線東側(cè)，若結(jié)果為負(fù)表示該點在中央子午線西側(cè)）。第28頁/共40頁（4）平面直角坐標(biāo)平面坐標(biāo)系以當(dāng)?shù)氐乃矫鏋橹饕?不需要投影)通常以當(dāng)?shù)氐谋狈较驗樽鴺?biāo)軸的正方向地平坐標(biāo)系只用于小的局部地區(qū)第29頁/共40頁2、地面點的高程（1）幾個基本概念高程（絕對高程、海拔、正高）-----地面點到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離。假定（相對）高程-----地面點到假定水準(zhǔn)面的鉛垂距離。高差-----兩點間的各處之差。假定水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面高差第30頁/共40頁（2）大地水準(zhǔn)面的確定1956年黃海高程系:根據(jù)青島驗潮站1950-1956年間的驗潮結(jié)果，作為黃海平均海水面水準(zhǔn)原點高程：72.289m1985年國家高程基準(zhǔn)根據(jù)青島驗潮站1952-1979年間的驗潮結(jié)果，作為黃海平均海水面水準(zhǔn)原點高程：72.260m第31頁/共40頁第32頁/共40頁中國永久性水準(zhǔn)原點位于青島觀象山山頂處，由中國人民解放軍總參測繪局于1954年建成，作為中國的海拔起點，全國各地的海拔高度皆由此點起算。第33頁/共40頁三、比例尺1、概念：圖上的直線長度與地面上相應(yīng)線段水平投影之比。2、分類：數(shù)字比例尺、圖示比例尺3、比例尺的精度：把地形圖上0.1mm所能代表的實地水平距離稱為比例尺精度。第34頁/共40頁第四節(jié)測量基本原則

測量目的怎樣按規(guī)定要求測定地物、地貌的相對位置或絕對位置，并按一定的投影方式和規(guī)定的文字符號將其轉(zhuǎn)繪于圖紙上，形成地形圖。地形：地貌和地物第35頁/共40頁測量原則測量工作在布局上：由整體到局部

測量次序：先控制后碎部

測量精度：從高級到低級

步步有檢核控制測量與細(xì)部測量第