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1、第八讲第八讲法截线与大地线法截线与大地线 （三）（三）内容回顾内容回顾 n n熟记熟记 子午圈、卯酉圈曲率半径公式、子午圈、卯酉圈曲率半径公式、平均曲率半径公式及它们的关系平均曲率半径公式及它们的关系n n会分析子午圈、卯酉圈曲率半径公式会分析子午圈、卯酉圈曲率半径公式变化情况（参见书上的表）变化情况（参见书上的表）n n理解有关公式推导思路理解有关公式推导思路n n理解并熟记子午线、平行圈弧素、椭球理解并熟记子午线、平行圈弧素、椭球面积元公式面积元公式n n请思考请思考野外测量可以获得哪些观测值野外测量可以获得哪些观测值，点的点的最终水平坐标最终水平坐标和和高程高程怎么得到？怎么得到？五、相
2、对法截线(reciprocal normal sections)1、定义5.4 法截线与大地线法截线AaB：过A点法线AKa 和B点的法截面与椭球面的交线，称A点对B点的法截线 ；法截线BbA：过B点法线 BKb和A点的法截面与椭球面 的交线，称B点对A点的法截 线。法截线AaB与法截线 BbA合称A、B两点间的相对法截线。A点对B点的正法截线B 点对A点的正法截线五、相对法截线(reciprocal normal sections)2、相对法截线不重合的原因5.4 法截线与大地线A、B两点的法线不在同一平面上。3、相对法截线重合的原因 A、B两点的法线在同一平面上。即两点位于同一平行圈或 同
3、一子午圈上。五、相对法截线(reciprocal normal sections)4、相对法截线不重合时的位置规律5.4 法截线与大地线纬度高的点对纬度低的点 的法截线在上，纬度低的 点对纬度高的点的法截线 在下。五、相对法截线(reciprocal normal sections)4、相对法截线不重合时的位置规律5.4 法截线与大地线纬度高的点对纬度低的点 的法截线在上，纬度低的 点对纬度高的点的法截线 在下。五、相对法截线5、相对法截线造成的问题5.4 法截线与大地线设想当椭球面上的三个点 （经纬度均不相同）以各 自法线为准进行互相观测 时，则此三角形将存在六 条边，从而造成了几何图 形的
4、破裂。显然，不能依据这种破裂的几何图形进 行进行计算。五、相对法截线(reciprocal normal sections)5.4 法截线与大地线6、与实际问题的联系地面三角测量A： 仪器中心 A0 ： 仪器中心或标石中心 的椭球面投影点 B： 觇标中心 b ： 觇标中心或标石中心 的椭球面投影点 AKa： A或A0的椭球面法线 BKb： B或b的椭球面法线五、相对法截线(reciprocal normal sections)5.4 法截线与大地线6、与实际问题的联系地面三角测量以A 或A0椭球面法线为准， 照准B点的照准面：A0 bAKa B或A0 Ka B 相应的法截线为：A0 b以A 或
5、A0椭球面法线为准， 照准b点的照准面： AKa b或A0 Ka b相应的法截线为：5.4 法截线与大地线规范规定：一等算至0.001秒二等算至 0.01秒三四等算至0.1秒五、相对法截线(reciprocal normal sections)5.4 法截线与大地线6、与实际问题的联系地面三角测量一般情况下，A0 b与A0 b不重合，其夹角称为标高差改 正，记为21）A、B两点同经度或同纬度； 2）B点在椭球面上。A0 b与A0 b重合的情况，即 2为0的情况：五、相对法截线(reciprocal normal sections)5.4 法截线与大地线6、与实际问题的联系地面三角测量A、B互相
6、照准地面三角形投影到椭球面六、大地线(geodesic line)5.4 法截线与大地线1、定义定义 1 ：大地线是一曲面曲线，在该曲线上各点的相邻两弧素，位于该点的同一法截面中。六、大地线(geodesic line)5.4 法截线与大地线1、定义定义 2 ：大地线是一曲面曲线，在该曲线上任一点的曲线主法线与该点的曲面法线重合。六、大地线(geodesic line)5.4 法截线与大地线2、性质性质 1 ：大地线是椭球面上两点间的最短线 。六、大地线(geodesic line)5.4 法截线与大地线2、性质性质 2 ：大地线是无数法截线弧素的连线 。注：1）椭球面上的法截线除子午圈和赤道
7、是大地线外，其它法截 线都不是大地线。2）法截线只是通过某点的一个法截面，而大地线是通过沿线各点的所有法截面。六、大地线5.4 法截线与大地线2、性质性质 3 ：椭球面上的大地线是双重弯曲的曲线。注： 1）横向弯曲（挠率）：2）纵向弯曲（曲率）；3）顺着大地线的方向去看，椭球面上的大地线一般不呈 直线，而呈现微微弯曲的“ S ”形。六、大地线(geodesic line)5.4 法截线与大地线2、性质性质 4 ：大地线位于相对法截线 之间。注：1）通常情况下，大地线靠近正法截线，它分相对法截 线的夹角约为二比一即u:v=2:1； 2）在平行圈上相对法截线虽然合而为一，但大地线、法截线和平 行圈
8、三者都不重合。在北半球， 大地线在上，法截线居中，平行 圈在下。六、大地线(geodesic line)5.4 法截线与大地线3、大地线微分方程大地线长度与大地经纬度、大地方位角间的微分关系式。适用于椭球面 上的任意曲线六、大地线(geodesic line)5.4 法截线与大地线3、大地线微分方程大地线长度与大地经纬度、大地方位角间的微分关系式。大地线专有 微分方程六、大地线5.4 法截线与大地线3、大地线微分方程大地线长度与大地经纬度、大地方位角间的微分关系式，它们是椭球面上大地坐标计算的基础。六、大地线5.4 法截线与大地线4、大地线的克莱劳方程六、大地线(geodesic line)5
9、.4 法截线与大地线4、大地线的克莱劳方程说明：1）椭球面上，大地线上各点的平行圈半径与该点大地线方位角的正弦之积为一常数。2）它是长距离大地问题解算的基础。七、椭球面三角形的解算5.4 法截线与大地线经过研究表明，当三角形的边长小于200公里时，将椭球面三角形看作以其三个顶点平均纬度处的平均曲率半径为球半径的球面三角形是完全可以的（两者对应边 长相等，对应角之差小于0“.001）。椭球面三角形（边长200km）以Rm为半径的球面三角形七、椭球面三角形的解算5.4 法截线与大地线设一球面三角形A0B0C0，其三边长为a、b、c，球面角超为 。如果以同样边长a、b、c为三边作一平面三角形 A1B
10、1C1 ，当边长不甚大时，可以证明这两个三角形的三内角间有如下的关系： 其中 ，为平面三角形的面积，R为球的半径。1、勒让德定理5.4 法截线与大地线A0B0C0abcA0B0C0abcA1B1C1abc椭球面三角形以Rm为半径的球面三角形虚拟平面三角形2、勒让德定理的应用推算椭球面三角形边长解算步骤内容小结内容小结 n n相对法截线的位置规律，什么情况下重合相对法截线的位置规律，什么情况下重合n n大地线的定义及性质大地线的定义及性质n n推导大地线的微分方程（推导大地线的微分方程（3 3个）和克莱劳个）和克莱劳方程方程n n椭球面上那些特殊的圈是法截线、大地线椭球面上那些特殊的圈是法截线、大地线n n熟记勒让德定理并理解其应用熟记勒让德定理并理解其应用n n请思考请思考野外测量可以获得哪些观测值野外测量可以获得哪些观测值，点的点的最终水平坐标最终水平坐标和和高程高程怎么得到？怎么得到？
