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1、第2章 测量学的基础知识 2.1 地球的形状和大小 9/7/20241第2章 测量学的基础知识 2.1 地球的形状和大小 9/7/20242第2章 测量学的基础知识 2.1 地球的形状和大小 9/7/20243第2章 测量学的基础知识 2.1 地球的形状和大小一、地球形状和大小一、地球形状和大小 1.1. 地球是一个表面起伏较大的椭球地球是一个表面起伏较大的椭球 地球表面最高峰：地球表面最高峰： 8844.43m8844.43m 海洋底部最深处海洋底部最深处: 11022.00m: 11022.00m 地球表面最大高差近地球表面最大高差近20km20km 2. 2. 地球又是一个近似光滑的水球
2、地球又是一个近似光滑的水球 大陆面积大陆面积: : 占占29%29% 海洋面积海洋面积: : 占占71 %71 % 3. 3. 地球平均半径地球平均半径: 6371km: 6371km 9/7/20244 2.1 地球的形状和大小二、基本概念二、基本概念1. 重力方向线重力方向线 即铅垂线即铅垂线, 是测量工作的是测量工作的基准线基准线2. 水准面水准面 自由静止的海水面自由静止的海水面; 是等位面是等位面, 有无数个有无数个地心地心O O离心力离心力地心引力地心引力重力重力G G重重力力的的方方向向线线称称为为铅铅垂垂线线 9/7/20245 设想当海洋处于静止均衡状态时，将它设想当海洋处于
3、静止均衡状态时，将它延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。水准面静静 止止 海海 水水面面陆地陆地水准面水准面 9/7/20246 2.1 地球的形状和大小二、基本概念二、基本概念3. 3. 大地水准面大地水准面 静止平衡状态下的平均海水面静止平衡状态下的平均海水面, 向大陆岛屿延向大陆岛屿延伸而形成的闭合水准面伸而形成的闭合水准面 特性特性: 唯一性、等位面、唯一性、等位面、 不规则曲面不规则曲面 作用：作用：测量野外工作的测量野外工作的基准面基准面表面的垂线就是重力线表面的垂线就是重力线,即铅垂线即铅垂线.4. 4. 大地体大地体 由大地水准面包围的地球形体，是不
4、规则球体。由大地水准面包围的地球形体，是不规则球体。 9/7/20247地球表面地球表面大地水准面大地水准面大地水准面和铅垂线示意图为什么大地水准面是一个不规则曲面? 9/7/20248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，给我们的测量计算带来了不便,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。 9/7/20249二、基本概念二、基本概念5. 旋转椭球旋转椭球 与大地体非常接近的与大地体非常接近的 数学椭球数学椭球 长半径为长半径为a，短半径为短半径为b 扁率扁率 数学模型数学模型 地球平均半
5、径地球平均半径 R=6371km 2.1 地球的形状和大小ZYX 9/7/202410 2.2 地球椭球参考椭球体旋转椭球理论上是唯一旋转椭球理论上是唯一的数学球体的数学球体旋转椭球参数，难以全旋转椭球参数，难以全球统一确定；各国自己球统一确定；各国自己测定并采用的旋转椭球测定并采用的旋转椭球称为称为参考椭球参考椭球同时顾及地球几何参数同时顾及地球几何参数和物理参数的旋转椭球和物理参数的旋转椭球称为地球椭球体，又称称为地球椭球体，又称为为参考椭球体参考椭球体参考椭球面参考椭球面是测量计算是测量计算和制图的基准面和制图的基准面 9/7/202411我国曾经采用的地球椭球我国曾经采用的地球椭球19
6、53年以前，海福特椭球（1942年国际第一个推荐值， a = = 6378388, = =1/ /297.001953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, = = 1/ /298.31980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, = = 1/ /298.257 9/7/202412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。 9/7/202413二、测量工作的基准线和基准面 测量工作的基准线铅垂线 。 测量工作的基准面大地水准面。 测量内业计算的基准线法线。 测量内业计算的基准面参考椭球面。总结 9/7/202414
