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1、测量基础知识 组名：测量突击队组名：测量突击队 组长：赵海涛组长：赵海涛 成成员：赵守钱员：赵守钱 潘春伟潘春伟 李波李波 张赛张赛1一 回顾队地球历史的认识, 描述地球形状，最后用数学公式表示 地球并不是一个正球体，而是一个两极稍扁，赤道略鼓的不规则球体。23麦哲伦环球航行证实地球是圆形4地球的大小5 地球椭球体的形状和大小常用下列符地球椭球体的形状和大小常用下列符 号表示：长半号表示：长半径径a(赤道半径赤道半径)、 短半径短半径b 短半径短半径b，(极轴半径极轴半径)、扁率扁率，笫一偏心率，笫一偏心率e和第二偏心率和第二偏心率e，这些数据又，这些数据又称称 椭球体元素。它们的数学表达式为
2、：椭球体元素。它们的数学表达式为：67地球形状和大小地球形状和大小 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： 8844.43m 海洋底部最深处海洋底部最深处: 11022.00m 地球表面最大高差近地球表面最大高差近20km 2. 2. 地球又是一个近似光滑的水球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 宁夏国土资源厅2012年6月？7 9/14/2024 合肥工业大学土建学院测量工程系8测量
3、工作是在地球表面进行测量工作是在地球表面进行的。地球表面虽然很不规则，有的。地球表面虽然很不规则，有高山、平原、丘陵、海洋等。但高山、平原、丘陵、海洋等。但这些起伏相对于地球本身十分微这些起伏相对于地球本身十分微小。小。8二二 谈谈水准面、大地水准面、水谈谈水准面、大地水准面、水平面的关系平面的关系铅垂线：重力的方向线称为铅垂线，铅垂线是测量工作的基准线。 水准面：设想一个静止的海水面向陆地延伸通过大陆和岛屿形成的一个包围地球的封闭曲面。 大地水准面：与平均海水面相吻合的水准面。 水平面：与水准面相切的平面910 设想当海洋处于静止均衡状态时，将它设想当海洋处于静止均衡状态时，将它延伸到陆地内
4、部所形成的封闭曲面。延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。大地水准面大地水准面静静静静 止止止止 海海海海 水水水水面面面面陆地陆地陆地陆地大地水准面大地水准面大地水准面大地水准面宁夏国土资源厅2012年6月10三、三、“1980年国家大地坐标系年国家大地坐标系”和和“2000年国家大地坐标系年国家大地坐标系”不同不同 19801980年国家大地坐标系年国家大地坐标系年国家大地坐标系年国家大地坐标系是中是中国于国于1978年年4月经全国天文月经全国天文大地网会议决定、并经有关大地网会议决定、并经有关部门批准建立的坐标系。是部门批准建立的坐标系。是采用采用1975年国际大地测量与年国际大地测量与地球物
5、理联合会（地球物理联合会（IUGG）推）推荐的地球椭球，大地原点选荐的地球椭球，大地原点选在西安附近的泾阳县永乐镇；在西安附近的泾阳县永乐镇；综合利用天文、大地与重力综合利用天文、大地与重力测量成果；以地球椭球体面测量成果；以地球椭球体面在中国境内与大地水准面能在中国境内与大地水准面能达到最佳吻合为条件，利用达到最佳吻合为条件，利用多点定位方法而建立的国家多点定位方法而建立的国家大地坐标系统。大地坐标系统。 20002000国家大地坐标系国家大地坐标系是全球是全球地心坐标系在我国的具体体地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。气的整个地球
6、的质量中心。2000国家大地坐标系采用的国家大地坐标系采用的地球椭球参数如下：地球椭球参数如下： 长长半轴半轴 a=6378137m 扁扁率率f=1/298.257222101 地心引力常数地心引力常数GM=3.9860044181014m3s-2 自转角速度自转角速度 =7.292l1510-5rad s-111四四 谈谈绝对高程、相对高程、高谈谈绝对高程、相对高程、高差、海拔以及建筑标高的关系差、海拔以及建筑标高的关系绝对标高：地面上某点到大地水准面的铅垂距离，绝对标高又称海拔 相对高程：地面上某点到假设水准面的铅垂距离，又称假设高程 高差：两点之间的高程之差 标高：标高表示建筑物各部分的
7、高度，是建筑物某一部位相对于基准面（标高的零点）的竖向高度，是竖向定位的依据 。包括装饰层厚度的标高，称为建筑标高 1213 1.4 地面点的高程一、高程 地面点沿铅垂线方向到高程基准面的距离绝对高程绝对高程H（海拔（海拔）：地面）：地面点沿铅垂线方向到大地水准点沿铅垂线方向到大地水准面的距离面的距离相对高程相对高程H：地面点沿铅：地面点沿铅垂线方向到任意水准面的距垂线方向到任意水准面的距离离高差高差h：地面两点高程之差：地面两点高程之差宁夏国土资源厅2012年6月13 五五 水水平平面面代代替替水水准准面面对对高程的影响高程的影响 如图所示，地面点B的高程应是铅垂距离bB ,用水平面代替水准
8、面后，B点的高程为 B， 两者之差h， 即为对高程的影响，由图得故有14用不同的距离代入，便得表所列的结用不同的距离代入，便得表所列的结果果距离D/km0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 12510h h /mm/mm0.8 371320783141962784815结论：就高程测量而言，即使距离很结论：就高程测量而言，即使距离很短，也应用水准面作为测量的基准短，也应用水准面作为测量的基准面，即应估计地球曲率对高程的影面，即应估计地球曲率对高程的影响响16六六 地面点在大地水准面上的投影坐地面点在大地水准面上的投影坐标有几种，有什么不同标有几种，有什么不同测量工作的基本任务就是确定地面点的
9、空间位置，确定地面点的位置需要三个要素，通常是地面点在参考椭球面上的投影位置，即地面点的坐标；以及地面点到大地水准面的铅垂距离，即地面点的高程。1718 1.3 测量中常用的坐标系统 地面点位的坐标与选用的地球椭球和坐标系统有关，测量中常用的坐标系统有：地理坐标、高斯平面直角坐标、独立平面直角坐标1、地理坐标、地理坐标 球面坐标，称为地理坐标球面坐标，称为地理坐标 基准面：大地水准面基准面：大地水准面 基准线：铅垂线基准线：铅垂线 地面点位用天文经度和天地面点位用天文经度和天文纬度来表示文纬度来表示宁夏国土资源厅2012年6月182、高斯平面直角坐标高斯投影的方法是将地球视为一个圆球，设想用圆
10、柱体套在地球外面，并使横圆柱的轴心通过地球的中心，横圆柱的中心轴通过地球中心并与地球NS垂直，让圆柱面与圆球面的某一子午线相切，然后将中央子午线东西两侧球面上的图形投影到圆柱面上，再将横圆柱面过南、北极点的母线剪开，展成平面，即可得到投影面到平面上的图形，构成了高斯平面直角坐标系。1920OSN赤道面中央子午线M高斯投影的概念高斯投影的概念宁夏国土资源厅2012年6月20高斯平面直角坐标21221.高斯投影中央子午线和赤道中央子午线和赤道投影后成相互垂直投影后成相互垂直的直线。的直线。中央子午线长度不中央子午线长度不变，离中央子午线变，离中央子午线越远变形越大。越远变形越大。为保证投影精度，为
11、保证投影精度，必须采用必须采用分带投影分带投影。6度投影带度投影带：中央子午线经度为中央子午线经度为宁夏国土资源厅2012年6月22232.高斯投影分带高斯投影分带（1）6度投影带度投影带：中央子午线经度为中央子午线经度为（2）3度投影带度投影带：中央子午线经度为中央子午线经度为宁夏国土资源厅2012年6月2324五、高斯投影和高斯平面直角坐标系五、高斯投影和高斯平面直角坐标系3.高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系x坐标坐标：中央子午线向西：中央子午线向西平移平移500km，向北为正，向北为正。y坐标坐标：赤道，向东为正。：赤道，向东为正。为区分点位所在的高斯投为区分点位所在的高斯投影带，在影带，在Y坐标前必须加坐标前必须加两位数的两位数的带号带号。如：如： 我国六度带带号我国六度带带号 N=1323，三度带带号，三度带带号 n=2545宁夏国土资源厅2012年6月24七 “1985年国家高程基准”和“1956年黄海高程系”有什么不同？1956年黄海高程系的原点高程为72.289 1985年国家高程基准的原点高程为72.26025谢谢谢谢 观赏观赏26
