第二章-测量学基础知识课件

第二章第二章 测量学基础知识测量学基础知识地球的形状与大小地面点位确定确定地面点位的三个基本要素2024/7/161中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系地球的形状地球的形状第第二二章章 测测量量学学基基础础知知识识2024/7/162中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系真实的地球形状真实的地球形状第第二二章章 测测量量学学基基础础知知识识2024/7/163中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系PhNHH=h+NQ地球表面参考椭球大地水准面大地水准面大地水准面大地水准面大地水准面第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定大地体水准面大地水准面铅垂线旋转椭球旋转椭球面椭球元素2024/7/164中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系大地水准面大地水准面第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定水准面水准面：即静止的水面，该面是一个重力位等位面大地水准面大地水准面：即平均海水面向陆地延伸，所形成的一个封闭曲面。过该面上任何一点的切面与重力方向正交。2024/7/165中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系大地体大地体：由大地水准面所包围的地球形体称为大地体铅垂线铅垂线：过地球表面某点垂直于水准面的线2024/7/166中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系大地水准面大地水准面差距与垂线偏差差距与垂线偏差第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定2024/7/167中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系大地水准面大地水准面第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定2024/7/168中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系椭球体椭球体第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定旋转椭球体模型旋转椭球体模型椭球元素椭球元素a 椭球长半轴椭球长半轴b 椭球短半轴椭球短半轴f 椭球扁率椭球扁率 f=(a-b)/a法线：过椭球面法线：过椭球面上一点与椭球面上一点与椭球面垂直的直线。垂直的直线。boap2024/7/169中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系地球椭球地球椭球第第二二章章 地地面面点点位位的的确确定定总地球椭球总地球椭球：即其椭球面与大地水准面最接近的旋转椭球体。参考椭球体参考椭球体：其椭球面与某一地区的平均海面高水准面最接近的旋转椭球体。2024/7/1610中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系椭球定位椭球定位第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定椭球定位：椭球定位：确定大地水准面与椭球面之间的相对关系以使椭球体与大地体间达到最好密合。大地原点：大地原点：椭球定位中选取的相切点。我国1980年国家大地坐标系，大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇。2024/7/1611中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系我国曾经采用的地球椭球我国曾经采用的地球椭球第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定1953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,=1/298.2572024/7/1612中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系测量基准测量基准 坐标系统地球椭球1954年北京坐标系1980年西安坐标系WGS-84世界大地坐标系椭球名称克拉索夫斯基1980大地坐标系WGS-84建成年代194019791984椭球类型参考椭球参考椭球总地球椭球（m）2024/7/1613中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系测量常用坐标系统测量常用坐标系统第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定大大地坐标系地坐标系 ：大地坐标大地坐标：大地经度L、大地纬度B和大地高H 经度经度L-L-过地面任一点P的子午面与起始子午面间 的夹角纬度纬度B-B-过地面任一点P的法线与赤道面的夹角 2024/7/1614中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系大大地坐标系地坐标系取值范围：L L：0 0180，由起始子午面起，向东为正，称为东经，向西为负，称为西经 B B：090，由赤道面起算，向北为正，称为北纬，向南为负，称为南纬 第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定2024/7/1615中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系大地高大地高H H：P点沿法线到椭球面的距离PP。由椭球面起算，向外大地高为正，向内为负我国的疆域位于赤道以北的东半球，所以各地的大地经度L和大地纬度B都是正值2024/7/1616中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系独立平面直角坐标系独立平面直角坐标系 第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定在小区域内进行测量工作，通常采用平面直角坐标。1）平面直角坐标系 在没有国家控制点或不便于与国家控制点联测的小地区测量中，允许暂时建立独立坐标系以保证测绘工作的顺利开展 2024/7/1617中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系高斯高斯克吕格平面直角坐标系克吕格平面直角坐标系 第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定 椭球面不可展=平面(变形)高斯投影=等角投影=长度产生变形 中央子午线中央子午线赤道赤道N NS S高斯投影赤道的投影中央子午线的投影PXPYPOYX2024/7/1618中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系高斯分带投影高斯分带投影第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定2024/7/1620中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系高斯高斯克吕格平面直角坐标系克吕格平面直角坐标系第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定投影带宽度：投影带宽度：相邻子午面间的经度差来划分 6带：自中央子午面起，自西向东每6为一带，全球共分60带。带号n与其中央子午线的经度(L）有下列关系：L=n6-3已知经度已知经度L L求带号求带号n n：n=int(L/6)+1我国境内有11个6带（13带到23带）2024/7/1621中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系高斯高斯克吕格平面直角坐标系克吕格平面直角坐标系第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定33带带：自东经130开始每隔经差3划分，全球共分120带。带号n与其中央子午线的经度(L）有下列关系：L=n3已知经度已知经度L L求带号求带号n n：n=int(L-1.5)/3)+1我国境内21个3带（25带到45带）2024/7/1622中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系高斯高斯克吕格平面直角坐标系克吕格平面直角坐标系第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定 为了使横坐标y不出现负值，则无论3或6带，每带的纵坐标轴要西移500 km，即在每带的横坐标上加500 km。为了指明该点属于何带，还规定在横坐标y值之前，要写上带号。未加500km和带号的横坐标值称为自自然然值值，加上500km和带号的横坐标值称为通用值通用值。2024/7/1623中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系空间直角坐标系空间直角坐标系第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定坐标系定义：坐标系定义：坐标原点O为地心；Z轴指向地球北极；X轴指向格林尼治子午面与地球赤道面交线；Y轴垂直于xoz平面，构成右手坐标系。常用于卫星定位，如GPS，其采用的椭球为：WGS-84椭球。2024/7/1624中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系高程系高程系 q1956年黄海高程系 1950年到1956年观测的验潮资料推算的黄海平均海水面作为全国高程的起算基准面，国家水准原点的高程为72.289 m。q1985年国家高程基准 1953年到1979年的观测资料重新计算黄海平均海水面，国家水准原点的高程为72.2604 m。第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定2024/7/1625中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系地面点高程地面点高程 第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定 地面点沿铅垂线到大地水准面的距离，称为该点的绝对高程或海拔、标高，简称高程，以H表示。如果基准面不是大地水准面，而是任意假定水准面时，则点到假定水准面的距离称为相对高程或假定高程，用H表示。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。相邻两点的高程之差称为高差，用h表示。注意高差的方向性及符号。上坡为正，下坡为负。注意高差的方向性及符号。上坡为正，下坡为负。2024/7/1626中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系确定地面点位的三个基本要素确定地面点位的三个基本要素第第二二节节 地地面面点点位位的的确确定定距离、角度距离、角度和高差高差坐标和高程坐标和高程2024/7/1627中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系第三节第三节 用水平面代替水准面的限度用水平面代替水准面的限度测区较小时，在满足精度要求的情况下，为简化计算，可采用平面代替大地水准面。第一章 绪论q 对距离的影响对距离的影响：化简后可得：2024/7/1628中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系第三节第三节 用水平面代替水准面的限度用水平面代替水准面的限度第一章 绪论移项后可得：距离D/km距离误差D/cm相对误差1510150.000.100.822.77-1:50000001:12177001:541516取R=6371km,不同的D值，水平面代替水准面的距离误差影响如下表：半径为10km的测区范围内，可不计其误差影响。2024/7/1629中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系第三节第三节 用水平面代替水准面的限度用水平面代替水准面的限度q 对水平角的影响对水平角的影响：因此，对角度影响在范围100km2内不考虑。第一章 绪论ABC球面角超：球面三角形及相应的平 面三角形内角和之差。P球面多边形面积R地球半径=206265球面面积/km2/球面面积/km2/10500.050.251005000.512.542024/7/1630中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系第三节第三节 用水平面代替水准面的限度用水平面代替水准面的限度第一章 绪论q 对高差的影响对高差的影响：主要为地球曲率对高差的影响h。化简得：D/m10501002005001000h/mm0.00.20.83.119.678.5不同的D，对应的h高程测量中，一般应顾及地球曲率的影响。2024/7/1631中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系第四节第四节 测图原理与测量工作概述测图原理与测量工作概述第一章 绪论q测量工作的内容测量工作的内容地形图测绘（测定）施工放样（测设）基本工作：就是测角、测距和测高差。q测量工作的原则测量工作的原则先控制后碎部、从整体到局部，从高级到低级步步检核2024/7/1632中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe写在最后谢谢你的到来学习并没有结束，希望大家继续努力Learning Is Not Over.I Hope You Will Continue To Work Hard演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日