中国矿业大学环境与测绘学院《应用大地测量学》王中元第(精)

第二章大地测量基础知识应用大地测量学中国矿业大学环境与测绘学院第二章大地测量基础知识0第戸大地测量韵基准面和基准线0隼二节常用大地浹ilt坐袜莱fit C童点丿0第三常时间紊统0第3节高程紊统C*MJ0 六节曲定垂线傭楚和大地水准面JftKE的基卒0第七常 笑于确空地球形状萌基忝方法O第八戸空间大地那量简介Q莘二节索用0牽三卩时间C童点丿节地球玻力场査坐标乘*0隼常大地测量萌基堪面和at准线IU。第3E节富程紊统OJ葵六节 测宅垂线佈JK和大地水准面JKEB药基卒 方法華七常 笑于确空地珠形状萌基卒方法 O莘八节 空间大地测量圖介应用大地测量学 2.1大地测量的基准面和基准线本节重点研究以下几个问题：A地球自然表面A铅垂线与水准面大地水准面地球椭球与参考椭球面总地球椭球A垂线偏差应用大地测量学大地测量的 基准面和 基准线 2.1.1水准面和大地水准面 2.1.2地球椭球与参考椭球面 2.1.3垂线偏差应用大地测量学J 2.大地测査的基准面和基准线地球的自然表面大地测量是在地球自然表面上进行的，这个表面高低起 伏、很不规则，不能用数学公式描述.陆地最高点-珠穆朗玛峰：峰顶岩面海拔高8844. 43来海洋最低点-马里亚纳海沟：10911来应用大地测量学大地测 量的 基准面和 基准线 2.1.1水准面和大地水准面 2.1.2地球椭球与参考椭球面 2.1.3垂线偏差应用大地测量学 2. 1. 1 水准面和大地水准面1、野外测量的基准线和基准面垂线和水准面 地球上某点K所受的力：P （离心力）+ F （地心引力）=G （重力）水准面：静止的液体表面。应用大地测量学 2. 1. 1 水准面和大地水准面2、大地水准面：选取标准：十分接近地球表面+代表地球形状和天小设想海洋处于静止平衡状态时，将它延伸到大陆下面且 保持处处与铅垂线正交的包围整个地球的封闭的水准面，我 们称它为大地水准面。应用大地测量学 2. 1. 1 水准面和大地水准面3、大地水准面的特点地表起伏不平.地壳内部物质密度分布不均匀，使得 重力方向产生不规则变化。由于大地水准面处处与铅垂线 正交，所以大地水准面是一个无法用数学公式表示的不规 则曲面。故大地水准面不能作为大地测量计算的基准面。但大地水准面是野外测量统一的基准面。与其垂直的 铅垂线则是野外测量的基准线。大地水准面所包围的形体一大地体，则是多年来大地 测量工作者研究的对象，认为它能代表地球的实际形状。2.1应用大地测量学大地测量的基准面和基准线 2.1.1水准面和大地水准面 2.1.2地球椭球与参考椭球面 2.1.3垂线偏差应用大地测量学 2. 1. 2地球椭球与参考椭球面1地球椭球大地体接近于一个具有极小扁率的旋转椭球。椭球面 是一个规则的数学曲面。一般用长半径a和扁率a (或长、 短半径a、b)表示椭球的形状和大小。关系：a= (a-b ) /a应用大地测量学 2. 1. 2地球椭球与参考椭球面2、参考椭球把形状和大小与大地体相近，且两者之间相对位置确 定的旋转椭球称为参考椭球.参考椭球面是测量计算的基准面，椭球面法线则是测 量计算的基准线。参考椭球有许多个。适合于一个国家的 参考椭球不一定适合另一个国家。参考椭球名称推求年代长半径a扁率f贝塞尔18416377397.1551： 299.1528128克拉克18666378206.41： 294.9786982赫尔墨特190663781401： 298.3海福特190963783881： 297.0克拉索夫斯基194063782451： 29831967年大地坐标系197163781601： 298.247167427国际大地测量与地球物理联合 会WGG十六届大会推荐值197563781401： 298.257IUGG十七届大会推荐值197963781371： 298.257IUGG十八届大会推荐值198363781361： 298.257WGS84198463781371： 298.257223563应用大地测量学参考椭球面一部分参考椭球参数一览表应用大地测量学 2. 1. 2地球椭球与参考椭球面3、总地球椭球从全球着眼，必须寻求一个和整个大地体最为接近.密 合最好的椭球，这个椭球又称为总地球椭球或平均椭球。总 地球椭球满足以下条件：(1 )椭球质量等于地球质量。(2 )两者的旋转角速度相等。(3 )椭球体积与大地体体积相等。(4)它的表面与大地水准面之间的差距平方和为最小。(5 )椭球中心与地心重合，椭球短轴与地球平自转轴重合， 大地起始子午面与天文起始子午面平行。方法：卫星大地测量。应用大地测量学大地测量的 基准面和 基准线 2.1.1水准面和大地水准面 2.1.2地球椭球与参考椭球面 2.1.3垂线偏差2. 1.3書线備Wil眉I垂线与椭珠面法线MJSI的 夹角。通常用南北方向西 投彩分 量毛和耒冊方向的投 彩分量“茨乖。大地水准WMKN大地水准 面与椭珠面在lcosh(2-5)z = rsinh厂=jF + b+z?A = arctg(y / x) (2 6) h = a rctg( z / Jx2 + y)应用大地测量学 2. 2. 3站心坐标系站心地平直角坐标系与站心地平极坐标系称为地 平坐标系。卫星的地平坐标表明了某一时刻卫星与测站点的 关系。因此，地平坐标系用于卫星或天体位置的观测 与预报。应用大地测量学2.2 的用大地测量坐标系统 2.2.1天球与天球坐标系222地球坐标系（重点）丄 223站心坐标系 2.2.4高斯平面直角坐标系（重点）