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1、第2章测量学基本知识本讲稿第一页，共十五页主要内容主要内容2.1 地球形状与地球椭球体地球形状与地球椭球体2.2 地面点位的确定地面点位的确定2.3 WGS-84 坐标系（了解）坐标系（了解）2.4用水平面代替水准面的范围（不做要求）用水平面代替水准面的范围（不做要求）2.5测量工作概述测量工作概述本讲稿第二页，共十五页2.1 地球形状与地球椭球体地球形状与地球椭球体地球的形状和大小地球的形状和大小 地球椭球体地球椭球体大地水准面大地水准面参考椭球面参考椭球面NWSEP地球表面地球表面P0R本讲稿第三页，共十五页2.2 地面点位的确定地面点位的确定地理坐标系（以经纬度表示的）地理坐标系（以经纬
2、度表示的）大地坐标系（椭球坐标系，见后面）大地坐标系（椭球坐标系，见后面）空间直角坐标系空间直角坐标系平面直角坐标系平面直角坐标系高斯投影及高斯平面直角坐标系高斯投影及高斯平面直角坐标系高程系统高程系统本讲稿第四页，共十五页大地坐标系（椭球坐标系）大地坐标系（椭球坐标系）椭球的中心与地球质心椭球的中心与地球质心M重合（地球可近似为椭球）；重合（地球可近似为椭球）；椭球短轴与地球自转轴相合；椭球短轴与地球自转轴相合；大地经度大地经度L过地面点的椭球子午面与格林尼治平子过地面点的椭球子午面与格林尼治平子午面之间的夹角；午面之间的夹角；大地纬度大地纬度B过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹过地面点的椭
3、球法线与椭球赤道面的夹角；角；大地高大地高H过地面点沿椭球法线至椭球面的距离。过地面点沿椭球法线至椭球面的距离。地面上的一点表示为地面上的一点表示为P（B，L，H）。）。本讲稿第五页，共十五页空间直角坐标系空间直角坐标系定义：原点定义：原点O与地球质心与地球质心M重合；重合；Z轴指向地球北极；轴指向地球北极；X轴指向格林尼治平子午面与地球赤道的交点轴指向格林尼治平子午面与地球赤道的交点E；Y轴垂直于轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。平面构成右手坐标系。地面上的一点表示为地面上的一点表示为P（X，Y，Z）。）。本讲稿第六页，共十五页空间直角坐标系与大地坐标系的转换空间直角坐标系与大地坐标系的转换
4、N法线长度，N=a/W；e地球椭球第一偏心率；W=(1-e2sin2B)1/2;R地心向径，R=（X2+Y2+Z2）1/2。地心纬度，即观测点和地心连线与赤道面的夹角,tan=Z/（X2+Y2）1/2；不难看出，大地纬度B的求解是一个跌代过程，即先取一近似值B0，通过跌代计算收敛于正确的B值。本讲稿第七页，共十五页平面直角坐标系平面直角坐标系测量中的平面坐标系区别与数学上的笛卡尔坐标系。本讲稿第八页，共十五页 高斯投影及高斯平面直角坐标系高斯投影及高斯平面直角坐标系高斯投影及高斯平面直角坐标系高斯投影及高斯平面直角坐标系 1.高斯高斯高斯高斯-克吕格投影克吕格投影克吕格投影克吕格投影（等角横切
5、椭圆柱投影等角横切椭圆柱投影等角横切椭圆柱投影等角横切椭圆柱投影）以椭圆柱为投影面，使地球椭球体的某一经线与椭圆柱相切，然后按等角条件，将中央经以椭圆柱为投影面，使地球椭球体的某一经线与椭圆柱相切，然后按等角条件，将中央经线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得。线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱面上，再将其展成平面而得。由德国数学家、天文由德国数学家、天文学家高斯（学家高斯（C.F.Gauss，17771855）及大地测量学）及大地测量学家克吕格（J.Krger，18571923）共同创建。本讲稿第九页，共十五页 此投影此投影无角度变形无角度变形，中央经线无长度变形中央
6、经线无长度变形。为保证精度，采用分带投影方法：。为保证精度，采用分带投影方法：经差经差 6或或 3分带，分带，长度变形长度变形 0.14%本讲稿第十页，共十五页 中国国家基本比例尺地形图采用高斯-克吕格6分带投影：11万（3分带）12.5万、15万、110万、125万、150万。本讲稿第十一页，共十五页高程系统绝对高程与相对高程。（见图2-10）本讲稿第十二页，共十五页2.4 2.4 测图原理与测量工作测图原理与测量工作测图原理原理：原理：将地面上各点按一定的投影方法，投 影到平面上，并绘制出来。规定：规定：两点间距离指水平距离；两条边夹角指水平角；两点高差指两点高程之差。本讲稿第十三页，共十五页测量工作概述测量工作概述测量基本工作PABxyPADPADABhABpabhPA距离测量距离测量角度测量角度测量高程测量高程测量数据处理数据处理本讲稿第十四页，共十五页测量工作原则从整体到局部从整体到局部由高级至低级由高级至低级先控制后碎部先控制后碎部 先在测区范围内建立控控制点制点，然后分别施测地物、地貌。先建立高等级的控制点（网），再建立低等级控制点（网）。先进行控制点的测量，再进行碎部点碎部点的采集。本讲稿第十五页，共十五页