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1、第二节 地面点位的确定一、地球的形状和大小一、地球的形状和大小 1.水准面水准面 水水准准面面上上任任意意一一点点的的铅铅垂垂线线都都垂垂直直于该点的曲面。于该点的曲面。铅铅垂垂线线铅铅垂垂线线铅铅垂垂线线水准面水准面 水准面的特点：与水准面相切的平面，称为与水准面相切的平面，称为水平面。2大地水准面大地水准面 与平均海水面相吻合的水准面称为与平均海水面相吻合的水准面称为大地水准面。由大地水准面所包围的形体称为由大地水准面所包围的形体称为大地体。大地水准面是测量工作的基准面。是测量工作的基准面。大地体代表了地球的自然形状和代表了地球的自然形状和大小。大小。3铅垂线铅垂线 重力的方向线称为重力的
2、方向线称为铅垂线。铅垂线是测量是测量工作的基准线。工作的基准线。NSWE地球椭球体地球椭球体大地水准面大地水准面NSEWOaba 4.地球椭球体地球椭球体 椭圆椭圆NWSE绕其短轴绕其短轴NS旋转而成的旋转旋转而成的旋转椭球体，又称地球椭球体。椭球体，又称地球椭球体。决决定定地地球球椭椭球球体体形形状状和和大大小小的的参参数数为为椭椭圆圆的的长长半半径径a，短短半半径径b及及扁率扁率。长半径长半径a，短半径，短半径b及扁率及扁率，其关系式为：，其关系式为：我国目前采用的地球椭球体的参数值为：我国目前采用的地球椭球体的参数值为：由由于于地地球球椭椭球球体体的的扁扁率率很很小小，当当测测量量的的区
3、区域域不不大大时时，可可将将地地球球看看作作半半径径为为6371km的的圆球。圆球。确立基准面的方法确立基准面的方法地球的自然表面水准面水准面大地水准面大地水准面地球椭球体表面地球椭球体表面基准面基准面大地体大地体地球椭球体地球椭球体二、确定地面点位的方法二、确定地面点位的方法 地地面面点点的的空空间间位位置置须须由由三三个个参参数数来来确确定定，即即该该点点在在大大地地水水准准面面上上的的投投影影位位置置（两两个个参参数数）和和该该点的高程。点的高程。AA 1地面点在大地水准面上的投影位置 地面点在大地水准面上的投影位置，可地面点在大地水准面上的投影位置，可用地理坐标和平面直角坐标表示。用地
4、理坐标和平面直角坐标表示。（1）地理坐标 用经度用经度和纬度和纬度表示地面点在大地水准表示地面点在大地水准面上的投影位置，由于地理坐标是球面坐标，面上的投影位置，由于地理坐标是球面坐标，不便于直接进行各种计算。不便于直接进行各种计算。（2）高斯平面直角坐标 利用高斯投影法建立的平面直角坐标系，称为高斯平面直角坐标系。在广大区域内确定点的平面位置，一般采用高斯平面直角坐标。高斯平面直角坐标的建立方法高斯平面直角坐标的建立方法 首首子子午午线线第第1带带0126央央子子中中午午线线赤赤 道道NS 任意号任意号6带中央子午线的经度带中央子午线的经度0的计算公式：的计算公式：式中式中 N6带的带号带的
5、带号NSO中央子午线中央子午线KKLL母线母线母线母线y(E)赤道赤道OABxAyAxByBx(N)中央子午线投影中央子午线投影500kmyAyB规定：规定：中中央央子子午午线线的的投投影影为为该该坐坐标标系系的的纵纵轴轴x x，向向北为正。北为正。赤赤道道的的投投影影为为横横轴轴y y，向东为正。，向东为正。两两轴轴的的交交点点为为坐坐标标原原点点O O。39061171111051201141081029993878196908478201918171615141带带2带带393735333129273211304306带带3带带Nn规定：规定：南南北北方方向向为为纵纵坐坐标标轴轴，记记作
6、作x轴，向北为正；轴，向北为正；以以东东西西方方向向为为横横坐坐标标轴轴，记记作作y轴，向东为正；轴，向东为正；坐坐标标原原点点O一一般般选选在在测测区区的的西西南南角角，使使测测区区内内各各点点的的x、y坐标均为正值；坐标均为正值；坐标象限按顺时针方向编号。坐标象限按顺时针方向编号。（2）独立平面直角坐标 当测区范围较小时，可以用测区中心点当测区范围较小时，可以用测区中心点a的水平面来的水平面来代替大地水准面。在这个平面上建立的测区平面直角坐标代替大地水准面。在这个平面上建立的测区平面直角坐标系，称为独立平面直角坐标系。系，称为独立平面直角坐标系。xyAAOxAyA2地面点的高程地面点的高程
7、 （1）绝对高程 地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，简称高程，用绝对高程，简称高程，用H表示。地面点表示。地面点A、B的的高程分别为高程分别为HA、HB。ABhABHAHBHAHB大地水准面大地水准面黄海平均海水面黄海平均海水面铅垂线铅垂线铅垂线铅垂线假定高程起算面假定高程起算面 （2）相对高程ABhABHAHBHAHB大地水准面大地水准面黄海平均海水面黄海平均海水面铅垂线铅垂线铅垂线铅垂线假定高程起算面假定高程起算面 地面点到假定水准面的铅垂距离，称为该点的地面点到假定水准面的铅垂距离，称为该点的相对高程或假定高程。相对高程或假定高程。
8、A、B两点的相对高程为两点的相对高程为HA、HB。（3）高差ABhABHAHBHAHB大地水准面大地水准面黄海平均海水面黄海平均海水面铅垂线铅垂线铅垂线铅垂线假定高程起算面假定高程起算面 地面两点间的高程之差，称为高差，用地面两点间的高程之差，称为高差，用h表示。表示。高差有方向和正负。高差有方向和正负。A、B两点的高差为：两点的高差为：B、A两点的高差为：两点的高差为：A、B两点的高差与两点的高差与B、A两两点的高差，绝对值相等，点的高差，绝对值相等，符号相反，即：符号相反，即：确定地面点的位置确定地面点的位置 基准面（大地水准面）基准面（大地水准面）将地面点投影在大地水准面上将地面点投影在大地水准面上高程（高程（H）平面坐标（平面坐标（x、y）返回下一节