测量基础PPT课件

向北为正，从 0°到90°，称为北纬；由
赤道面向南为负，从 0°到90°，称为南
纬。
1.2.2 空间直角坐标系
以椭球体中心O为原点；
轴；
起始子午面与赤道面交线为X
轴；
赤道面上与X轴正交的方向为Y
构成右手直椭角球坐体标的系旋O转- 轴为Z轴； XYZ。在该坐标系中，P 点的位置用x，y，z表示。
1.2.3 独立平面直角坐标系
4）是研究地球重力场和
地球内部构造的重要依据。
1.1.5 参考椭球面
地球形状极近似于一个两极稍扁的 旋转椭球。
在测量工作中采用旋转椭球代表地球 的形状。
旋转椭球面可以用较简单的数学公式 准确地表达出来，可代替大地水准面作为测量 计算的基淮面
用来代表地球形状的旋转椭球 称为“地球椭球”。
测量中把与大地体最接近的地 球椭球称为总地球椭球；
带号N与相应的中央子午线经度L0的关系是：
L0 6 N 3
3°带：
以 6°带的中央子午线和分界子午 线为其中央子午线。即自东经1.5°子午线 起，每隔经差3°自西向东分带，依次编号1， 2， 3，……,120。
• 奇数带中央子午线与6°带中央子午线重 合。
• 偶数带中央子午线与6°带分界子午线重 合。
1.2 测量坐标系
为了确定地面点的空间位置，需要 建立测量坐标系。一个点在空间的位置，需 要三个量来表示。
在一般测量工作中，常将地面点的 空间位置用大地经、纬度（或高斯平面直角 坐标）和高程表示。
由于卫星大地测量的迅速发展，地 面点的空间位置也采用三维的空间直角坐标 表示。
1.2.1大地坐标系
大地坐标系是以参考椭球面作为基准 面，以起始子午面和赤道面作为在椭球面上确定 某一点投影位置的两个参考面。
大地经度
过地面某点的子午面与起始子午
面之间的夹角，称为该点的大地经度，用 L表示。
规定:从起始子午面起算， 向东为正，由 0°至180°， 称为东经；向西为负，由
0°至180°，称为西经。
1.2.1大地坐标系
大地纬度
过地面某点的椭球面法
线与赤道面的夹角，称为该点的大地纬度，
用B表示。
规定：从赤道面起算，由赤道面
• 带号n与相l应0 带中3央n子午线经度l0 的关系
是：
1.2.4.4 国家统一坐标
以中央子午线投影为纵轴 的横坐标值，称为自然值。
规定：
• 将X坐标轴向西平移500km，即所有点的Y 坐标值均加上500km。
• 在横坐标值前，加注投影带带号。
由带号、 500km和自然值三部分组 成的横坐标值Y称为横坐标统一值或通用值。
把与某个区域如一个国家大地 水准面最为密合的椭球称为参考椭球， 其椭球面称为参考椭球面。
参考椭球有许多个，而总地球 椭球只有一个。
1.1.6 参考椭球体的基本元素
椭球体的基本元素是：
长半轴a、短半轴b、扁率


ab a
基本元素决定了椭球形状和大小。
我国1980年国家大地坐标系采用了1975年国
际椭球，该椭球的基本元素是：
a = 6 378 140m ,
b = 6 356 755.3m ,
α=1/298.257。
1.1.7 参考椭球体的定位 根据一定的条件，确定参
考椭球面与大地水准面的相对关系 ，所做的测量工作，称为参考椭球 体定位。 • 单点定位 • 大地原点
1.1.8 1980年国家大地坐标系
我国大地原点位于陕西省泾阳 县永乐镇，在大地原点上进行了精密天文 测量和精密水准测量，获得了大地原点上 的起算数据，以此建立的坐标系称为1980 年国家大地坐标系。
当测区范围较小时（如小于 100km2），测量工作可采用平面直角坐标系。
规定：南北方向为纵轴X轴，向北 为正；东西方向为横轴Y轴，向东为正。 ---- 坐标原点有时是假设的，假设的原 点位置应使测区内各点的X，Y值为正。
测量平面直角坐标系与数学平面直 角坐标系有区别。
1.2.4 高斯平面直角坐标系
SUCCESS
THANK YOU
2019/8/15
1.2.4.5 高斯投影的变形
将球面上的图形、数据转到平面上， 要采用地图投影的方法。
数字测图原理与应用
杨正尧
武汉大学测绘学院
第一章 基本知识
1.1 地球形状和大小 1.2 测量坐标系 1.3 用水平面代替水准面的限度 1.4 测量误差的基本知识
1.1 地球形状和大小
1.1.1 地球概述
测量工作的主要研究对象是地球的自 然表面，但地球表面形状极其复杂。
海洋面积约占 71%, 陆地面积约占 29%。
1.1.4 大地水准面
定义 • 在测量工作中，把一个假想的、与静止的海水
面重合并向陆地延伸且包围整个地球的特定重 力等位面称为大地水准面。 • 大地水准面所包围的形体称为大地体。
大地水准面
1）是一个封闭的曲
面。
2）是一个略有起伏的不 规则曲面，无法用数学公式精确表
达。
3）大地水准面是测量外
业所依据的基淮面。
1.2.4.1 高斯投影
投影带 投影面 中央子午线
1.2.4.2 高斯平面直角坐标
在投影面上，中央 子午线和赤道的投影都是直 线。
以中央子午线和赤 道的交点O 作为坐标原点；
以中央子午线的投 影为纵坐标轴X，规定X轴向 北为正；
以赤道的投影为横 坐标轴Y，Y轴向东为正。
1.2.4.3 投影带
6°带： 从0°子午线起，每隔经差6°自西向 东分带，依次编号1，2，3，……，60，每带中间的 子午线称为中央子午线或轴子午线，各带相邻子午 线称为分界子午线。
铅垂线
用细绳悬挂一个垂球G， 其静止时所指示的方向即为悬 挂点O 的重力方向，也称为铅 垂线方向。
铅垂线是测量工作的基准 线。
1.1.源自文库 水准面
1.定义
处于自由静止状态的水面称为水准面。
2.特点
1）水准面是一个重力等位面，水准面 上各点处处与该点的重力方向（铅垂线方 向）垂直。
2）在地球表面上、下重力作用的范围 内，通过任何高度的点都有一个水准面， 因而水准面有无数个。
世界第一高峰珠穆郎玛峰高达 8848.13m，而在太平洋西部的马里亚纳海沟深 达 11022m。
测量工作中把地球总体形状看作是由 静止的海水面向陆地延伸所包围的球体。
1.1.2 铅垂 线
地球上的任一点， 同时受到两个作用 力：
1. 地球自 转产生的离心力；
2. 地心引 力。
这两种力的合力称为重力，重力的作用 线又称为铅垂线。