哈工大测量学ppt第一章
【测量学课件】第一章测量学的任务及其分支
海底地形测量——测定海底起伏、沉积物结构和地物的 测量工作
海洋专题测量——以海洋区域的地理专题要素为对象的 测量工作
海图编制——设计、编绘、整饰和印刷海图的工作
三、测绘学的现代发展
测绘学中的3S技术
◆ 全球定位系统(Global Positioning System, GPS)
在计算机软件和硬件支持下,把各种地理信息按照空间 分布及属性以一定的格式输入、存储、检索、显示和综 合分析应用的技术系统
我国地心坐标系参考框架
2008年7月1日起启用“2000国家大地坐标系”
➢ 国家高程基准
我国采用 1985 黄 海 高 程系统,基准 是青岛水准原 点及其高程值。 国家一、二等 水准网则为此 高程系统的参 考框架。
任务:
• 测绘科学是一门研究如何确定地球形状和大小 及地面、地下和空间中各物体的几何形态及其空
间位置的科学,为人类了解自然、认识自然和能 动的改造自然服务。
研究三维空间中各种物体的形状、大小、 位置、方向和其分布的学科。
• ⑴ 测量(精确测定点的位置,物的形状、大小) • ⑵ 标定(将图纸上设计好的位置标定在实地) • ⑶ 绘图(将所测数据根据需要展绘到图上)
运营管理阶段的测量——工程竣工后为监视工程状 况,保证安全,进行周期 性的重复测量,观测其变 形情况
高精度工程测量——采用非常规的测量仪器和方法, 使其测量的绝对精度达到毫米 以上要求的测量工作
4 地图制图学(地图学)
研究模拟和数字地图的基础理论、设计、 编绘、复制的技术方法及应用的学科 。
地图投影——依据数学原理将地球椭球面上的 经纬度线网描绘在平面上相应的 经纬线网
【精品】测量学PPT课件
S
A
L
L1
C B
2mm
图2-7
O
图2-8
•(1)管水准器--水准管 • 一般S1、S3型水准仪的水准管分划值分别为 10″/2mm及20″/2mm。 用于精平。
•(2) 圆水准器
•一般圆水准器的分划值约为8′~ 10′。用于粗平。 •
• 3.附件: 三脚架、水准尺和尺垫
(a)
图2-11
(b)
(c) 图2-12
–
•
水准点分为永久性和临时性两种。
(a)
(b)
图2-17
21号楼
至南湖新村
5 号 楼 1号楼
图2-18
水准路线:
闭合水准路线,附合水准路线,支水准路线,水准 网
– “1985国家高程基准” 水准原点的高程为 72.260m。
§1-3 测量的基本工作
– 测量的基本要素是:
• 1. 距离(水平距离或斜距); • 2. 角度(水平角和竖直角); • 3. 高程。
习题
– 1.进行测量工作应遵循的原则是什么? – 2.什么是水准面、大地水准面、椭球和参
考椭球? – 3.测量工作中地面点的位置是如何表示的? – 4.基本的测量工作有哪些?
• 水准面的特点:处处与铅垂线相垂直。
• 水准面可以有无数个。大地水准面是与平均海 水面重合的一个封闭曲面。
• 3 旋转椭球
• 由于大地水准面是一个不规则的曲面。为了便 于处理大地测量的成果,用一个椭圆绕其短轴旋 转而成的形体来代替大地体,称为“椭球”。
•
椭球的大小用长半轴 a和短半轴 b或扁率α
B
hAB
A HA
HA '水准面HB HB '
测量学 第一章 测量学绪论
后为凸向赤道的曲线,并以 赤道为对称轴。
平行圈
(5)经线与纬线投影后仍然保持
正交。
赤道
O
y
(6)离中央子午线愈远,长度变 子午线
形愈大。
中央子午线
4、投影带的划分
我国规定按经差6º和3º进 行投影分带。
6º带自首子午线开始,按6º的 经差自西向东分成60个带。
3º带自1.5 º开始,按3º的经差 自西向东分成120个带。
几何形体,作为地球的参考形状和大小。
二、测量工作的基准线和基准面
测量工作的基准线—铅垂线。 测量工作的基准面—大地水准面。 测量内业计算的基准面—参考椭球面。
O 铅垂线
G
大地水 准面
三、地面点位的确定(X Y H)
地面点位的确定
高程 地理坐标
天文坐标
大地坐标
坐标
高斯平面直角坐标
平面直角坐标
独立平面直角坐标
例: 有一国家控制点的坐标: x=3102467.280m ,y=19367622.380m, (1)该点位于6˚ 带的第几带? (第19带) (2)该带中央子午线经度是多少? (L。=6º×19-3º=111˚) (3)该点在中央子午线的哪一侧?
(先去掉带号,原来横坐标y=367622.380—500000=-132377.620m,在西侧)
(距中央子午线132377.620m,距赤道310状相关概念
1、地球自然形体:是一个不规则的几何体,海洋面积约占地
球表面的71%。
2、水准面:静止的水面。
3、大地水准面:设想处于完全静止的平均海水面向陆地和岛
屿延伸所形成的闭合曲面。 4、大地体:大地水准面所包围的代表地球形状和大小的形
测量学课件完整版课件全套ppt教程
人类活动与测绘工作紧密相关
什么时间?什么地方?发生了什么事情?事发地点及其 周围环境发生什么变化、有什么关联?
时间、空间、属性是地理空间信息的三大要素,使人们 在生活和一切活动中都会涉及到的问题;
经济社会发展对测绘信息需求迅速增长,测绘信息内容 和服务方式发生了深刻变化。
基本内容
1 测量学 (Surveying)的基本概念 2 基本测绘技能、方法 3 地图认读 4 工程测绘放样
主要内容包括:
• 获取目标物的影像; • 对所摄得的影像进行处理; • 用图形、图像或数字形式表示所处理的成果。
从摄影测量学到摄影测量与遥感学。
机载空间三维数据采集系统
Fast digital terrain modeling
Laser Scanning from the air – digital earth models with and without vegetation
测量学的产生
1、生产、生活的需要以及建筑、 农田、水利建设等
2、军事、交通运输的需要---旅行、航海等。
1.1 测量学的任务及其在工程中的应用
一、测量学的研究对象和 任务
测量学是研究地球的形状 和大小以及确定地面点位
的科学。早期的定义
测量学是一门研究地面点位的空间位置的确定,将地球表面 的地貌、地物、行政和权属界线测绘成图,以及将规划设计的
运营管理阶段的测量——工程竣工后为监视工程状 况,保证安全,进行周期 性的重复测量,观测其变 形情况
高精度工程测量——采用非常规的测量仪器和方法, 使其测量的绝对精度达到毫米 以上要求的测量工作
4 地图制图学(地图学)
研究模拟和数字地图的基础理论、设计、 编绘、复制的技术方法及应用的学科 。
测量学第一章PPT课件
1、测量学科的发展概况
◆ GIS (Geographic information system)
地理信息系统是 以采集、存储、 描述、检索、分 析和应用与空间 位置有关的相应 属性信息的计算 机系统,它是集 计算机、地理、 测绘、环境科学、 空间技术、信息 科学、管理科学、 网络技术、现代 通讯技术、多媒 体技术为一体的 多学科综合而成 的新兴学科。
1、测量学科的发展概况
◆ 3S技术的结合
1、测量学科的发展概况
◆ 数字地球(Digital Earth)的概念
用经纬仪进行长江水文观测
用水准仪进行地面平整测量
用全站仪进行公路施工测量
青藏高原测量
施工测量
用光电测距仪进行武汉长江大桥变形观测
航摄照片 地形图
☆测量珠穆朗玛峰高程☆
1975年在海拔6120米测量 珠穆朗玛峰高程。 珠峰高程为8848.13m
◆ RS(Remote sense)
遥感是利用遥感器从空中来探 测地面物体性质的,它根据不同物 体对波谱产生不同响应的原理,识 别地面上各类地物,具有遥远感知 事物的意思。也就是利用地面上空 的飞机、飞船、卫星等飞行物上的 遥感器收集地面数据资料,并从中 获取信息,经记录、传送、分析和 判读来识别地物
水准面与大地水准面概念
水准面:处处与铅垂线相垂直的曲面。 大地水准面:与平均海水面重合的水准面。
地球表面 水准面
铅垂线
大地水准面 (平均海水面)
大地水准面是有微小起伏的复杂曲面,其原因是地球内部质量 分布不均匀,看下图:
大地水准面
Z
地
面
地球椭球面
高密度矿体
低密度矿体
O
Y
测量学课件 第一章 绪论
第一章绪论第一节工程测量的任务和作用第二节地面点位的确定第三节测量三要素第四节用水平面代替水准面的限度第五节测量工作概述exit第一节工程测量的任务和作用一、测量学的一般概念测量学(Surveying)是测定地面点的空间位置,将地球表面地形和其它地理信息测绘成图,研究并确定地球形状和大小的科学。
工程测量是研究工程建设在勘测设计、施工过程和管理阶段所进行的各种测量工作的学科。
主要内容有:工程控制网的建立、地形测绘、施工放样、设备安装测量、竣工测量、变形观测和维修养护测量等。
第一节工程测量的任务和作用二、工程测量的任务和作用•测量学将地表物体分为地物和地貌,地物和地貌总称为地形(landform) 。
•地物(feature):地面上天然或人工形成的物体,它包括平原、湖泊、河流、海洋、房屋、道路、桥梁等;•地貌(geomorphy):地表高低起伏的形态,它包括山地、丘陵和平原等。
• 1.测定(location):使用测量仪器和工具,通过测量和计算将地物和地貌的位置按一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地图。
• 2. 测设(setting-out):将在地形图上设计出的建筑物和构筑物的位置在实地标定出来,作为施工的依据。
•测绘科学在建筑类各专业的工作中有着广泛的应用。
例如:勘测设计、施工、竣工测量和对重要建筑物进行变形观测等。
第一节工程测量的任务和作用三、测量在国民经济建设中的应用1)城市规划、给排水、煤气管道、工业厂房和高层建筑建设•①设计阶段——测绘各种比例尺地形图,供结构物平面及竖向设计使用;•②施工阶段——将设计建构物的平面位置•和高程在实地标定出来,作为施工的依据;•③工程完工后——测绘竣工图,供日后扩建、•改建、维修和城市管理用;•对某些重要建构筑物在建设中和建成后进行•变形观测,保证建筑物安全。
第一节工程测量的任务和作用2) 铁路、公路建设的测量工作①测绘路线附近地形图,在地形图上设计路线,将设计路线位置标定到地面。
第一章测量学 (4)PPT课件
HBHAhAB
A、B两点间的高差h为:
视线倾斜时水平距离的计算公式为:
DKcl o2s
视线倾斜时高差的计算公式为:
h1Ksl in2iv
2
二、视距测量的施测与计算
1.视距测量的施测
(1)在A点安置经纬仪,量取仪器高,在B点 竖立视距尺。 *
(2)盘左(或盘右)位置,转动照准部瞄准 B点视距尺,分别读取上、下、中三丝读数,并算 出尺间隔l。 *
d f l p
Ddf
f l p
f
**
令K f,
p
D f l f
p
c f 则有
DKlc
式中 K——视距乘常数,通常K=100;
c ——视距加常数,常数c值接近零 。
故水平距离为
DK l10l 0
*
A、B两点间的高差h为
hiv
式中 i ——仪器高(m); v ——十字丝中丝在视距尺上的读
数,即中丝读数(m)。
2.视线倾斜时的水平距离和高差公式
L=Kl′
M′ M l E
l′
N′
在 M M E 和 N N E 中
h h i v
N h′ v 由于 很小 , 34
φ
M M E N N E 9
B
M M E N N E
i
h i
hLsin
M EMcE o s
lM Hh AN Alch oM sE L i D E K v N l M K 1c 2c Kl o E o lsH iBs D nE 2s E 式( N L c 中也c N iK 12 称o Ko vE c 初hl ′ls sM 算—sio K c n高—N 2c s c差高N s o lo )差io 2 s。主n ss 值
测量学精品课程课件第一章绪论
测定碎部点的位置分两步进行:先进行控制测量,再进行碎部
测量。这种“先控制后碎部、从整体到局部”的方法是测量工作应
遵循的原则。
测量工作应遵循的另一个原则就是“步步有检核”。
无论是控制测量、碎部测量还是施工放样,其实质都是确定地 面点的位置,也就是测定三个元素棗水平角测量、距离测量和水平角测量是测量的基本工作,观
第一章 绪 论
1-1 测量学的任务及其在工程中的应用 1-2 地面点位的测定 1-3 测量工作概述 复习思考题
整理课件
3
第一章 绪 论 1-1 测量学的任务及其在工程中的作用
测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科 学。它的主要内容包括测定和测设两部分。测定就是使用测量 仪器和工具,将测区内的地物和地貌缩绘成地形图,供规划设 计、工程建设和国防建设使用。测设(也称放样)就是把图上设 计好的建筑物和构筑物的位置标定到实地上去,以便于施工。
测量工作不外乎两大类:即地形图测绘和施工放样。其基本工
作内容就是测角、测距和测高差。地球表面复杂多样的形态可分为
地物和地貌两大类。地面上的固定性物体称为地物;地球表面各种
高低起伏的形态称为地貌。地物和地貌总称为地形。 一般将表示
地物形态变化的点称为地物特征点,也叫碎部点。测图工作主要就
是测定这些碎部点的平面坐标和高程?
4
第一章 绪 论
1-2 地面点位的确定
地球上最高的珠穆朗玛峰,高出海水面8846.27 m,最低的马里
亚纳海沟,低于海水面11022 m。这些高低起伏与巨大的地球半径
(平均为6371 km)相比,可以忽略不计。地球上陆地面积仅占整个
地球表面的29%,而海洋面积占了71%,可以认为地球是被静止的海
测量学完整1ppt课件
(2)了解自动安平水准仪、精密水准仪和精 密水准尺
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48
第二章 重难点
• 重点:
• 水准测量的原理
• 难点:
• 三四等水准测量
• 水准仪的使用
• 水准测量的方法及 成果整理
• 三四等水准测量
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49
高程测量概述
• 高程测量的方法:
水准测量 三角高程测量 GPS高程测量 气压高程测量。
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24
二、现代测量科学的发展概况:
新的3S技术:
GPS-卫星定位系统 GIS-地理信息系统 R S-遥感
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25
三、地面点位的确定
1、地球的形状和大小
水准面:处处与重力线正交的海水面
大地水准面 :与平均海水面相吻合的水准面
大地体 :大地水准面所包含的形体
地球椭球体:与整个大地水准面吻合得最佳 的旋转椭球
28
①天文坐标系
天文经度λ 天文纬度φ 特点:天文坐标系以铅垂线为基准线,
以大地水准面为基准面; 测量方法:在地面点上用天文测量的方
法测定。
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29
②大地坐标系
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30
大地经度L:
大地纬度B:
特点:大地坐标是以法线为基准线,以 椭球体面为基准面
测量方法:大地坐标是根据大地原点坐 标,再按大地测量所测得的数据推算而 得。
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52
2、基本概念
• 后视点 • 后视读数 • 前视点 • 前视读数 • 测站
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53
3、高程的计算方法
①高差法
hABa-b
测量学第一章.ppt
第十七页,编辑于星期二:九点 五十七分。
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第二十六页,编辑于星期二:点 五十七分。
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L o= 6 °n - 3 °
2016/5/25
19
第一章 绪论
中央子午线
二、地面点位的确定
“保角”横圆柱体投影
x
N
o
y
S
赤道
图1.8 横圆柱体投影
2016/5/25
图1.9高斯平面直角坐标系
20
第一章 绪论
二、地面点位的确定
3° 9°
87°93°99° 111° 105° 69°75°81° 117° 123° 129° 135°
例如:珠穆朗玛峰的绝对高程为
2016/5/25
8844.43米
。
12
第一章 绪论
二、地面点位的确定
参数: a、珠穆朗玛峰峰顶岩石面高程测量精度 ±0.21米; b、峰顶冰雪深度3.50米。 (原1975年公布的珠峰高程数据停止使用) 相对高程:一假定水准面为地面高程起算面。 高 差:
2016/5/25 13
第一章 绪论
二、地面点位的确定
高斯平面直角坐标系和数学坐标系的两个区别和 共同点:
区 别: 1、坐标轴不同 2、象限不同 共同点: 确定点位的函数表达式相同(角度从x轴正方 向顺时针计算,象限也一样设定,所以数学中 的计算方法也适用于该坐标系。)
25
2016/5/25
第一章 绪论
二、地面点位的确定
测
量
学
(普通测量学)
2016/5/25
1
第一章 绪论
(几何线形) 公路几何线形 :是路基路面、桥梁、隧道涵洞等平面、纵 断面和横断面的统称。
2016/5/25 2
第一章 绪论
秘密
勘测、设计、施工
1、勘测:测图
(平、纵、横)、
锅炉房 车 成教院 库 楼 BM9 七宿舍 D4 D3 六宿舍 五宿舍 四宿舍 二食堂 三宿舍 风动实验室 D19
D D D R(tan )
将按级数展开为; 1 2 tan 3 5 3 15 1 3 1 D R( ) R 3 3 3
a
D′
D
b′
b
R
R
θ
2016/5/25
D D2 D 3R 2
28
D R
代入得
第一章 绪论
3
第一章 绪论
几 点 说 明 测量学是一门技术基础课,实践性比较强。 要求必须认真做好实验课(验证性)。这对整 个测量学课程的理解会起到良好的效果。 本课程共给出两个独立成绩: 一、结业考试;(累加式考试成绩共分三方面) 1、实验课 35% 2、作 业 15% 3、笔 试 50%
D′ D b
b′
h
地面点的高程为Bb,如果用水平面代替 大地水准面,则点的高程为Bb́,两者 之差,即为用水平面代替大地水准面对 高程的影响。
R R
h Bb Bb ob ob R sec R R(sec 1)
将按级数展开为,
D h R 1 1 2R 2
一、测量学的任务及其在建筑工程中的作用
(一)、任务 1、测定(测图、测绘) 2、测设(设置、放样) (二)、测量学的分类 (三)、测量学在建筑工程中的作用
2016/5/25 6
第一章 绪论
测量学的重点:
无论是测图,还是放样都是有关: 地面点位的确定。
2016/5/25
7
第一章 绪论
二、地面点位的确定
图1.11
2016/5/25
3°带投影
22
第一章 绪论
二、地面点位的确定
•每带中央子午线与赤道 投影相互垂直的直线;
•除中央子午线外,投影 带的其他子午线凹向中 央子午线; •除赤道外,其他纬 线凸向赤道; •投影前与投影后角度 保持不变,但长度产 生变形,平面上长度 大于曲面上长度
高斯投影特性
特点:赤道投影为直线,X 轴处处处平行,高斯投影 是等角投影的一种。
2016/5/25 4
第一章 绪论
2、教学实习 教学实习以抽签 口试 为主。 根据以下四种情况评定成绩: ①出席情况; ②平时表现; ③仪器操作; ④口试情况。
2016/5/25
5
第一章 绪论
测量学可用一句话来定义(概括): 测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面(包 括空中和地下)点位的科学。 土建类专业的学生主要是后半句话,它包括两个 内容,即测量学的任务。
2016/5/25 33
第一章 绪论 四、测量工作概述
(二)、测量工作的原则和程序
测量工作中必须遵循的原则之二是; 上一步工作没做检核不能做下一步工作。
2016/5/25
34
第一章 绪论
学习重点:
1、水准测量的原理。 2、外业水准测量的三项检核和内业计算的方法。 3、水准仪的使用和检验。
响。
2016/5/25
第一章 绪论 四、测量工作概述
(一)、测量的三项基本工作 测量工作的基本任务是确定地面点的位置,即地 面点的坐标和高程。通常并不是直接测量出地面点的 坐标和高程,而是通过测量待测边与已知边之间的水 平角、待定点与已知点之间的水平距离和高差,然后 经过计算得出地面点的坐标和高程。 因此,水平角、水平距离和高差是确定地面点位 置的三个基本要素。水平角测量、水平距离测量和高 差测量(或高程测量)是测量的三项基本工作。
15
第一章 绪论
二、地面点位的确定
–与前苏联1942年普尔科沃坐标系联测,
–经苏联西伯尼亚从我国东北入境,
–传算过来的坐标系——1954北京坐标系。
–大地原点——前苏联列宁格勒普尔科沃天
文台中央
2016/5/25 16
第一章 绪论
二、地面点位的确定
– (3) 平面直角坐标系 –球面坐标对局部测量不方便, –工程测量一般在平面直角坐标系进行。 –地球是一个不可展的曲面, –通过投影将地球表面物体化算到平面上, –一定存在变形。 –案例——切橙子。
1
2
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
图1.7
2016/5/25
6°带投影
21
第一章 绪论
二、地面点位的确定
3° 9°
1 2 3
129° 135° 111° 117° 123° 69° 75° 81° 87° 93° 99° 105°
23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45
(一)对水平距离的影响
D D
D(km)
D mm
D2 3R 2
50 100
10
20
8
1 1, 217, 000
66
1 304,000
1026
1 49,000
8212
1 12,000
D D
2016/5/25
29
第一章 绪论
A B
(二)、对高程的影响
高程测量时,应顾及地球曲率 对高程的影响。
2016/5/25 17
第一章 绪论
二、地面点位的确定
3、高斯平面直角坐标系
曲面变平面投影共有三种变形:
a、长度;
b、面积;
c、角度;
高斯投影是保角变换(正形投影),既保证角度不变,
而长度和面积可以在允许范围内变化。
2016/5/25
18
第一章 绪论
二、地面点位的确定
高斯投影: 按经差6度自西 向东分60个投 影带。中央子 午线经度为:
4、假定(独立)平面直角坐标 当测量区域较小(半径小于 10km )时,可以过测区中心点在 大地水准面上的投影点作一个切 平面。如图所示:用切平面作为测 量区域的投影面。在平面上建立 一个平面直角坐标系。测量计算 中。平面直角坐标系的原点一般 选在测区的西南角,使测区内各 点的坐标均为正值。
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1 5 sec 1 2 4 22 24 2
θ
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第一章 绪论
2 D2 h R 1 2 1 2R
D(m) h( m m)
200
500
1000
78
2000 314
3
20
从表中可知,用水平面代替大地水准面对高程的 h 3mm ,已经超出 影响很大,当 D 200m 时, 了高程测量的误差要求。 因此,在高程测量时,应顾及地球曲率对高程的影
图书馆 网 球场 D9
东 D7 配 楼 D21
15 号楼 D13 5号楼 12 号楼 13 号楼 D14 D15 6号楼 9 号楼 研究生公寓 BM2 7号楼 8 号楼 培训中心 哈尔滨工业大学平面直角坐标系 54年黄海高程系 2004年全站仪测图,AUTOCAD成图 14 号楼
主楼
D16 D20
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学习要求和方法:
精读2-1、2-4节,并结合实际操作切实掌握。这部分内容对初学 者来说虽然不难理解,但它是最基本和常用的测量工作。 掌握微倾式水准仪、自动安平水准仪和电子水准仪的构造和使 用,了解检验和校正的原理和方法,即本章中2-2、2-3、2-7及2-5 的内容。这部分的内容自学比较困难,必须结合仪器在实验课中学 习,才能学会。 一般了解水准测量误差产生的原因,对测量精度的影响以及消 除或减少误差的方法,,即本章中2-4-4节的内容。 对精密水准仪,只需了解其一般概念和构造特点即可。
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第一章 绪论
二、地面点位的确定
xx yA yB B xB