测量基础知识课件

向
是测量工作的基准线
地心O
线
2. 水准面
称
为
自由静止的水面;
铅
是等位面, 有无数个
垂
线
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大地水准面
设想当海洋处于静止均衡状态时，将它 延伸到陆地内部所形成的封闭曲面。
静止海水 面
陆地
大地水准面
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地球表面
大地水准面和铅垂线示意图
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起始天文 子午面
G•
E
O
地球自转轴
地球自然表面
地心O
大地水准面
格林尼治天文台G
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WDM94模型描述的地球形状
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§ 1.2 地球的形状和大小 二、基本概念
3. 大地水准面
静止平衡状态下的平均海水面, 向大陆岛屿延 伸而形成的闭合水准面 特性: 唯一性、等位面、 不规则曲面 作用：测量野外工作的基准面
4. 大地体
由大地水准面包围的地球形体，是不规则球体。
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５．地图制图学 ——地图学与GIS、地图制图工程 ６．测绘仪器学 ——光学测绘仪器学、电子测绘仪器学 ７．普通测量学 ——局部地区地形测量与一般工程测量
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第1章 测绘基础知识
§ 1.1测绘学的任务及作用 在国家经济建设中的作用
1. 工程建设的尖兵 2. 军事作战的眼睛 3. 科学研究的工具 4. 现代管理的基础 （数字地球、数字中国和数字城市）
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五、高斯投影和高斯平面直角坐标系
3.高斯平面直角坐标系 • x坐标：中央子午线向西
平移500km，向北为正。 • y坐标：赤道，向东为正。 • 为区分点位所在的高斯投
影带，在Y坐标前必须加 两位数的带号。
• 如：xA 3516432.695m yA 20587634.230m
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第1章 测绘基础知识
§ 1.2 地球的形状和大小
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第1章 测量学的基础知识
§ 1.2 地球的形状和大小
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第1章 测量学的基础知识
§ 1.2 地球的形状和大小
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第1章 测量学的基础知识
§ 1.2 地球的形状和大小
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第1章 测量学的基础知识
§ 1.2 地球的形状和大小
一、地球形状和大小 1. 地球是一个表面起伏较大的椭球 地球表面最高峰： 8844.43m 海洋底部最深处: 11022.00m 地球表面最大高差近20km 2. 地球又是一个近似光滑的水球 大陆面积: 占29% 海洋面积: 占71 % 3. 地球平均半径: 6371km
测量基础
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第1章 测绘基础知识
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第1章 测绘基础知识
§ 1.1测绘学的任务及作用
测绘学的内容和任务 测绘是指对自然地理要素或者地表的形状、大小、
空间位置及其属性等进行测定、采集、表述以及获取 的数据、信息、进行处理和提供的活动。
测绘学研究的主要对象是地球的自然表面，研究 测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力 场，据此测量地球表面自然形态和人工设施的几何分 布，并结合某些社会信息和自然信息的地球分布，编 制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理 论和技术的学科。它是地球科学的重要组成部分。
。
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第1章 测绘基础知识
§ 1.1测绘学的任务及作用
测绘学研究的具体内容： （１）测量学 ——研究地球形状和大小(包括地球重力场) ——确定地面点的空间位置(含地下和空间)
（２）地图制图学 ——研究社会和自然信息的地理分布 ——绘制全球和局部地区各种比例尺的地形图
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第1章 测绘基础知识
§ 1.1测绘学的任务及作用 测绘学的分科
一、天文坐标系 球面坐标，称为地理坐标 基准面：大地水准面 基准线：铅垂线 地面点位用天文经度和天 文纬度来表示
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§ 1.3 测量中常用的坐标系统
二、大地坐标系 基准面：参考椭球面 基准线：法线 地面点位用大地经度和 大地纬度来表示
1.1954年北京坐标系 2.1980国家大地坐标系 3.WGS-84世界大地坐标系 三、空间直角坐标系
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高斯投影的概念
NBiblioteka Baidu
M
中
央
子
O
午 线
赤道面
S
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1.高斯投影
• 中央子午线和赤道 投影后成相互垂直 的直线。
• 中央子午线长度不 变，离中央子午线 越远变形越大。
• 为保证投影精度， 必须采用分带投影。
6度投影带：中央子午线经度为 L0 6 N 3
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2.高斯投影分带
（1）6度投影带：中央子午线经度为 L0 6 N 3 （2）3度投影带：中央子午线经度为 L'0 3 n
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测量工作是在地球表面进行 的。地球表面虽然很不规则，有 高山、平原、丘陵、海洋等。但 这些起伏相对于地球本身十分微 小。
合肥工业大学
土建学院测量工程系
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2020年8月20日星期四
一、地球的形状
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§ 1.2 地球的形状和大小
二、基本概念
重
1. 重力方向线
离心力
力 的
即铅垂线,
地心引力
方
重力G
• 旋转椭球参数，难以全球统 一确定；各国自己测定并采 用的旋转椭球称为参考椭球
• 同时顾及地球几何参数和物 理参数的旋转椭球称为地球 椭球体，又称为参考椭球体
• 参考椭球面是测量计算和制 图的基准面
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§ 1.3 测量中常用的坐标系统
地面点位的坐标与选用的地球椭球和坐标系统 有关，测量中常用的坐标系统有：天文坐标系、 大地坐标系、高斯平面直角坐标系、独立平面直 角坐标系
三维坐标(X,Y,Z)
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1980国家大地坐标系 大地原点 ——位于陕西省泾阳县永乐镇
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§ 1.3 测量中常用的坐标系统
四、大地坐标和空间直角坐标的转换 五、高斯投影和高斯平面直角坐标系 1.高斯投影——横切椭圆柱正形投影。又称为高
斯—克吕格投影。同时满足等角和高斯投影条件。 目的：将球面坐标转换为平面坐标。
§ 1.2 地球的形状和大小
二、基本概念
5. 旋转椭球 与大地体非常接近的 数学椭球 长半径为a，短半径为b
Z Y
扁率 a b
a
数学模型
x2 a2
y2 a2
z2 b2
1
X
地球平均半径 R=6371km
R 1 (a a b) 3
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§ 1.2 地球形状和大小
• 旋转椭球理论上是唯一的数 学球体
１．大地测量学 —— 几何(天文)大地测量学、物理(重力) 大地测量学、卫星(空间)大地测量学
２．摄影测量与遥感学 ——地面(近景)摄影测量学、航空 摄影测量学、航天遥感测量学
３．工程测量学 —— 普通工程测量学（包含土木、建筑、 水利、交通、矿山测量等）、精密工 程测量学、特种工程测量学
４．海洋测量学 —— 海洋水体测量学、水下地形测量学、 航道测量