2 大地测量基础知识1

大地测量基础知识

大地测量学基础

第二章 大地测量 基础知识测绘学院大地测量系

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第一节 大地测量的基准面和基准线本节重点研究以下四个表面 地球自然表面 大地水准面 参考椭球面 总地球椭球

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第一节 大地测量的基准面和基准线一、地球的自然表面大地测量是在地球自然表面上进行的， 大地测量是在地球自然表面上进行的 ， 这个表面高低起 很不规则，不能用数学公式描述。 伏、很不规则，不能用数学公式描述。 陆地最高点-珠穆朗玛峰：峰顶岩面海拔高8844 43米 8844. 陆地最高点-珠穆朗玛峰：峰顶岩面海拔高8844.43米 海洋最低点-马里亚纳海沟： 10911米 海洋最低点-马里亚纳海沟：-10911米

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第一节 大地测量的基准面和基准线二、大地水准面设想海洋处于静止平衡状态时， 设想海洋处于静止平衡状态时，将它延伸到大陆下面且 保持处处与铅垂线正交的包围整个地球的封闭的水准面， 保持处处与铅垂线正交的包围整个地球的封闭的水准面，我 们称它为大地水准面。 们称它为大地水准面。

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第一节 大地测量的基准面和基准线二、大地水准面特点： 特点： 重力方向不规则变化:原因是地表起伏不平、 重力方向不规则变化 : 原因是地表起伏不平 、 地壳内 部物质密度分布不均匀 大地水准面处处与铅垂线正交， 大地水准面处处与铅垂线正交，所以大地水准面是一个 无法用数学公式表示的不规则曲面。 无法用数学公式表示的不规则曲面。

大地水准面不能作为大地测量计算的基准 面。

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第一节 大地测量的基准面和基准线三、参考椭球面把形状和大小与大地体相近，且两者之间相对位置确 把形状和大小与大地体相近， 定的旋转椭球称为参考椭球。 定的旋转椭球称为参考椭球。参考椭球面是测量计算的基 准面，椭球面法线则是测量计算的基准线。 准面，椭球面法线则是测量计算的基准线。

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第一节 大地测量的基准面和基准线三、参考椭球面-部分参考椭球参数一览表 参考椭球面-参考椭球名称 贝塞尔 克拉克 赫尔墨特 海福特 克拉索夫斯基 1967年大地坐标系 国际大地测量与地球物理联合会 IUGG十六届大会推荐值 IUGG十七届大会推荐值 IUGG十八届大会推荐值 WGS-84 推求年代 1841 1866 1906 1909 1940 1971 1975 1979 1983 1984 长半径a 6377397.155 6378206.4 6378140 6378388 6378245 6378160 6378140 6378137 6378136 6378137 扁率f 1:299.1528128 1:294.9786982 1:298.3 1:297.0 1:298.3 1: 298.247167427 1:298.257 1:298.257 1:298.257 1: 298.257223563

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第一节 大地测量的基准面

和基准线四、总地球椭球从全球着眼，必须寻求一个和整个大地体最为接近、 从全球着眼，必须寻求一个和整个大地体最为接近、 密合最好的椭球，这个椭球又称为总地球椭球或平均椭球。 密合最好的椭球，这个椭球又称为总地球椭球或平均椭球。 总地球椭球满足以下条件 条件： 总地球椭球满足以下条件： 椭球质量等于地球质量，两者的旋转角速度相等。 1 、 椭球质量等于地球质量 ， 两者的旋转角速度相等 。 2、椭球体积与大地体体积相等，它的表面与大地水 椭球体积与大地体体积相等， 准面之间的差距平方和为最小。 准面之间的差距平方和为最小。 3、椭球中心与地心重合，椭球短轴与地球平自转轴 椭球中心与地心重合， 重合，大地起始子午面与天文起始子午面平行。 重合，大地起始子午面与天文起始子午面平行。

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第一节 大地测量的基准面和基准线五、垂线偏差N 大地水准面 参考椭球面

u

大地水准面与椭球面在某一点 上的高差称为大地水准面差距，用 N表示。 同一测站点上铅垂线与椭球面 法线不会重合。两者之间的夹角u 称为垂线偏差

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第二节 常用大地测量坐标系统坐标系统： 坐标系统：天球坐标系 地球坐标系天文坐标系 大地坐标系 空间大地直角坐标系 地心坐标系

站心坐标系 高斯平面直角坐标系

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第二节 常用大地测量坐标系统一、天球坐标系天球----半径无穷大的理想球体 天球----半径无穷大的理想球体 ---天轴，天极，天球赤道 天轴，天极， 黄道，黄极, 黄道，黄极, 春分点

定义：天球直角坐标系的原点O一般定义为地心，Z轴与地 原点O 定义：天球直角坐标系的原点 一般定义为地心， 球自转轴重合，XY平面与赤道面重合 平面与赤道面重合， 球自转轴重合 ， XY 平面与赤道面重合 ， X 轴 指向赤道上的 春分点γ 轴构成右手直角坐标系。 春分点 γ 。 Y 轴 与 X、 Z 轴构成右手直角坐标系 。 天球球面 坐标系基准面是天球赤道面，基准点是春分点 基准面是天球赤道面 是春分点。 坐标系基准面是天球赤道面，基准点是春分点。

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第二节 常用大地测量坐标系统一、天球坐标系用途：描述人造卫星的位置采用天球坐标系是方便的。也 用途：描述人造卫星的位置采用天球坐标系是方便的。 可以描述天空中的恒星的坐标。 可以描述天空中的恒星的坐标Z

表示方式：球面坐标(r,α,δ) 表示方式：球面坐标( ) 或者直角坐标(X,Y,Z) 或者直角坐标(X,Y,Z) 二者具有唯一的坐标转换关系。 二者具有唯一的坐标转换关系。X γ O α

P r δ

Y

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第二节 常用大地测量坐标系统二、地球坐标系(一)天文坐标系 地面点在大地水准面上的位置用天文经度λ和天文纬 地面点在大地水准面上的位置用天文经度 大地水准面上的位置用天文经度λ 表示。若地面点不在大地水准面上， 度φ表示。若地面点不在大地水准面上，它沿铅垂线到大 地水准面的距离称为正高H 地水准面的距离称为正高H正。

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第二节 常用大地测量坐标系统二、地球坐标系(二)大地坐标系 地面点在参考椭球面上的位置用大地经度 L 和大地纬 地面点在 参考椭球面上的位置用大地经度 参考椭球面 上的位置用大地经度L 表示。若地面点不在椭球面上， 度 B 表示 。 若地面点不在椭球面上 ， 它沿法线到椭球面的 距离称为大地高H 距离称为大地高H大。

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第二节 常用大地测量坐标系统二、地球坐标系(二)大地坐标系 一般定义： 一般定义：对于任意一点P其大地坐标为( 对于任意一点P其大地坐标为(L,B,H): 大地经度L 过 点的椭球子午面与格林尼治的起始子午面之间的夹角。 大地经度L—过P点的椭球子午面与格林尼治的起始子午面之间的夹角。 由起始子午面起算，向东为正，向西为负。 由起始子午面起算，向东为正，向西为负。 大地纬度B 过 点的椭球面法线与椭球赤道面的夹角。由赤道起算， 大地纬度B—过P点的椭球面法线与椭球赤道面的夹角。由赤道起算， 90° 向北为正，向南为负。 从0到90°,向北为正，向南为负。 大地高H 由 点沿椭球面法线至椭球面的距离 …… 此处隐藏：2298字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……