Chapter2测量基本知识

测量基本知识曹君地面点的坐标系统地球的形状和大小地面点的坐标系统地球的形状和大小地面点的坐标系统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地球平均半径:6371km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%地面点的坐标系统水准面：设想有一个自由平静的海水面，向陆地延伸而形成一个封闭的曲面，我们把自由平静的海水面称为水准面，水准面是一个处处与重力方向垂直的连续曲面海面陆地地面点的坐标系统水准面有无数个，其中通过平均海水面的一个水准面称为大地水准面，它是最接近地球形状和大小的水准面海面陆地地面点的坐标系统地球内部质量分布不均匀，导致地面点上各点的重力方向产生不规则的变化，因此大地水准面实际上是一个有微小起伏的不规则曲面。选用一个非常接近于大地水准面、并可用数学式表示的几何形体来代替大地水准面，这个规则曲面就是旋转椭球面，也称为参考椭球面——测量计算的基准面。地面点的坐标系统大地水准面、旋转椭球实际地球大地体旋转椭球体大地水准面旋转椭球面地面点的坐标系统参考椭球椭球的基本元素：长半径为a短半径为b扁率ZYX地面点的坐标系统参考椭球旋转椭球理论上是唯一的数学球体；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。地面点的坐标系统参考椭球我国现用的几个参考椭球元素值2000国家大地坐标系：长半轴：a=6378137m，扁率：f=1/298.257222101地面点的坐标系统1954北京坐标系采用了前苏联的克拉索夫斯基椭球参数，并与前苏联1942年坐标系进行联测，通过计算建立的我国大地坐标系地面点的坐标系统1980西安坐标系：以陕西省-泾阳县-永乐镇-北洪流村大地原点建立的大地坐标系以建立了全国统一坐标系地面点的坐标系统1980西安坐标系：地面点的坐标系统WGS84WorldGeodeticSystem1984，是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统,通过遍布世界的卫星观测站观测到的坐标建立。地面点的坐标系统2000国家大地坐标系我国当前最新的国家大地坐标系，英文缩写为CGCS2000。2008年3月，由国土资源部正式上报国务院，并于2008年4月获得国务院批准。地面点的确定地面点在投影面上的坐标，可选用以下坐标系来表达：大地坐标系高斯平面直角坐标系平面直角坐标系地面点的确定大地坐标系表示地面点在地球椭球面上的位置，用大地经度L和大地纬度B表示。赤道平面子午面起始子午面经度、纬度地面点的确定高斯平面直角坐标系高斯投影：横切椭圆柱正形投影，又称为高斯—克吕格投影，用于将球面坐标转换为平面坐标地面点的确定高斯投影设想有一圆柱，横套在地球的外面，并与某一子午线相切，同时使圆柱的轴位于赤道面内并通过椭球体中心。然后将柱面沿通过南北两极的母线剪开，展成平面，此平面便是高斯平面。取中央子午线作为纵轴x，赤道为横轴y,交点为原点，便构成了高斯平面直角坐标系。NSc中央子午线赤道高斯投影平面赤道中央子午线地面点的确定高斯投影的特点：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°带、3°带、1.5°带）地面点的确定高斯投影平面高斯投影6°带：从0°子午线起算，以经度每隔6°为一带，编号1,2，…，60，中央子午线经度为高斯投影3°带：从东经1.5°起算，以经度每隔3°为一带，编号1,2，…，120，中央子午线经度为地面点的确定高斯投影平面地面点的确定高斯投影平面例1：在高斯投影6°带中，带号为20的投影带的中央子午线的经度是多少？例2：在高斯投影3°带中，带号为20的投影带的中央子午线的经度是多少？6°带中，带号N的中央子午线经度为3°带中，带号n的中央子午线经度为地面点的确定高斯投影平面例3：已知某地的经度为114°15′，则其所在高斯投影6°带的中央子午线经度和投影带号分别是多少？在3°带中呢？高斯投影6°带中，其投影带号为：中央子午线经度为：高斯投影3°带中，其投影带号为：中央子午线经度为：地面点的确定高斯平面直角坐标系我国位于北半球，东西横跨12个6º带，各带又独自构成直角坐标系。X值均为正Y值则有正有负WENSByxA如何使坐标为正，且区分各个投影带？地面点的确定xyo500km

=500000+=+636780.360m=

500000+=+227559.720m国家统一坐标：（带号）（带号）规定1：所有点的横坐标值加上500km规定2：横坐标前冠以带号地面点的确定例：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？（2）该带中央子午线经度是多少？（3）该点在中央子午线的哪一侧？（4）该点距中央子午线和赤道的距离为多少？（第19带）

（L。=6º×19-3º=111˚）（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3102467.280m）地面点的确定平面直角坐标系当测区范围较小时，当测区范围较小(半径≤10km)时可将大地水准面看作平面并在平面上建立独立平面直角坐标系；地面点的位置可用平面直角坐标确定；坐标系原点一般选在测区西南角（测区内X、Y均为正值）；原点坐标值可以假定，也可以采用高斯平面直角坐标；规定：X轴向北为正，Y轴向东为正OXY测区北地面点的确定测量中选用的坐标系：X轴向北为正，Y轴向东为正地面点的确定高程坐标系统高程：确定该点沿铅垂方向到某基准面的距离绝对高程（海拔）：指某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，用Ｈ表示。相对高程：某点距假定水准面的铅垂距离。高差：地面上两点间的高程之差。ABHAHBH'AH'B黄海平均海水面大地水准面hAB假定水准面地面点的确定

高程基准面的确定以青岛验潮站多年的观测资料求得黄海平均海水面，作为我国的高程基准面，建立了“1956年黄海高程系”，并在青岛市观象山上建立了国家水准基点（Ｈ=72.289m）。在1987年启用“1985国家高程基准”，此时测定的国家水准基点高程Ｈ＝72.260m。

地面点的确定水准原点地面点的确定例1：已知Ａ点相对高程为100m，Ｂ点相对高程-200m为，则高差hAB=