第二章 测量坐标系和高程-2.ppt
《第二章 测量坐标系和高程-2.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二章 测量坐标系和高程-2.ppt(60页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、2.1 地球形状和大小地球形状和大小2.2 测量常用坐标系测量常用坐标系2.3 地图投影和高斯平面直角坐标系地图投影和高斯平面直角坐标系 2.4 高程高程2.5 用水平面代替水准面的限度用水平面代替水准面的限度2.6 方位角方位角第二章第二章 测量测量坐标系和高程坐标系和高程2-1 地球形状和大小地球形状和大小地球几何特性地球几何特性u近似球体,近似球体,R6371 kmu地球表面形状十分复杂,如珠穆朗玛峰高达地球表面形状十分复杂,如珠穆朗玛峰高达8848.13m,马里亚纳海沟深达马里亚纳海沟深达11022m。u海洋面积约占海洋面积约占71,陆地约,陆地约29人类认识地球的过程经过了人类认识地
2、球的过程经过了2-3千年的过程。千年的过程。2-1 地球形状和大小地球形状和大小地球物理特性地球物理特性u重力、铅垂线重力、铅垂线u水准面:自由静止状态的水面水准面:自由静止状态的水面重力等位面重力等位面水准面水准面铅垂线铅垂线不相交不相交u大地水准面大地水准面FTOSNPG垂球垂球铅铅垂垂线线大地水准面大地水准面 设想当海洋处于设想当海洋处于静止均衡静止均衡状态时,将它延伸到陆地内部所状态时,将它延伸到陆地内部所形成的形成的光滑封闭光滑封闭的曲面。的曲面。静静止止平平均均海海水水面面陆地陆地大地水准面大地水准面2-1 地球形状和大小地球形状和大小O地球自然表面地球自然表面大地水准面大地水准面
3、NS大地水准面大地水准面和和铅垂线铅垂线是测量外业的基准面和基准线是测量外业的基准面和基准线。连续光滑连续光滑不规则不规则用平均海水面代替用平均海水面代替大地体大地体:大地水准面所包围的形体。大地水准面所包围的形体。2-1 地球形状和大小地球形状和大小参考椭球参考椭球研究表明:地球的形体近似于旋转椭球体,旋转椭球体的研究表明:地球的形体近似于旋转椭球体,旋转椭球体的大小和大地体应该十分接近。与某个区域或某一个国家的大小和大地体应该十分接近。与某个区域或某一个国家的大地水准面最为密合的地球椭球称为大地水准面最为密合的地球椭球称为参考椭球参考椭球,与全球大,与全球大地水准面最为接近的椭球为地水准面
4、最为接近的椭球为总椭球总椭球。旋转椭球面可用数学。旋转椭球面可用数学模型表示。模型表示。参考椭球面参考椭球面是测量内业计算的基准面是测量内业计算的基准面,法线法线是测量内业计是测量内业计算的基准线算的基准线.2-1 地球形状和大小地球形状和大小在大地测量中,椭球的形状与大小通常用长半轴在大地测量中,椭球的形状与大小通常用长半轴a与偏率与偏率f来表示:来表示:2.2 2.2 测量常用坐标系和参考椭球定位测量常用坐标系和参考椭球定位坐标系是指坐标系是指描述空间位置描述空间位置的数学参照系。它由点、线、的数学参照系。它由点、线、面等基准所构成。面等基准所构成。OP原点原点 三轴三轴XZYXYZ(x,
5、y,z)P(x,y,z)一个点的空间位置,需一个点的空间位置,需要三个坐标量来表示。要三个坐标量来表示。u采用采用二维坐标系二维坐标系和和一一维坐标系维坐标系组合表示组合表示u三维坐标系三维坐标系一、测量常用坐标系一、测量常用坐标系地球椭球上的点、线、面地球椭球上的点、线、面 u 椭球中心椭球中心 u 短轴短轴u 大地子午面大地子午面 u 赤道面赤道面u 法线法线2.2 2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位aNSabMPa格林尼治格林尼治天天 文文 台台1、大地坐标系、大地坐标系NHLG大地坐标系的定义大地坐标系的定义SMPu 大地经度大地经度(L)(L)u 大地纬
6、度大地纬度(B)(B)u 大地高大地高(H)(H)B过地面点的子午面与起始过地面点的子午面与起始子午面之间的夹角子午面之间的夹角过地面点的法线与赤道过地面点的法线与赤道面之间的夹角面之间的夹角地面点沿法线至地面点沿法线至(参考参考)椭球面的距离椭球面的距离大地坐标系是以大地坐标系是以参考椭球面为基准面参考椭球面为基准面,以以起始子午面和赤道起始子午面和赤道面为参考面面为参考面。2.2 2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位我国的国家大地坐标系我国的国家大地坐标系1)1954年年北京坐标系北京坐标系 参心坐标系参心坐标系来历:原苏联来历:原苏联19421942年普尔科沃
7、坐标系在我国的延伸。年普尔科沃坐标系在我国的延伸。克拉索夫斯基椭球克拉索夫斯基椭球 大地原点:普尔科沃天文台大地原点:普尔科沃天文台 5454北京坐标系的特点:北京坐标系的特点:2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位 2)1980年年国家大地坐标系国家大地坐标系 参心坐标系参心坐标系 1975年国际大地测量与地球物理联合会年国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)第第16届大会上推荐的椭球参数届大会上推荐的椭球参数 大地原点:陕西省泾阳县永乐镇大地原点:陕西省泾阳县永乐镇 大地坐标框架大地坐标框架全国天文大地网全国天文大地网2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用
8、坐标系与参考椭球定位 3)WGS84(世界大地坐标系)(世界大地坐标系)WGS-84是美国国防部建立的、是美国国防部建立的、GPS卫星定位采用的坐标卫星定位采用的坐标系统。系统。地心坐标系地心坐标系WGS-84椭球椭球 2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位4)2000国家大地坐标系国家大地坐标系 坐标原点:地球质心坐标原点:地球质心 地心坐标系地心坐标系 椭球参数椭球参数 根据根据中华人民共和国测中华人民共和国测绘法绘法,我国自,我国自2008年年7月月1日起启用日起启用2000国家大地坐国家大地坐标系。标系。2.2 2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标
9、系与参考椭球定位ZYXONS空间直角坐标系的定义空间直角坐标系的定义原点原点O:椭球:椭球体中心体中心X轴:起始子午面与轴:起始子午面与赤道面的交线赤道面的交线Y轴:赤道面上与轴:赤道面上与X轴正交的方向轴正交的方向Z轴:椭球体的旋轴:椭球体的旋转轴转轴赤道面起始子午面2、空间直角坐标系、空间直角坐标系2.2 2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位P P点坐标点坐标(X,Y,Z)(X,Y,Z)SNXZYOPLBHPXYZn大地坐标系和空间直角坐标系之间的换算大地坐标系和空间直角坐标系之间的换算2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位空间直角坐标
10、系表示方法:空间直角坐标系表示方法:东 经 1142127”北 纬 303155”大地高 134.6 mX-2 102 676.5 mY 4 807 521.4 mZ 3 314 166.3 m2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位 1)由大地坐标系)由大地坐标系计算空间直角坐标计算空间直角坐标 2)由)由空间空间直角坐标计算大地坐标直角坐标计算大地坐标3、平面直角坐标系、平面直角坐标系1)测量平面)测量平面直角坐标系直角坐标系PXPYPOYX测量中的平面直角坐标系测量中的平面直角坐标系数学中平面直角坐标系数学中平面直角坐标系OXY当测区范围较小时(小于当测区范围较小
11、时(小于 100km2),常把球面看作平面,),常把球面看作平面,这样地面点在投影面上的位置就可以用平面直角坐标系来确这样地面点在投影面上的位置就可以用平面直角坐标系来确定。定。2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位2)不同)不同平面坐标系之间的换算平面坐标系之间的换算高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系(国家坐标系)国家坐标系)独立坐标系(城市坐标系)独立坐标系(城市坐标系)施工坐标系(工程坐标系)施工坐标系(工程坐标系)长度比长度比地球椭球分类地球椭球分类总地球椭球总地球椭球:与全球范围内与全球范围内
12、的大地水准面最佳拟合的大地水准面最佳拟合。参考椭球参考椭球:与与某个区域某个区域的大地水准面最佳拟合的大地水准面最佳拟合。n参考椭球定位参考椭球定位单点定位单点定位多点定位多点定位2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位二、参考椭球的定位二、参考椭球的定位什么是参考椭球的定位?什么是参考椭球的定位?单点定位单点定位 2.2 测量常用坐标系与参考椭球定位测量常用坐标系与参考椭球定位假设假设选择大地原点选择大地原点满足条件满足条件:则大地原点的坐标为:则大地原点的坐标为:多点定位多点定位 采用采用广义弧度测量方程广义弧度测量方程 内内 容容 小小 结结水准面、大地水准面水准
13、面、大地水准面地球椭球地球椭球总地球椭球总地球椭球:与全球范围内与全球范围内的大地水准面最佳拟合的大地水准面最佳拟合参考椭球参考椭球:与与某个区域某个区域的大地水准面最佳拟合的大地水准面最佳拟合参考椭球定位(单点定位、多点定位)参考椭球定位(单点定位、多点定位)大地坐标系大地坐标系 1954北京坐标系、北京坐标系、1980国家大地坐标系、国家大地坐标系、WGS84、2000国家大地坐标系)国家大地坐标系)空间直角坐标系空间直角坐标系平面直角坐标系(平面直角坐标系(独立平面直角坐标系独立平面直角坐标系和和高斯平面直角坐高斯平面直角坐标系标系)2.3 地图投影和高斯平面直角坐标系地图投影和高斯平面
14、直角坐标系一、地图投影一、地图投影 L L,B B:椭球面上某点的大地坐标;:椭球面上某点的大地坐标;x,yx,y:该点投影后的平面直角坐标。:该点投影后的平面直角坐标。1、地图投影的概念、地图投影的概念将椭球面上元素按将椭球面上元素按一定的数学法则一定的数学法则归算到平面上的方法。归算到平面上的方法。投影方法:投影方法:B LB Lx x y y原因:原因:测图与简化测量计算需要地图投影。测图与简化测量计算需要地图投影。椭球面上的元素投影到平面上所产生的差异,称之为椭球面上的元素投影到平面上所产生的差异,称之为投影变形。投影变形。n地图投影的变形地图投影的变形 角度变形角度变形 长度变形长度
15、变形 面积变形面积变形2、地图投影的分类、地图投影的分类1 1)按经纬网的形状分类)按经纬网的形状分类圆锥投影圆锥投影圆柱投影圆柱投影(椭圆柱投影)(椭圆柱投影)方位投影方位投影2 2)按变形特征分类)按变形特征分类等角投影(正形投影)等角投影(正形投影)等面积投影等面积投影任意投影任意投影3 3)按地球椭球面与投影面的相对位置)按地球椭球面与投影面的相对位置正轴投影正轴投影斜轴投影斜轴投影横轴投影横轴投影2.3 地图投影和高斯平面直角坐标系地图投影和高斯平面直角坐标系横横轴轴等等角角切切椭椭圆圆柱柱投投影影2.3 地图投影和高斯平面直角坐标系地图投影和高斯平面直角坐标系1、高斯、高斯克吕格投
16、影克吕格投影(横轴等角切椭圆柱投影)横轴等角切椭圆柱投影)二、高斯平面直角坐标系二、高斯平面直角坐标系OSN赤道面MTTKK中央子午线中央子午中央子午线线ONS赤道赤道纬线纬线n中央子午线投影后为直线,且长度不变;中央子午线投影后为直线,且长度不变;距中央子午线距中央子午线越远的子午线,投影后弯曲程度越大,长度变形也越大。越远的子午线,投影后弯曲程度越大,长度变形也越大。n 除中央子午线外的其他子午线投影后均向除中央子午线外的其他子午线投影后均向 中央子午线弯曲,并向两极收敛,对称于中央子午线弯曲,并向两极收敛,对称于 中央子午线和赤道;中央子午线和赤道;n 纬线投影后为对称的曲线,并与子午线
17、纬线投影后为对称的曲线,并与子午线 的投影曲线相互垂直且凹向两极。的投影曲线相互垂直且凹向两极。2、高斯投影的特点、高斯投影的特点中央子午中央子午线线ONS赤道赤道纬线纬线2.3 地图投影和地图投影和高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系OSN赤道面中央子午线MTTKK3 3、高斯平面直角坐标系的建立、高斯平面直角坐标系的建立OxEyN赤道赤道中央子午中央子午线线x x轴:中央子午线的投影线,向北为正轴:中央子午线的投影线,向北为正y y轴:赤道投影线,向东为正轴:赤道投影线,向东为正原点:中央子午线与赤道投影线的交点原点:中央子午线与赤道投影线的交点象限按顺时针象限按顺时针、排列排列2.3 地
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第二章 测量坐标系和高程-2 第二 测量 坐标系 高程
限制150内