地球椭球体与大地控制和地图比例尺.pptxVIP

第1页/共58页地球椭球体与大地控制和地图比例尺第2页/共58页 1.1 地球椭球体 1.2 大地控制 1地球椭球体与大地控制第3页/共58页1.1 地球椭球体近似球体，R≈ 6371km地球表面十分复杂海洋约占71％，陆地占29％怎样可以测量出精确的地理信息？ 1地球椭球体与大地控制第4页/共58页地球体的物理表面　地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近似的不规则椭球体。WDM94 — 1994年的全球重力场模型第5页/共58页地球体大地水准面参考椭球面自然表面物理表面数学表面测量实施的基础面测量计算的基础面1.1 地球椭球体 1地球椭球体与大地控制第6页/共58页1.1 地球椭球体自然表面是一个表面光滑、蓝色美丽的正球体 是一个有些微起伏、极其复杂的表面 非正球体，是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体。 1地球椭球体与大地控制第7页/共58页1.1 地球椭球体物理表面水准面：当海洋静止时，自由水面与该面上各点的重力方向（铅垂线）成正交。 大地水准面：与静止的平均海水面相重合，并假想其穿过大陆和岛屿而形成的一个闭合的重力等位面。大地水准面实际是一个起伏不平的地球物理表面。它所包围的形体称为大地体。 陆地静止平均海水面大地水准面 1地球椭球体与大地控制第8页/共58页第9页/共58页1. Ocean 2. Reference ellipsoid 3. Local /wiki/Plumb-bobplumb line4. Continent 5. Geoid第10页/共58页1.1 地球椭球体物理表面大地水准面的意义：地球形体的一级逼近：对地球形状的很好近似，其面上高出与面下缺少的相当。起伏波动在制图学中可忽略：对大地测量和地球物理学有研究价值，但在制图业务中，均把地球当作正球体。重力等位面：可使用仪器测得海拔高程（某点到大地水准面的高度）。 1地球椭球体与大地控制第11页/共58页1.1 地球椭球体数学表面在测量和制图中用来代替大地球体的旋转椭球体。是一个规则的数学表面，是对地球形体的二级逼近。用于测量计算的基准面。椭球体三要素: 长轴 a（赤道半径）短轴 b（极半径）椭球的扁率 f 1地球椭球体与大地控制第12页/共58页ba1.1 地球椭球体数学表面表示旋转椭球的参数长半轴：a 短半轴：b 扁率：第一偏心率：第二偏心率: 1地球椭球体与大地控制第13页/共58页1.1 地球椭球体数学表面椭球名称年代长半轴a/m扁率f附注德兰布尔180063756531:334.0法国白塞1551:299.1528德国克拉克188063782491:293.459英国海福特190963783881:297.0美国克拉索夫斯基194063782451:298.3前苏联1975大地测量参考系统197563781401:298.257IUGG第16届大会推荐1980大地测量参考系统197963781371:298.257IUGG第17届大会推荐WGS-84198463781371:298.25722美国制图局 1地球椭球体与大地控制第14页/共58页1.1 地球椭球体数学表面套用不同的地球椭球体，同一地点会测量到不同的坐标 1地球椭球体与大地控制第15页/共58页1.1 地球椭球体数学表面参考椭球体（面）：与局部地区大地水准面符合最好的一个地球椭球体（面）。参考椭球体定位：通过数学方法将地球椭球体摆到与大地水准面最贴近的位置上，并求出两者各点间的偏差，从数学上给出对地球形状的三级逼近。单点定位法多点定位法 1地球椭球体与大地控制第16页/共58页1.2 大地控制地理坐标系 地理坐标系：是指用经纬度表示地面点位的球面坐标系。① 天文经纬度② 大地经纬度③ 地心经纬度 1地球椭球体与大地控制第17页/共58页1.2 大地控制地理坐标系天文经纬度：表示地面点在大地水准面上的位置，用天文经度和天文纬度表示。天文经度：观测点天顶子午面与格林尼治天顶子午面间的两面角。在地球上定义为本初子午面与观测点子午面之间所夹的两面角。天文纬度Φ：在地球上定义为过某点的铅垂线与赤道平面间的夹角。在大地测量学中，常以天文经纬度定义地理坐标。 1地球椭球体与大地控制第18页/共58页1.2 大地控制地理坐标系大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置，用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。大地经度（L or l ）过地面点的子午面与起始子午面之间的夹角。大地纬度（B or ? ）过地面点的法线与赤道面的夹角。大地高（H） 地面点沿法线至参考椭球面的距离。 1地球椭球体与大地控制第19页/共58页1.2 大地控制地理坐标系地心经纬度：