大连理工大学：《测量学》课程教学实验（课件讲义）第二章 地面点定位方法

第二章地面点定位方法 测量基准面与坐标系统 3 数学方法取点空间位置 2 地球曲率的影响 4 水下地形点测量方法

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2.1测量的基准面与坐标系统 地面点的位置是在选定的基准面上建立坐标系统，通过 测量点位之间的角度B、距离D和点到基准面的高差H这 三个基本元素来确定的。 A (x,y,H) 如图所示，为了获取地面点A的 三维坐标(x,y,H),将点A投影到某 一曲面上（基准面），得到点A。,由 投影点A(x。,y.)及点A到投影面的 垂直距离H,就可唯一地确定点A的 空间位置。 A(x。,) 因此，为了获取地面点空间 点位，首先要建立测量的基准 面和坐标系统。 地面点在测量基准面投影

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2.1测量的基准面与坐标系统 基准面的选择对点位的确定有着关键作用，它是空间点 平面位置定位的前提条件。 在地球表面进行点位测量时，如果将投影曲面作为基准 面，应该具备两个基本条件： ()其形状和大小能与地球总形体相拟合； (2)必须是一个能用简单几何体和方程式描述的规则数学 面，并有利于数据处理

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2.1.1测量基准面 测量工作是在地球表面上进行的，而地球自然表面很不 规则，上面分布有江河湖海，平原丘陵和高山深谷，其中 海洋占地球表面积的71%，陆地占地球表面积的29%。 马里亚纳海沟(-11022m) 两者的高差与地球半径(6371km) 珠穆朗玛峰 相比，可以忽略不计。 (8844.43m)

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2.1.1测量基准面 在测量学中，通常把静止的水面称 为水准面。 海水水位是动态的，因此，水准面 有无穷多个，通常把通过平均海水面 并向大陆、岛屿延伸而形成的闭合曲 大地水准面 面称为大地水准面。大地水准面是测 量工作的基准面。 在地球重力场中水准面处处与重力方向正交，重力的方 向线称为铅垂线，它是测量工作的基准线

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2.1.1测量基准面 由于地球内部质量分布的不均匀性，使得重力方向产生 不规则变化，处处与重力方向正交的大地水准面也就不是 一个规则的数学面，因此不利于数学上的计算。必须选择 一个能与大地水准面总形体非常拟合且能用数学模型表达 的面，作为计算工作的基准面。 测量学中把拟合地球总形体的旋转椭球面称为总地球椭 球面。把拟合一个区域的旋转椭球面称为参考椭球面。 万有引力 北极N 地球自然表面。北极N 参考椭球面法线 离心力 铅垂线 重力 地球表面 半径R 某水准面 南极S 大地水准面 南极S大地水准面 (a)大地水准面 (凸)参考椭球面 (c)圆球

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2.1.1测量基准面 我国坐标目前采用的“80西安坐标”(80国家大地坐标) 我国目前采用的高程基准面是“1985年国家高程基准”， 它是根据青岛验潮站1952~1979年观测资料确定的黄海平 均海水面（其高程为零）作为起算的高程系统，并在青岛观 象山建立了固定水准原点，其高程为72.260m。 永乐镇大地原点 观象山黄海水准原点

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2.1.2测量坐标系统 1.地面点的坐标 地面点的坐标 地理坐标 高斯平面直角坐标 独立平面直角坐标 大地地理坐标 天文地理坐标

2.1.2 ⌟䞣തᷛ㋏㒳 1. ഄ䴶⚍ⱘതᷛ ഄ䴶⚍ⱘതᷛ ഄ⧚തᷛ 催ᮃᑇ䴶Ⳉ㾦തᷛ ⣀ゟᑇ䴶Ⳉ㾦തᷛ ໻ഄഄ⧚തᷛ ໽᭛ഄ⧚തᷛ

2.1.2测量坐标系统 ()地理坐标： 二位置的坐标系统。 子午面：地面点与 赤道面：通过地心 Q 油的平面。 赤道 子午线：子午面与 0 赤道：赤道面与 经度L：过地球面 KP1与过伦敦格林尼 治天文台的首子午 面角。经度由首子午 面起算，在东半球 0 为西经。 纬度B:过球面某 首 K赤道 戋OL与赤道面EMKO 的夹角

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2.1.2测量坐标系统 赤道 地理坐标

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