测量坐标系和高程课件.pptx

1、地球的形状地球的形状?地地 球球表表 面面高山高山丘陵丘陵平原平原湖泊湖泊海洋海洋荒漠荒漠2.12.1 地球的形状和大小地球的形状和大小v地球表面：地球表面： 最高：海拔最高：海拔8844.43米米 最低：海拔最低：海拔-11034米米 海洋占海洋占70.8% 陆地占陆地占29.2%v因此设想地球总的形状可看成被海水面因此设想地球总的形状可看成被海水面所包围的球体。所包围的球体。2.12.1 地球的形状和大小地球的形状和大小地球相关概念：地球相关概念：v北极：北极：地球的最北端地球的最北端v南极：南极：地球的最南端地球的最南端v地轴：地轴：假设的一个通假设的一个通过地心，连接南北极过地心，连接

2、南北极的地球旋转轴。的地球旋转轴。v赤道：赤道：地球表面，与地球表面，与地轴垂直的最大圆圈，地轴垂直的最大圆圈，长约长约4万公里。万公里。一、一、大地水准面大地水准面v1 、水准面：、水准面：液体受液体受重力重力而形成的静止表面。而形成的静止表面。 惯性离心力与引力的合力惯性离心力与引力的合力。其作用线称。其作用线称铅垂线铅垂线。 同一水准面上的重力位处处相等；同一水准面上的重力位处处相等； 同一水准面上任一点的铅垂线都与水准面相正同一水准面上任一点的铅垂线都与水准面相正交。交。v2 2、大地水准面：、大地水准面：与静止的与静止的平均平均海水面海水面相重合、相重合、并延伸通过陆地而形成的连续的

3、封闭曲面。并延伸通过陆地而形成的连续的封闭曲面。注：注：水准面和铅垂线水准面和铅垂线是野外观测的基准面和基准线。是野外观测的基准面和基准线。重重力力铅铅垂垂线线一、一、大地水准面大地水准面v大地水准面上任一点的铅垂线都与大地水准面成正大地水准面上任一点的铅垂线都与大地水准面成正交，而铅垂线的方向又受交，而铅垂线的方向又受地球内部质量分布不均匀地球内部质量分布不均匀的影响，到使的影响，到使大地水准面产生微小的起伏大地水准面产生微小的起伏，它的形，它的形状仍是一个复杂的、不能作为直接依据的投影面。状仍是一个复杂的、不能作为直接依据的投影面。二、二、 地球椭球面地球椭球面v旋转椭球面：旋转椭球面：大

4、地水准面大地水准面虽比虽比地球的自然表地球的自然表面面要规则得多，但是还不能用一个简单的数学要规则得多，但是还不能用一个简单的数学公式表示出来，为了便于测绘成果的计算，我公式表示出来，为了便于测绘成果的计算，我们选择一个们选择一个大小和形状同它极为接近的大小和形状同它极为接近的旋转椭旋转椭球面球面来代替，即以椭圆的短轴（地轴）为轴旋来代替，即以椭圆的短轴（地轴）为轴旋转而成的椭面，称之为转而成的椭面，称之为地球椭球面地球椭球面。它是一个。它是一个纯数学表面，可以用简单的数学公式表达，这纯数学表面，可以用简单的数学公式表达，这样，我们就可建立点与投影面之间一一对应的样，我们就可建立点与投影面之间

5、一一对应的函数关系。函数关系。二、二、 地球椭球面地球椭球面v用一非常接近大地水准面的数学用一非常接近大地水准面的数学曲曲面代替大地水准面代替大地水准面，称为面，称为旋转椭球面。旋转椭球面。v与大地水准面最接近的地球椭球称为与大地水准面最接近的地球椭球称为总地球椭球总地球椭球。v地球椭球基本元素：地球椭球基本元素：短半径短半径 b=6356863m扁率扁率 f=(a-b)/a=1/298.257长半径长半径 a=6378245m二、二、 地球椭球面地球椭球面地球表面地球表面大地水准面大地水准面地球椭球面地球椭球面法线法线铅垂线铅垂线地球自然表面、大地水准面，地球椭球面地球自然表面、大地水准面，

6、地球椭球面 三者关系三者关系三、参考椭球定位三、参考椭球定位v参考椭球：参考椭球：与某个区域的大地水准面最为密合与某个区域的大地水准面最为密合的椭球称为的椭球称为参考椭球参考椭球。v1 1、参考、参考椭球定位椭球定位：确定参考椭球面与大地水确定参考椭球面与大地水准面的相关位置，使其在本准面的相关位置，使其在本地区范围内与大地地区范围内与大地水准面最佳拟合水准面最佳拟合，使其作为测量计算的基准面，使其作为测量计算的基准面，这一过程称为参考椭球定位。这一过程称为参考椭球定位。v2 2、参考椭球定位方法、参考椭球定位方法 单点定位、多点定位单点定位、多点定位2 2、参考椭球定位方法、参考椭球定位方法

7、-单点定位法单点定位法v在国家适当地点选定一点在国家适当地点选定一点P P作作为为大地原点大地原点，并在该点进行，并在该点进行精密天文测量和高程测量。精密天文测量和高程测量。令大地原点上的：令大地原点上的：v大地经度和纬度分别等于该大地经度和纬度分别等于该点上的天文经、纬度；点上的天文经、纬度；v由大地原点至某一点的大地由大地原点至某一点的大地方位角等于该点上同一边的方位角等于该点上同一边的天文方位角；天文方位角；v大地原点至椭球面的高度恰大地原点至椭球面的高度恰好等于其到大地水准面的高好等于其到大地水准面的高度。度。v利用天文大地网中许多天文点的天文观测利用天文大地网中许多天文点的天文观测成

8、果和已有的椭球参数进行椭球定位，这种方成果和已有的椭球参数进行椭球定位，这种方法称为多点定位法。法称为多点定位法。v 多点定位的结果使在大地原点处椭球的法多点定位的结果使在大地原点处椭球的法线方向不再与铅垂线方向重合，椭球面与大地线方向不再与铅垂线方向重合，椭球面与大地水准面不再相切，但在定位中所利用的天文大水准面不再相切，但在定位中所利用的天文大地网的范围内，椭球面与大地水准面有最佳的地网的范围内，椭球面与大地水准面有最佳的密合。密合。 2 2、参考椭球定位方法、参考椭球定位方法多点定位法多点定位法三、参考椭球定位三、参考椭球定位3 3、我国大地坐标系、我国大地坐标系v在在19541954年

9、，我国完成了北京天文原点的测定工年，我国完成了北京天文原点的测定工作。它是采用克拉索夫斯基椭球体参数，称为作。它是采用克拉索夫斯基椭球体参数，称为“19541954年北京坐标系年北京坐标系”。19801980年以前采用。年以前采用。v在在1972-19821972-1982年，进行了新的大地基准的观测。年，进行了新的大地基准的观测。称为称为“19801980年国家大地坐标系年国家大地坐标系”。我国的最佳。我国的最佳拟合位置，即拟合位置，即大地原点大地原点，位于陕西省泾阳县永，位于陕西省泾阳县永乐镇。椭球参数采用乐镇。椭球参数采用IUGGIUGG椭球参数。椭球参数。v地球半径：地球半径： 637

10、1 6371 v坐标系：坐标系： 为了说明为了说明质点质点的位置、运动的快慢、的位置、运动的快慢、方向等，必须选取参照系。在参照系中，为确方向等，必须选取参照系。在参照系中，为确定空间点的位置，按规定方法选取的有次序的定空间点的位置，按规定方法选取的有次序的一组数据，这就叫做一组数据，这就叫做“坐标坐标”。在某一问题中。在某一问题中规定坐标的方法，就是该问题所用的规定坐标的方法，就是该问题所用的坐标系。坐标系。v数学常用的坐标系数学常用的坐标系：笛卡儿直角坐标系、平面：笛卡儿直角坐标系、平面极坐标系、直线坐标系、柱面坐标系和球面坐极坐标系、直线坐标系、柱面坐标系和球面坐标系等。标系等。 2.2

11、 2.2 测量常用坐标系测量常用坐标系 2.2 2.2 测量常用坐标系测量常用坐标系一、测量常用坐标系一、测量常用坐标系1 1、大地坐标系、大地坐标系v经度经度LL纬度纬度BB大地高大地高H Hv基准面：参考椭球面基准面：参考椭球面v经度：经度：点所在的子午面与点所在的子午面与首子午面（过英国格林尼首子午面（过英国格林尼治天文台）的夹角。治天文台）的夹角。v纬度：纬度：点所在的椭球面法点所在的椭球面法线与赤道平面之间的夹角。线与赤道平面之间的夹角。补充：地理坐标系补充：地理坐标系天文经纬度天文经纬度： 以该点的铅垂线为准，地面点的以该点的铅垂线为准，地面点的坐标是它沿铅垂线在大地水准面上投影点

12、的经度坐标是它沿铅垂线在大地水准面上投影点的经度和纬度和纬度。( (大地水准面和铅垂线大地水准面和铅垂线是天文地理坐标是天文地理坐标系的主要面和线系的主要面和线) )大地大地经纬度：经纬度： 以地球椭球面上法线为准，地面以地球椭球面上法线为准，地面点的坐标是它沿法线在地球椭球面上投影点的经度点的坐标是它沿法线在地球椭球面上投影点的经度L L和纬度和纬度B B。 ( (地球椭球面和法线地球椭球面和法线是大地地理坐标系是大地地理坐标系的主要面和线的主要面和线 ) )2 2、空间直角坐标系、空间直角坐标系v椭球体中心椭球体中心O O为原点，起始子午面与赤道面交线为为原点，起始子午面与赤道面交线为轴，

13、与轴，与X X轴正交的方向为轴正交的方向为Y Y轴，椭球体的旋转轴轴，椭球体的旋转轴为为Z Z轴，构成轴，构成右手右手直角坐标系。直角坐标系。一、测量常用坐标系一、测量常用坐标系一、测量常用坐标系一、测量常用坐标系vWGS-84WGS-84坐标系坐标系 地心地心空间空间 直角坐标系直角坐标系v原点：原点： 地球质心地球质心3 3、平面直角坐标系、平面直角坐标系v当测量区域较小，可以当测量区域较小，可以 把球面当作平面看待把球面当作平面看待, 采用平面直角坐标系。采用平面直角坐标系。 规定：规定：v南北为纵轴，记为南北为纵轴，记为x 轴轴 向北为正向北为正v东西为横轴，记为东西为横轴，记为y 轴

14、轴 向东为正向东为正POxy一、测量常用坐标系一、测量常用坐标系测量平面坐标系与数学平面坐标系测量平面坐标系与数学平面坐标系v平面直角坐标系统：平面直角坐标系统： 坐标象限按坐标象限按顺时针顺时针方向编号，其编号顺序与数学上直角坐标方向编号，其编号顺序与数学上直角坐标系的象限编号系的象限编号顺序相反顺序相反，且，且x x、y y两轴线两轴线与与 数学上直角坐标系的数学上直角坐标系的x x、y y轴轴互换互换，这是，这是为了使测量计算时可以将数学中的公式直为了使测量计算时可以将数学中的公式直接应用到测量中来，而无需作任何修改接应用到测量中来，而无需作任何修改。 测量平面坐标系与数学平面坐标系测量

15、平面坐标系与数学平面坐标系数学平面直角坐标系数学平面直角坐标系测量平面直角坐标系测量平面直角坐标系 3 3、平面直角坐标系、平面直角坐标系v高斯高斯平面直角坐标系平面直角坐标系v独立独立平面直角坐标系平面直角坐标系 坐标原点一般是假设的坐标原点一般是假设的 v建筑施工建筑施工坐标系坐标系 坐标轴方向沿建筑物主轴线方向坐标轴方向沿建筑物主轴线方向一、测量常用坐标系一、测量常用坐标系测量坐标与施工坐标转换测量坐标与施工坐标转换v测量坐标测量坐标系系XOYv施工坐标施工坐标系系XOY二、二、 高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系v投影：投影：从初中数学的角度来说，一般地，用光线从初中数学的角度来说，

16、一般地，用光线照射物体，在某个平面（地面、墙壁等）上得到的照射物体，在某个平面（地面、墙壁等）上得到的影子叫做物体的影子叫做物体的投影投影，光源的出发点称为光源的出发点称为投影中心投影中心，照射光线叫做照射光线叫做投影线投影线，投影所在的平面叫做，投影所在的平面叫做投影面投影面。v有时光线是一组互相平行的射线，如太阳光，由平有时光线是一组互相平行的射线，如太阳光，由平行光线形成的投影是行光线形成的投影是平行投影平行投影。由一点光源发出的。由一点光源发出的光线形成的投影叫做光线形成的投影叫做中心投影中心投影，如灯泡。投影线垂，如灯泡。投影线垂直于投影面产生的投影叫做直于投影面产生的投影叫做正投影

17、正投影。投影线倾斜于。投影线倾斜于投影面产生的投影叫做投影面产生的投影叫做斜投影斜投影。投 影二、二、 高斯平面直角坐标系高斯平面直角坐标系1、地图投影、地图投影v概念：概念：椭球面是曲面，若要在平面图纸上绘制地椭球面是曲面，若要在平面图纸上绘制地图，就要将椭球面面上的元素投影到平面上。图，就要将椭球面面上的元素投影到平面上。地图地图投影投影就是按一定的数学法则，建立起就是按一定的数学法则，建立起椭球面上的点椭球面上的点与平面上的点与平面上的点一一对应的数学解析关系。即把椭球一一对应的数学解析关系。即把椭球面上的大地坐标投影成平面上的直角坐标。面上的大地坐标投影成平面上的直角坐标。v投影变形：

18、投影变形：椭球面曲面上的元素投影到平面上，就椭球面曲面上的元素投影到平面上，就会和原来的元素呈现差异，这一差异称为投影变形。会和原来的元素呈现差异，这一差异称为投影变形。投影变形一般有：投影变形一般有：角度变形、长度变形、面积变形角度变形、长度变形、面积变形。平行投影变形平行投影变形v地图投影分类地图投影分类v按按地球椭球面与投影面的相对位置：地球椭球面与投影面的相对位置： 正轴投影：投影面的中心线与地轴相重合正轴投影：投影面的中心线与地轴相重合 斜轴投影：投影面的中心线与地轴斜交斜轴投影：投影面的中心线与地轴斜交 横轴投影：投影面的中心线与地轴相垂直横轴投影：投影面的中心线与地轴相垂直v按按

19、正轴投影时外部特征：正轴投影时外部特征： 圆锥投影圆锥投影 / / 圆柱投影圆柱投影 / / 方位投影方位投影v按按内在变形：内在变形： 等角投影等角投影 / / 等积投影等积投影 / / 任意投影任意投影1、地图投影、地图投影地图投影类型地图投影类型 正轴正轴 斜轴斜轴 横轴横轴v圆圆锥锥v圆圆柱柱v方方位位圆锥、圆柱投影圆锥、圆柱投影v地图投影分类地图投影分类v综上分类方式，投影名称可以结合上述三种分综上分类方式，投影名称可以结合上述三种分类方法（投影面形状、投影面与地球椭球体的类方法（投影面形状、投影面与地球椭球体的位置、投影后的变形性质）加以命名。如：正位置、投影后的变形性质）加以命名

20、。如：正轴等角圆锥投影、正轴等角圆柱投影、轴等角圆锥投影、正轴等角圆柱投影、横轴等横轴等角圆柱投影（高斯投影）角圆柱投影（高斯投影）等。等。v3 3、地形图测绘对投影的要求、地形图测绘对投影的要求 等角（正形）：保角，伸长的固定性等角（正形）：保角，伸长的固定性 长度面积变形不大：控制变形长度面积变形不大：控制变形1、地图投影、地图投影2、高斯投影、高斯投影（横轴、等角、椭圆柱）（横轴、等角、椭圆柱）v提出：提出：德国测量学家德国测量学家-高斯及克吕格高斯及克吕格v适用于：适用于：研究范围较大研究范围较大v高斯投影方法：高斯投影方法：设想一椭圆柱横套在地球椭球设想一椭圆柱横套在地球椭球体外，使

21、投影带的中央子午线与椭圆柱体相切，体外，使投影带的中央子午线与椭圆柱体相切，中央子午线中央子午线展开后展开后为为X X轴，轴，向北为正；向北为正；赤道赤道展展开后开后为为Y Y轴，轴，向东为正。向东为正。2、高斯投影：、高斯投影： 等角、横轴、椭圆柱投影等角、横轴、椭圆柱投影投影带投影带 母线母线2、高斯投影、高斯投影投影投影剪开剪开展展平平2、高斯投影、高斯投影v规律：规律：中央子午线中央子午线的投影为一条直线，其余经线的投影为一条直线，其余经线投影为凹向中央子午线的曲线，离中央子午线越投影为凹向中央子午线的曲线，离中央子午线越远，弯曲程度越大，长度变形越大。远，弯曲程度越大，长度变形越大。

22、v赤道赤道的投影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的投影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线。并与经线投影相互垂直。的曲线。并与经线投影相互垂直。3、投影带、投影带（为了控制长度变形）（为了控制长度变形）v6分带：分带： 从从首子午线首子午线起每隔起每隔6自西向东分带，自西向东分带，每带中间的子午线每带中间的子午线称为中央子午线。称为中央子午线。v3分带：分带： 从从东经东经1.5 子午子午线起每隔线起每隔 3自西自西向东分带。向东分带。6度与度与3度分带投影图度分带投影图v6度与度与3度分带计算度分带计算：=6N-3 =3N v 为该分带中央子午线的经度，为该分带中央子午线的经度，N为带号为

23、带号3、投影带、投影带v例例1：6度分带，度分带，20带中央子午线的经度为：带中央子午线的经度为： L。6o 203o117ov例例2：3度分带，度分带，25带中央子午线的经度为：带中央子午线的经度为： L。3o 2575o v=6N-3 =3N 3、投影带、投影带v若已知某点的经度为若已知某点的经度为L L，则该点的，则该点的6 6带的带号带的带号N N由由下式计算：下式计算： N NL/6L/6（取整）（取整）+1 +1 v若已知某点的经度为若已知某点的经度为L L，则该点所在，则该点所在3 3带的带号带的带号按下式计算：按下式计算： n nL/3L/3（四舍五入）（四舍五入）例：已知某点

24、的大地经度为例：已知某点的大地经度为123123 3636，则该点各在，则该点各在 6 6o o带和带和3 3o o带的哪一带？带的哪一带？6度与度与3度分带计算：度分带计算：3、投影带、投影带4 4、高斯平面直角坐标系、高斯平面直角坐标系v每一带中央子午线的投影是每一带中央子午线的投影是X轴，赤道的投影是轴，赤道的投影是Y轴，其轴，其交点是坐标原点。交点是坐标原点。v规定规定X轴向北为正，轴向轴向北为正，轴向东为正。东为正。v对对6 6带，有带，有6060个这样的坐个这样的坐标系；标系；v对对3 3带，有带，有120120个这样的坐个这样的坐标系。标系。ABBByxyAAxxyByxBByA

25、xAAxy5 0 0 K m我国位于我国位于北半球，北半球，在高斯平在高斯平面直角坐面直角坐标系里：标系里：X X均为正，均为正，y y有正有负有正有负v为了避免为了避免Y Y出现负值，把出现负值，把X X坐标轴向西平移坐标轴向西平移500500公里。公里。 即点的即点的Y Y值均加上值均加上500500公里公里。v为区分不同投影带中的点，为区分不同投影带中的点，在在Y坐标值前加坐标值前加带号带号N。v点的点的横坐标横坐标通用值通用值则为：则为： Y =N（500000 +y）注：注：加上加上500公里后，带号公里后，带号后的数字总是六位数。后的数字总是六位数。5、国家统一坐标、国家统一坐标A

26、BBByxyAAxxyByxBByAxAAxy500Kmv 例例1 1：有一点通用坐标有一点通用坐标 Y=19123456.789m Y=19123456.789m，则其，则其相对于中央子午线而言相对于中央子午线而言的横坐标则是：的横坐标则是： Y=123456.789Y=123456.789500000500000 = =376543.211m376543.211mv例例2 2：书本书本1616页页Y Yp p= =1919* *1000000+500000+ 1000000+500000+ (-276543.211) (-276543.211) = =19223456.489m 19223

27、456.489m 5、国家统一坐标、国家统一坐标2.4 高程高程 一、概述一、概述v高程：高程：地面点到高度起算面的垂直距离。地面点到高度起算面的垂直距离。v绝对高程（海拔）：绝对高程（海拔）：地面点到地面点到大地水准面大地水准面的铅垂距离。的铅垂距离。v相对高程（假定）：相对高程（假定）：地面点到地面点到假定水准面假定水准面的铅垂距离。的铅垂距离。v高差：高差：两点间的高程之差。两点间的高程之差。绝对高程绝对高程H，相对高程，相对高程H，高差，高差h二、验潮站二、验潮站v高程基准面高程基准面的确定是通过的确定是通过验潮站验潮站多年验潮资料求定多年验潮资料求定的。我国验潮站设在青岛。高程起算点

28、（水准原点）的。我国验潮站设在青岛。高程起算点（水准原点）设在青岛的观象山上。设在青岛的观象山上。v验潮站设施：验潮站设施：验潮室、验潮井、验潮仪、验潮杆及验潮室、验潮井、验潮仪、验潮杆及一系列水准点。一系列水准点。v我国高程系统：我国高程系统： 19561956年的水准原点高程为年的水准原点高程为72.289m72.289m；黄海高程系黄海高程系 19851985年的水准原点高程为年的水准原点高程为72.26072.260m m；国家高程基准国家高程基准验潮室验潮室中国中国85黄海高程系统黄海高程系统 示意图示意图2.5 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v在小测区内，

29、允许用水在小测区内，允许用水平面代替水准面，但平面代替水准面，但地地球曲率对距离、高差等球曲率对距离、高差等的影响到底有多大？在的影响到底有多大？在多大范围内才可用水平多大范围内才可用水平面代替水准面呢？面代替水准面呢？v简化计算，对精度无影简化计算，对精度无影响。响。一、曲率对距离的影响一、曲率对距离的影响vABAB为水准面上的一段圆弧为水准面上的一段圆弧D D，所，所对圆心角为对圆心角为，地球半径为，地球半径为R R。过过A A作切线作切线AB,AB,长为长为t t，若将切，若将切于于A A点的水平面代替水准面，则点的水平面代替水准面，则距离误差距离误差D D：v将将 带入上式得：带入上式

30、得：v距离误差距离误差D，相对误差，相对误差Kv ，k=R水平面代替水准面的距离误差分析水平面代替水准面的距离误差分析v结论结论：在半径为在半径为20km的范围内距离测量时，用水的范围内距离测量时，用水平面代替水准面，不必考虑地球曲率对距离的影响。平面代替水准面，不必考虑地球曲率对距离的影响。 距离距离D/km 距离误差距离误差D/mm相对误差相对误差D/D 10 8 1：1 220 000 20 66 1：303 030 25 128 1：200 000 50 1026 1：49 000 100 8212 1：12 000二、曲率对高差的影响二、曲率对高差的影响vA A、B B两点同在一水准

31、面上，高两点同在一水准面上，高程相等，若以水平面代替水准程相等，若以水平面代替水准面，高差误差为面，高差误差为hh。由图可知：。由图可知：v v则则 v( (由于由于D D与与t t相差很小，故可用相差很小，故可用D D 代替代替t t，同时略去分母中的，同时略去分母中的hh ，则上式可写为：则上式可写为：v h= (R十十h)2R2十十t2h=t2 / (2 R+ h) 水准面曲率高差的影响数值表水准面曲率高差的影响数值表 R R6371km 6371km hh=D=D* *D/2RD/2Rv结论：结论：用水平面代替水准面，对高程的影响是很大用水平面代替水准面，对高程的影响是很大的，因此，在

32、进行高程测量时，即使距离很短，也的，因此，在进行高程测量时，即使距离很短，也应顾及地球曲率对高程的影响。应顾及地球曲率对高程的影响。 距离距离D/kmD/km0.10.10.20.20.30.30.40.40.50.51 12 25 51010h h/mm/mm0.80.83 37 71313202078783143141962196278487848三、曲率对水平角的影响三、曲率对水平角的影响v = P / R Rv - 球面角超值（球面角超值（）；）；vP- 球面多边形的面积（球面多边形的面积（ km2 ）vR- 地球半径（地球半径（km）；）；v-一弧度的秒值为一弧度的秒值为206265

33、v结论：结论：当当P P小于小于100100km2时，测时，测量水平角时，可以用水平面代量水平角时，可以用水平面代替水准面，而不必考虑地球曲替水准面，而不必考虑地球曲率对角度的影响。率对角度的影响。 球面多边球面多边形面积形面积P/km2球面角超球面角超值值/（）100.05500.251000.513001.522.6 方位角方位角引：引： 两点间平面位置关系确定两点间平面位置关系确定: : 方向及长度方向及长度v直线定向：直线定向：确定确定直线与标准方向间直线与标准方向间的角度关系。的角度关系。一、标准方向一、标准方向( (基本方向基本方向) )v1 1、真北方向、真北方向-过该点的真子午

34、线过该点的真子午线( (经线经线) )的切线的切线北端所示方向。北端所示方向。( (天文观测法确定天文观测法确定) )v2 2、磁北方向、磁北方向-该点磁针北端所指的方向。该点磁针北端所指的方向。( (罗罗盘仪测定盘仪测定, ,受磁场影响受磁场影响) )v3 3、坐标北方向、坐标北方向-坐标纵线北端所指的方向。坐标纵线北端所指的方向。 二、三北方向的关系二、三北方向的关系 1 1、概念、概念v子午线收敛角子午线收敛角： 坐标北坐标北偏离偏离真北真北的夹角。的夹角。 C-C-中央子午线中央子午线, L/B, L/B大地经纬度大地经纬度 同一经线上纬度高的点同一经线上纬度高的点, ,越大。越大。v

35、磁偏角磁偏角： 磁北磁北偏离偏离真北真北的夹的夹角。角。它随地点、时间而变化。它随地点、时间而变化。 ( (注：注：东偏为正东偏为正, ,西偏为负西偏为负) )() sinppcpLLB子午线收敛角子午线收敛角 磁偏角磁偏角2 2、方位角、方位角 ( 0( 0 360360) )v由由标准方向标准方向的北端的北端顺顺时针时针到某直线的夹角。到某直线的夹角。 真方位角真方位角A A 磁方位角磁方位角AmAm 坐标方位角坐标方位角vAmAmA A，A Av东偏，西偏分析？东偏，西偏分析？三、表示直线方向的方法三、表示直线方向的方法3 3、 正、反坐标方位角正、反坐标方位角v同一直线的坐标方位角同一

36、直线的坐标方位角因因起始点起始点不同而不同。不同而不同。v若以其中一点为起始点若以其中一点为起始点旋转的方位角为旋转的方位角为正方位正方位角角，则以另一端点为起，则以另一端点为起始点的方位角则为始点的方位角则为反方反方位角。位角。北北BA北北ABABBABA三、表示直线方向的方法三、表示直线方向的方法3 3、正、反坐标方位角、正、反坐标方位角vABAB+2=1802=180 BABA+2 =3602 =360vABAB-BABA=-=-180180 即即ABAB= BABA - -180180 或或BABA =ABAB +180+180v互为正、反方位角互为正、反方位角2三、表示直线方向的方法

37、三、表示直线方向的方法北北BA北北ABABB BA A2.7 测量工作的内容和原则测量工作的内容和原则v引：引： 测量目的：确定点的测量目的：确定点的平面位置和高程平面位置和高程1、工作内容：、工作内容： v测定：测定：将地面地地物和地貌用测量仪器，将地面地地物和地貌用测量仪器， 采用一定的方法测定并绘制成图的工作。采用一定的方法测定并绘制成图的工作。v测设：测设：根据图上根据图上 设计好的位置，采用一定设计好的位置，采用一定 的方法标定到实地的工作。的方法标定到实地的工作。 v具体任务：具体任务：测测角，角，测距，测测距，测高高差。差。 2、 基本原则基本原则v由整体到局部、先控制后碎部、从

38、高由整体到局部、先控制后碎部、从高级到低级级到低级 布设，施测，精度布设，施测，精度v步步有检核步步有检核3、测量工作概述、测量工作概述 控制测量：控制测量： 精确测定精确测定控制点控制点点位的工作。点位的工作。 碎部测量：碎部测量： 测定测定碎部点碎部点的工作。的工作。2.7 测量工作的内容和原则测量工作的内容和原则3、测量工作概述、测量工作概述v控制点、碎部点控制点、碎部点v控制测量控制测量 平面控制测量：导线，三角，交会，平面控制测量：导线，三角，交会，GPS 高程控制测量：水准测量高程控制测量：水准测量 v碎部测量：碎部测量：平板测图，数字测图平板测图，数字测图v外业：外业：野外进行的

39、测量工作。野外进行的测量工作。v内业：内业：室内进行的计算与绘图工作。室内进行的计算与绘图工作。2.7 测量工作的内容和原则测量工作的内容和原则本章小结本章小结v地球，大地水准面，参考椭球面地球，大地水准面，参考椭球面v测量常用坐标系测量常用坐标系v高斯投影和高斯平面直角坐标系高斯投影和高斯平面直角坐标系v水平面代替水准面的限度水平面代替水准面的限度v方位角及换算方位角及换算v测量工作的基本内容与原则测量工作的基本内容与原则补充：地形图的基本知识补充：地形图的基本知识v引：引：测量目的：确定点的测量目的：确定点的平面位置和高程。平面位置和高程。 利用测得的坐标将利用测得的坐标将地球表面测绘成图

40、地球表面测绘成图。 地地 地物：地球表面自然物体及人工建筑物。地物：地球表面自然物体及人工建筑物。 形形 地貌：地球表面高低起伏的形态。地貌：地球表面高低起伏的形态。地物之-建筑物地物之-河流地 貌 城城市市地地形形图图 城城市市地地形形图图补充：地形图的基本知识补充：地形图的基本知识一、地形图要素一、地形图要素v1.1.图幅图幅 40*40、50*50, 梯形：梯形： 小比例尺小比例尺 矩形：矩形： 大比例尺大比例尺v2.2.图名图名突出地物或地貌的名称来命名。突出地物或地貌的名称来命名。位于图幅上方中央。位于图幅上方中央。一、地形图要素一、地形图要素v3.3.图号：图号：地图的编号。用于存

41、放和检索方地图的编号。用于存放和检索方 便。一般位于图幅名称的正下方。便。一般位于图幅名称的正下方。v4.4.接图表：接图表：表示相邻图幅位置关系。表示相邻图幅位置关系。 一般在图幅左上方。一般在图幅左上方。v5.5.图廓：图廓：内图廓，外图廓内图廓，外图廓v6.6.其他：其他：坐标系，比例尺，坐标格网，坐坐标系，比例尺，坐标格网，坐标值标值, , 测绘日期，测绘单位等。测绘日期，测绘单位等。 补充：地形图的基本知识补充：地形图的基本知识 火车站 东河庄 汽修厂 农 场 西三庄 石板坡 中医院 龙王庙 清风峡 密级 220 221 3511 0.2 0.4 0.6 0.8 3511 0.8 0

42、.8 0.2 0.2 3510 3510 220 0.2 0.4 0.6 0.8 221 测图日期： 12000 测量员： 坐标系： 绘图员： 高程基准： 检查员： 图 95 图名、图号、接图表 西 三 庄3510.0-220.0 二、地图的注记二、地图的注记 注记是地形图的重要内容之一，应对注记是地形图的重要内容之一，应对各种各种名称、说明注记和数字名称、说明注记和数字注记准确注出。注记准确注出。名称的注记必须使用国务院公布的简化汉名称的注记必须使用国务院公布的简化汉字各种注记的字号、字体、字级、字向、字各种注记的字号、字体、字级、字向、字序、字位应准确无误，间隔应均匀相等，字序、字位应准确

43、无误，间隔应均匀相等，宜根据所指地物的面积和长度妥善配置。宜根据所指地物的面积和长度妥善配置。 补充：补充：地形图的基本知识地形图的基本知识 1、注记的排列形式、注记的排列形式 （1）水平字列）水平字列各字中心连线应平行于各字中心连线应平行于南、北图廓，由左向右排列；南、北图廓，由左向右排列； （2）垂直字列）垂直字列各字中心连线应垂直于各字中心连线应垂直于南、北图廓，由上而下排列；南、北图廓，由上而下排列； （3）雁行字列）雁行字列各字中心连线应为直线各字中心连线应为直线且斜交于南、北图廓；且斜交于南、北图廓； （4）屈曲字列）屈曲字列各字字边应垂直或平行各字字边应垂直或平行于线状地物，且依

44、线状地物的弯曲形状而排于线状地物，且依线状地物的弯曲形状而排列。列。 水平、垂直注记水平、垂直注记 水水平平、垂垂直直、雁雁行行注注 记记排排列列0303303002702402101801501209060中 山 路中山路路中山路中山中 山 路中 山 路山中路山中路山中路中 山 路中 山 路中 山 路45135 雁行字列光线法则雁行字列光线法则 屈屈曲曲注注记记排排列列 2、注记的字向、注记的字向 注记的字向宜为注记的字向宜为正向正向，字头朝向北图廓；道，字头朝向北图廓；道路、弄堂、门牌号等应按光线法则进行注记。路、弄堂、门牌号等应按光线法则进行注记。 3、注记的字隔、注记的字隔（1）接近字

45、隔）接近字隔各字间隔以各字间隔以0.11.0mm为宜；为宜；（2）普通字隔）普通字隔各字间隔以各字间隔以1.03.0mm为宜；为宜；（3）隔离字隔）隔离字隔各字间隔宜为字大的各字间隔宜为字大的l5倍，道路、河流的注记间隔可放宽。倍，道路、河流的注记间隔可放宽。 二、地图的注记二、地图的注记 4、居民地名称注记、居民地名称注记 （1 1）居民地名称注记应采用水平字列、接近字）居民地名称注记应采用水平字列、接近字隔、正向排列。根据居民地的图形情况也可采用垂隔、正向排列。根据居民地的图形情况也可采用垂直字列或雁行字列，普通字隔，正向排列；直字列或雁行字列，普通字隔，正向排列； （2 2）居民地名称注

46、记的字体、字大均应按图式）居民地名称注记的字体、字大均应按图式要求注记。要求注记。 5、各种说明注记、各种说明注记（1）名称说明名称说明注记，凡独立的、范围较大的均应查注记，凡独立的、范围较大的均应查注其名称。注其名称。二、地图的注记二、地图的注记名称说明：名称说明：同一建筑有多种不同性质单位使用时，同一建筑有多种不同性质单位使用时，有建筑名称的可注记有建筑名称的可注记建筑名称建筑名称，否则可择注其大的，否则可择注其大的或对外接触面广的一个单位名称。或对外接触面广的一个单位名称。 有保密性质的机构名称不得注记。建筑物注记有保密性质的机构名称不得注记。建筑物注记名称应与地名主管部门公布的一致。单

47、位名称宜全名称应与地名主管部门公布的一致。单位名称宜全名注记，如全名过冗的，可在征得所属单位同意后名注记，如全名过冗的，可在征得所属单位同意后将上级机构或地区性质的辅助名称适当简略，但对将上级机构或地区性质的辅助名称适当简略，但对表示该单位性质的主要组成部份，应保持其完整，表示该单位性质的主要组成部份，应保持其完整，不得任意删简；不得任意删简； 二、地图的注记二、地图的注记-之之5 5（2）性质说明性质说明注记是指各种地物及管线的注记是指各种地物及管线的属性属性注注记，土质和植被的种类及品名（如松、苹、草坪、记，土质和植被的种类及品名（如松、苹、草坪、苇等），各种大面积土质植被采用注记时的说明

48、，苇等），各种大面积土质植被采用注记时的说明，建筑物建筑材料注记（如混、砖木）及特殊情况建筑物建筑材料注记（如混、砖木）及特殊情况说明等；说明等；（3）注记的位置：各种说明注记应注在其内部适）注记的位置：各种说明注记应注在其内部适中的位置，以所注名称能控制各碎部或单位等的中的位置，以所注名称能控制各碎部或单位等的全部范围、不偏于一偶，不妨碍地物、地貌线条全部范围、不偏于一偶，不妨碍地物、地貌线条为原则。为原则。 5、各种说明注记、各种说明注记说说明明注注记记 6、各种数字注记、各种数字注记（1）数字注记数字注记应包括控制点点号、高程值、门牌号、应包括控制点点号、高程值、门牌号、公路等级代码和编

49、号及其它数字注记等；公路等级代码和编号及其它数字注记等；（2）门牌注记门牌注记宜全部逐号注记，毗邻房屋门牌过密宜全部逐号注记，毗邻房屋门牌过密的，可分段注记起迄号数。农村房屋可选择注记；临的，可分段注记起迄号数。农村房屋可选择注记；临时门牌可免注。里弄的门牌号应以数字注于里弄口或时门牌可免注。里弄的门牌号应以数字注于里弄口或里弄内，注记在里弄内时应选择一主要内部道路按光里弄内，注记在里弄内时应选择一主要内部道路按光线法则注记；里弄名带道路名的，道路名可免注；线法则注记；里弄名带道路名的，道路名可免注；（3）公路技术等级代码和编号公路技术等级代码和编号应按图式要求进行注应按图式要求进行注记。记。