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普通测量学基础知识——地面点空间位置的表示与测量工作概述

2015-09-11 16:50阅读:

地面点空间位置的表示概述

测量上,地面点的空间位置的表示通常是将其按一定的投影线(重力线或法线)投影到投影面(大地水准面、椭球面或水平面)上,然后在投影面上建立坐标系,来表示其坐标位置。
  • 投影面位置(x,y):地面点沿投影线在投影面上的坐标系中的坐标分量。当测区范围较小时,投影面可选择为水平面,即用平面坐标坐标表示平面位置;当测区范围较大时,投影面选择为椭球面,用大地经度与大地纬度表示点的投影面位置。
  • 高程(h):地面点沿投影线到投影面的距离。选择不同的投影面和投影线就建立了不同的高程系统。该高程为广义的高程定义。

测量工作与计算的基准线与基准面相关的概念

  • 水平面:完全静止的水所形成的平面
  • 水准面:静止的海水面向陆地延伸形成的封闭曲面。
  • 大地水准面:平均海水面,向大陆、岛屿内延伸而形成的封闭曲面。是测量工作的基准面。
  • 大地体:大地水准面所包含的形体。
  • 铅垂线:就是重力方向线,它是测量工作的基准线。
  • 地球椭球:代表地球形状和大小的旋转椭球,其几何参数常用长半轴a、短半轴b、扁率f=(a-b)/a三个中的两个来表示。按推算资料的不同,分为参考椭球和总地球椭球。
  • 参考椭球:根据个别国家或地区的大地测量资料推求的椭球体参数的椭球。
  • 总地球椭球:根据全球的卫星观测资料,并顾及地球几何及物理参数,推算出的与大地体密合度最
好的地球椭球。

我国使用(含曾经)的几种椭球

  • 椭球定位:确定椭球体与大地体的相关位置,使椭球体与大地体密合最好。

坐标系统与高程系统

测量常用坐标系统类型:大地坐标系、天文坐标系、平面坐标系、空间直角坐标系
  • 大地坐标系是测量中以参考椭球面为基准面、法线为基准线建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地坐标系的确立包括选择一个椭球、对椭球进行定位和确定大地起算数据。一个形状、大小和定位、定向都已确定的地球椭球叫参考椭球或总地球椭球。参考椭球一旦确定,则标志着大地坐标系已经建立。大地坐标系是一种地理坐标系。


  • 天文坐标系是测量中以大地水准面为基准面、重力线为基准线建立起来的坐标系。地面点的位置用天文经度、天文纬度和海拔高度表示。天文坐标系也是一种地理坐标系。


  • 平面坐标系:在投影平面上,通过确定坐标原点的位置、横坐标轴与纵坐标轴的指向、单位长度建立起来的坐标系。通过横、纵坐标的坐标值表示点的平面位置。测量上常用高斯平面直角坐标系作为参照,表示点的平面位置。该坐标系的横轴为y、纵轴为x。


  • 空间直角坐标系:通过确定坐标系的原点、三轴(X、Y、Z)的指向及单位长度来建立的坐标系统。测量中常用的大地空间直角坐标系是以地球椭球的中心作为原点、Z轴与椭球的短轴重合指向北为正轴、X轴指向本初子午线与赤道相交的位置、Y轴按照右手坐标系的建立方式确定其指向。


我国目前常用的大地坐标系
  • 1954年北京坐标系(北京54坐标系)
  • 1980 国家大地坐标系(西安80坐标系)
  • WGS-84坐标系
  • 2000中国大地坐标系(China Geodetic Coordinate System 2000,CGCS2000)

高程与高程系统
  • 高程基准面:通过长期观测取海水的平均高度作为高程零点,以通过该点的大地水准面作为高程基准面。
  • 高程:地面点沿铅垂线方向到大地水准面的距离称为绝对高程或海拔,简称高程(狭义)。
  • 我国的高程系统
    • 1956年黄海高程基准(系统):采用青岛验潮站1950年至1956年观测成果推算的黄海平均海水面作为高程基准面(高程零点),经其测量并推算得到的青岛水准原点的高程72.289m
    • 1985年国家高程基准(系统):采用青岛验潮站1952年至1979年观测成果推算的黄海平均海水面作为高程基准面(高程零点),经其测量并推算得到的青岛水准原点的高程72.2604m

地球曲率对水平距离、角度和高差的影响

  • 半径为10km,面积为320km2之内,以水平面代替水准面产生的距离误差可忽略不计;
  • 当测区范围在100KM2时,对角度影响仅为0.51”,普通测量工作以水平面代替水准面产生的角度误差可以忽略不计;
  • 在普通测量中即使距离很短,也要顾及地球曲率对高程测量的影响。

测量工作概述
测量工作的原则:由整体到局部,先控制后碎部;步步检核;
测量的基本工作:测角、量边、测高程。
来自为知笔记(Wiz)

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