《地面點(diǎn)位的確定》教學(xué)課件

《地面點(diǎn)位的確定》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《地面點(diǎn)位的確定》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用二、地面點(diǎn)的高程地面點(diǎn)的高程：地面點(diǎn)沿鉛垂方向到大地水準(zhǔn)面的距離。注：地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面以上，H為正；地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面以下，H為負(fù)。如圖：HA=166.780mHB=-136.680mA大地水準(zhǔn)面HABHB二、地面點(diǎn)的高程A大地水準(zhǔn)面HABHB絕對(duì)高程（海拔）

：某點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離。如：HA、HC。相對(duì)高程：某點(diǎn)沿鉛垂線方向到任意水準(zhǔn)面的距離。如：HA′、HC′。高差：地面上兩點(diǎn)高程之差。如：hAC

=HC–HA

hAC

=HC′–HA′當(dāng)hAC為正時(shí)，C點(diǎn)高于A點(diǎn)；當(dāng)hAC為負(fù)時(shí)，C點(diǎn)低于A點(diǎn)；(高差下標(biāo)的順序，不能寫反！絕對(duì)高程（海拔）：某點(diǎn)沿鉛垂線方向到我國(guó)的高程系統(tǒng)：水準(zhǔn)原點(diǎn)

全國(guó)高程的起算點(diǎn)。1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)（72.260m）1956年黃海高程系（72.289m）目前我國(guó)統(tǒng)一采用1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)。水準(zhǔn)原點(diǎn)H0驗(yàn)潮站大地水準(zhǔn)面我國(guó)的高程系統(tǒng)：水準(zhǔn)原點(diǎn)H0驗(yàn)潮站大地水準(zhǔn)面三、地面點(diǎn)的坐標(biāo)

地面點(diǎn)的坐標(biāo)常用地理坐標(biāo)(天文坐標(biāo)、地理坐標(biāo)、平面直角坐標(biāo)或空間直角坐標(biāo)表示。（一）地理坐標(biāo)——天文坐標(biāo)以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面，以鉛垂線為基準(zhǔn)線建立的坐標(biāo)系。地球表面任意一點(diǎn)的天文經(jīng)度和天文緯度，稱為該點(diǎn)的天文坐標(biāo)，可表示為A(,)。定義：過(guò)地面點(diǎn)與地軸的子午面與首子午面間的二面角為天文經(jīng)度，過(guò)地面點(diǎn)的鉛垂線與赤道面的交角為天文緯度。三、地面點(diǎn)的坐標(biāo)大地坐標(biāo)以參考橢球面為基準(zhǔn)面，以橢球面法線為基準(zhǔn)線建立的坐標(biāo)系。地球外表任意一點(diǎn)的大地經(jīng)度和大地緯度，稱為該點(diǎn)的大地坐標(biāo)，可表示為A(L,B)。如：北京東經(jīng)116o28′北緯39o54′大地坐標(biāo)以參考橢球面為基準(zhǔn)面，以橢球面法線為基準(zhǔn)線建立的坐標(biāo)大地經(jīng)度：過(guò)P點(diǎn)的子午面NPS與首子午面NMS所構(gòu)成的二面角叫做P點(diǎn)的大地經(jīng)度，用L表示。大地緯度：過(guò)P點(diǎn)的法線Pn與赤道面的夾角叫做P點(diǎn)的大地緯度，用B表示。赤道平面OPM大地經(jīng)度L大地緯度BnLB起始子午面（首子午面）

SNL取值范圍：東經(jīng)0~180?西經(jīng)0~180?B取值范圍：北緯0~90?南緯0~90?大地經(jīng)度：過(guò)P點(diǎn)的子午面NPS與首子午面NMS所構(gòu)成大地緯度我國(guó)目前常用的坐標(biāo)系有：1〕1954年北京坐標(biāo)系克拉索夫斯基橢球、大地原點(diǎn)在蘇聯(lián)。2〕1980國(guó)家大地坐標(biāo)系。IUGG-75〔1975國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)〕地球橢球、大地原點(diǎn)在陜西省永樂鎮(zhèn)。3〕WGS-84坐標(biāo)系是世界大地坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)在地心，采用WGS-84橢球。GPS定位系統(tǒng)得到的地面點(diǎn)的位置就是WGS-84坐標(biāo)。我國(guó)目前常用的坐標(biāo)系有：（二）平面直角坐標(biāo)由于地理坐標(biāo)是球面坐標(biāo)，在工程建設(shè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工中，測(cè)量和計(jì)算十分不便。投影：將球面坐標(biāo)按一定的數(shù)學(xué)法則歸算到平面上。即X=F1（L，B）

Y=F2（L，B）我國(guó)采用高斯平面直角坐標(biāo)，小地區(qū)范圍內(nèi)也可采用獨(dú)立平面直角坐標(biāo)。（二）平面直角坐標(biāo)

高斯平面直角坐標(biāo)系1、高斯投影的概念

高斯投影是一種等角投影。它是由德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯(Gauss，1777~1855)提出，后經(jīng)德國(guó)大地測(cè)量學(xué)家克呂格(Kruger，1857～1923)加以補(bǔ)充完善，故又稱“高斯—克呂格投影”，簡(jiǎn)稱“高斯投影”。

高斯平面直角坐標(biāo)系1、高斯投影的概念①測(cè)量中大量的角度觀測(cè)元素，在投影前后保持不變，這樣免除了大量投影計(jì)算工作；②保證在有限范圍內(nèi)使得地圖上圖形同橢球上原形保持相似，給識(shí)圖用圖帶來(lái)很大方便。③投影能方便的按分帶進(jìn)行，并能用簡(jiǎn)單的、統(tǒng)一的計(jì)算公式把各帶連成整體。測(cè)量對(duì)地圖投影的要求：①測(cè)量中大量的角度觀測(cè)元素，在投影前后保持不變，這樣免除了大NSc中央子午線赤道高斯投影平面赤道中央子午線2、高斯投影的原理

高斯投影采用分帶投影。將橢球面按一定經(jīng)差分帶，分別進(jìn)行投影。NSc中央子午線赤道高斯投影平面赤道中央子午線2、高斯投影的高斯投影必須滿足：1．高斯投影為正形投影，即等角投影；2．中央子午線投影后為直線，且為投影的對(duì)稱軸；3．中央子午線投影后長(zhǎng)度不變。高斯投影平面赤道中央子午線高斯投影必須滿足：高斯投影平面赤道中央子午線3、高斯投影的特性（1）中央子午線投影后為直線，且長(zhǎng)度不變。（2）除中央子午線外，其余子午線的投影均為凹向中央子午線的曲線，并以中央子午線為對(duì)稱軸。投影后有長(zhǎng)度變形。（3）赤道線投影后為直線，但有長(zhǎng)度變形。赤道中央子午線平行圈子午線Oxy3、高斯投影的特性（1）中央子午線投影后為直線，且長(zhǎng)度不變。（4）除赤道外的其余緯線，投影后為凸向赤道的曲線，并以赤道為對(duì)稱軸。（5）經(jīng)線與緯線投影后仍然保持正交。（6）所有長(zhǎng)度變形的線段，其長(zhǎng)度變形比均大于l。（7）離中央子午線愈遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形愈大。赤道中央子午線平行圈子午線Oxy（4）除赤道外的其余緯線，投影后為凸向赤道的曲線，并以赤道4、投影帶的劃分我國(guó)規(guī)定按經(jīng)差6o和3o進(jìn)行投影分帶。6o帶自首子午線開始，按6o的經(jīng)差自西向東分成60個(gè)帶。3o帶自1.5

o開始，按3o的經(jīng)差自西向東分成120個(gè)帶。高斯投影帶劃分4、投影帶的劃分我國(guó)規(guī)定按經(jīng)差6o和3o進(jìn)行投影6o帶與3o帶中央子午線之間的關(guān)系如圖:3o帶的中央子午線與6o帶中央子午線及分帶子午線重合，減少了換帶計(jì)算。

工程測(cè)量采用3o帶，特殊工程可采用1.5o帶或任意帶。6o帶與3o帶中央子午線之間的關(guān)系如圖:3o帶的中央子

按照6o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3o，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號(hào)的關(guān)系是：

L。=6oN－3o

（N為6o帶的帶號(hào)）例：20帶中央子午線的經(jīng)度為

L。＝6o×20－3o＝117o

按照3o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3o，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號(hào)的關(guān)系是：

L。=3on

（n為3o帶的帶號(hào)）例：120帶中央子午線的經(jīng)度為

L。＝3o×120＝360o按照6o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3

若已知某點(diǎn)的經(jīng)度為L(zhǎng)，則該點(diǎn)的6o帶的帶號(hào)N由下式計(jì)算：

N＝（取整）+1

若已知某點(diǎn)的經(jīng)度為L(zhǎng)，則該點(diǎn)所在3o帶的帶號(hào)按下式計(jì)算：

n＝（四舍五入）若已知某點(diǎn)的經(jīng)度為L(zhǎng)，則該點(diǎn)的6o帶的帶號(hào)N由下5、高斯平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系的建立：x軸

—中央子午線的投影y軸—赤道的投影原點(diǎn)O

—兩軸的交點(diǎn)OxyP（X，Y）高斯自然坐標(biāo)注：X軸向北為正，

y軸向東為正。赤道中央子午線5、高斯平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系的建立：OxyP（X，Y）高斯自

由于我國(guó)的位于北半球，西從東經(jīng)74o，東至東經(jīng)135o，東西橫跨11個(gè)6o帶（13-23）各帶又獨(dú)自構(gòu)成直角坐標(biāo)系。故：X值均為正，而Y值則有正有負(fù)。世界地圖赤道由于我國(guó)的位于北半球，西從東經(jīng)74o，東至東經(jīng)13xyo500km=500000+=+636780.360m=

500000+=+227559.720m國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)：（帶號(hào)）（帶號(hào)）探索xyo500km國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)：（帶號(hào)）（帶號(hào)）探索不同點(diǎn)：1、x，y軸互異。2、坐標(biāo)象限不同。3、表示直線方向的方位角定義不同。相同點(diǎn)：數(shù)學(xué)計(jì)算公式相同。

高斯平面直角坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)上的笛卡爾平面直角坐標(biāo)系的異同點(diǎn)：高斯平面直角坐標(biāo)系笛卡爾坐標(biāo)系ααooyyxxⅠⅠⅢⅡⅡⅣⅣⅢppx=Dcosαy=Dsinαx=Dcosαy=DsinαDD不同點(diǎn)：高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系笛卡爾坐

獨(dú)立平面直角坐標(biāo)當(dāng)測(cè)區(qū)范圍較小時(shí)，可將大地水準(zhǔn)面看作平面，并在平面上建立獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系；地面點(diǎn)的位置可用平面直角坐標(biāo)確定；坐標(biāo)系原點(diǎn)一般選在測(cè)區(qū)西南角（測(cè)區(qū)內(nèi)X、Y均為正值）；原點(diǎn)坐標(biāo)值可以假定，也可以采用高斯平面直角坐標(biāo)；規(guī)定：X軸向北為正，Y軸向東為正。OXY測(cè)區(qū)北獨(dú)立平面直角坐標(biāo)OXY測(cè)區(qū)北（三）空間直角坐標(biāo)如圖所示：

原點(diǎn)O—地球質(zhì)心

Z軸—指向地球北極

X軸—指向首子午面與赤道的交點(diǎn)

Y軸—過(guò)O點(diǎn)與XOZ面垂直如：A（XA，YA，ZA）XZYO（三）空間直角坐標(biāo)如：A（XA，YA，ZA）XZYO《地面點(diǎn)位的確定》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用學(xué)習(xí)完請(qǐng)自行刪除，謝謝！《地面點(diǎn)位的確定》幻燈片本課件PPT僅供大家學(xué)習(xí)使用二、地面點(diǎn)的高程地面點(diǎn)的高程：地面點(diǎn)沿鉛垂方向到大地水準(zhǔn)面的距離。注：地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面以上，H為正；地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面以下，H為負(fù)。如圖：HA=166.780mHB=-136.680mA大地水準(zhǔn)面HABHB二、地面點(diǎn)的高程A大地水準(zhǔn)面HABHB絕對(duì)高程（海拔）

：某點(diǎn)沿鉛垂線方向到大地水準(zhǔn)面的距離。如：HA、HC。相對(duì)高程：某點(diǎn)沿鉛垂線方向到任意水準(zhǔn)面的距離。如：HA′、HC′。高差：地面上兩點(diǎn)高程之差。如：hAC

=HC–HA

hAC

=HC′–HA′當(dāng)hAC為正時(shí)，C點(diǎn)高于A點(diǎn)；當(dāng)hAC為負(fù)時(shí)，C點(diǎn)低于A點(diǎn)；(高差下標(biāo)的順序，不能寫反！絕對(duì)高程（海拔）：某點(diǎn)沿鉛垂線方向到我國(guó)的高程系統(tǒng)：水準(zhǔn)原點(diǎn)

全國(guó)高程的起算點(diǎn)。1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)（72.260m）1956年黃海高程系（72.289m）目前我國(guó)統(tǒng)一采用1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)。水準(zhǔn)原點(diǎn)H0驗(yàn)潮站大地水準(zhǔn)面我國(guó)的高程系統(tǒng)：水準(zhǔn)原點(diǎn)H0驗(yàn)潮站大地水準(zhǔn)面三、地面點(diǎn)的坐標(biāo)

地面點(diǎn)的坐標(biāo)常用地理坐標(biāo)(天文坐標(biāo)、地理坐標(biāo)、平面直角坐標(biāo)或空間直角坐標(biāo)表示。（一）地理坐標(biāo)——天文坐標(biāo)以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面，以鉛垂線為基準(zhǔn)線建立的坐標(biāo)系。地球表面任意一點(diǎn)的天文經(jīng)度和天文緯度，稱為該點(diǎn)的天文坐標(biāo)，可表示為A(,)。定義：過(guò)地面點(diǎn)與地軸的子午面與首子午面間的二面角為天文經(jīng)度，過(guò)地面點(diǎn)的鉛垂線與赤道面的交角為天文緯度。三、地面點(diǎn)的坐標(biāo)大地坐標(biāo)以參考橢球面為基準(zhǔn)面，以橢球面法線為基準(zhǔn)線建立的坐標(biāo)系。地球外表任意一點(diǎn)的大地經(jīng)度和大地緯度，稱為該點(diǎn)的大地坐標(biāo)，可表示為A(L,B)。如：北京東經(jīng)116o28′北緯39o54′大地坐標(biāo)以參考橢球面為基準(zhǔn)面，以橢球面法線為基準(zhǔn)線建立的坐標(biāo)大地經(jīng)度：過(guò)P點(diǎn)的子午面NPS與首子午面NMS所構(gòu)成的二面角叫做P點(diǎn)的大地經(jīng)度，用L表示。大地緯度：過(guò)P點(diǎn)的法線Pn與赤道面的夾角叫做P點(diǎn)的大地緯度，用B表示。赤道平面OPM大地經(jīng)度L大地緯度BnLB起始子午面（首子午面）

SNL取值范圍：東經(jīng)0~180?西經(jīng)0~180?B取值范圍：北緯0~90?南緯0~90?大地經(jīng)度：過(guò)P點(diǎn)的子午面NPS與首子午面NMS所構(gòu)成大地緯度我國(guó)目前常用的坐標(biāo)系有：1〕1954年北京坐標(biāo)系克拉索夫斯基橢球、大地原點(diǎn)在蘇聯(lián)。2〕1980國(guó)家大地坐標(biāo)系。IUGG-75〔1975國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)〕地球橢球、大地原點(diǎn)在陜西省永樂鎮(zhèn)。3〕WGS-84坐標(biāo)系是世界大地坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)在地心，采用WGS-84橢球。GPS定位系統(tǒng)得到的地面點(diǎn)的位置就是WGS-84坐標(biāo)。我國(guó)目前常用的坐標(biāo)系有：（二）平面直角坐標(biāo)由于地理坐標(biāo)是球面坐標(biāo)，在工程建設(shè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工中，測(cè)量和計(jì)算十分不便。投影：將球面坐標(biāo)按一定的數(shù)學(xué)法則歸算到平面上。即X=F1（L，B）

Y=F2（L，B）我國(guó)采用高斯平面直角坐標(biāo)，小地區(qū)范圍內(nèi)也可采用獨(dú)立平面直角坐標(biāo)。（二）平面直角坐標(biāo)

高斯平面直角坐標(biāo)系1、高斯投影的概念

高斯投影是一種等角投影。它是由德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯(Gauss，1777~1855)提出，后經(jīng)德國(guó)大地測(cè)量學(xué)家克呂格(Kruger，1857～1923)加以補(bǔ)充完善，故又稱“高斯—克呂格投影”，簡(jiǎn)稱“高斯投影”。

高斯平面直角坐標(biāo)系1、高斯投影的概念①測(cè)量中大量的角度觀測(cè)元素，在投影前后保持不變，這樣免除了大量投影計(jì)算工作；②保證在有限范圍內(nèi)使得地圖上圖形同橢球上原形保持相似，給識(shí)圖用圖帶來(lái)很大方便。③投影能方便的按分帶進(jìn)行，并能用簡(jiǎn)單的、統(tǒng)一的計(jì)算公式把各帶連成整體。測(cè)量對(duì)地圖投影的要求：①測(cè)量中大量的角度觀測(cè)元素，在投影前后保持不變，這樣免除了大NSc中央子午線赤道高斯投影平面赤道中央子午線2、高斯投影的原理

高斯投影采用分帶投影。將橢球面按一定經(jīng)差分帶，分別進(jìn)行投影。NSc中央子午線赤道高斯投影平面赤道中央子午線2、高斯投影的高斯投影必須滿足：1．高斯投影為正形投影，即等角投影；2．中央子午線投影后為直線，且為投影的對(duì)稱軸；3．中央子午線投影后長(zhǎng)度不變。高斯投影平面赤道中央子午線高斯投影必須滿足：高斯投影平面赤道中央子午線3、高斯投影的特性（1）中央子午線投影后為直線，且長(zhǎng)度不變。（2）除中央子午線外，其余子午線的投影均為凹向中央子午線的曲線，并以中央子午線為對(duì)稱軸。投影后有長(zhǎng)度變形。（3）赤道線投影后為直線，但有長(zhǎng)度變形。赤道中央子午線平行圈子午線Oxy3、高斯投影的特性（1）中央子午線投影后為直線，且長(zhǎng)度不變。（4）除赤道外的其余緯線，投影后為凸向赤道的曲線，并以赤道為對(duì)稱軸。（5）經(jīng)線與緯線投影后仍然保持正交。（6）所有長(zhǎng)度變形的線段，其長(zhǎng)度變形比均大于l。（7）離中央子午線愈遠(yuǎn)，長(zhǎng)度變形愈大。赤道中央子午線平行圈子午線Oxy（4）除赤道外的其余緯線，投影后為凸向赤道的曲線，并以赤道4、投影帶的劃分我國(guó)規(guī)定按經(jīng)差6o和3o進(jìn)行投影分帶。6o帶自首子午線開始，按6o的經(jīng)差自西向東分成60個(gè)帶。3o帶自1.5

o開始，按3o的經(jīng)差自西向東分成120個(gè)帶。高斯投影帶劃分4、投影帶的劃分我國(guó)規(guī)定按經(jīng)差6o和3o進(jìn)行投影6o帶與3o帶中央子午線之間的關(guān)系如圖:3o帶的中央子午線與6o帶中央子午線及分帶子午線重合，減少了換帶計(jì)算。

工程測(cè)量采用3o帶，特殊工程可采用1.5o帶或任意帶。6o帶與3o帶中央子午線之間的關(guān)系如圖:3o帶的中央子

按照6o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3o，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號(hào)的關(guān)系是：

L。=6oN－3o

（N為6o帶的帶號(hào)）例：20帶中央子午線的經(jīng)度為

L。＝6o×20－3o＝117o

按照3o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3o，其余各帶中央子午線經(jīng)度與帶號(hào)的關(guān)系是：

L。=3on

（n為3o帶的帶號(hào)）例：120帶中央子午線的經(jīng)度為

L。＝3o×120＝360o按照6o帶劃分的規(guī)定，第1帶中央子午線的經(jīng)度為3

若已知某點(diǎn)的經(jīng)度為L(zhǎng)，則該點(diǎn)的6o帶的帶號(hào)N由下式計(jì)算：

N＝（取整）+1

若已知某點(diǎn)的經(jīng)度為L(zhǎng)，則該點(diǎn)所在3o帶的帶號(hào)按下式計(jì)算：

n＝（四舍五入）若已知某點(diǎn)的經(jīng)度為L(zhǎng)，則該點(diǎn)的6o帶的帶號(hào)N由下5、高斯平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系的建立：x軸

—中央子午線的投影y軸—赤道的投影原點(diǎn)O

—兩軸的交點(diǎn)OxyP（X，Y）高斯自然坐標(biāo)注：X軸向北為正，

y軸向東為正。赤道中央子午線5、高斯平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系的建立：OxyP（X，Y）高斯自

由于我國(guó)的位于北半球，西從