第二章 地圖測(cè)量基礎(chǔ)13

第二章測(cè)量與地圖學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)地球的形狀與大小第二節(jié)地面點(diǎn)的位置表示方法第三節(jié)地圖的特性與構(gòu)成要素第四節(jié)地圖的分類與功能一、地球自然表面

地球真正的形狀并不是一個(gè)完美的標(biāo)準(zhǔn)的圓球體，而是一個(gè)兩極略扁的，赤道半徑略長(zhǎng)，北級(jí)略突出、南極略扁平，近于梨形的橢球體。由于只有地球具有這種獨(dú)特的形狀，有人稱之為地球體第一節(jié)

地球形狀和大小機(jī)艙窗口俯視大地:地表是一個(gè)有些微起伏、極其復(fù)雜的表面。

由于地球的自然表面凸凹不平，形態(tài)極為復(fù)雜，顯然不能作為測(cè)量與制圖的基準(zhǔn)面。應(yīng)該尋求一種與地球自然表面非常接近的規(guī)則曲面，來代替這種不規(guī)則的曲面。地球的自然表面并非光滑，珠穆朗瑪與馬里亞納海溝之間的高差達(dá)近20km。二、地球體的物理表面

在此掌握幾個(gè)概念：

1.水準(zhǔn)面：為了尋求一種規(guī)則的曲面來取代地球的自然表面，人們?cè)O(shè)想當(dāng)海水在“完全”靜止?fàn)顟B(tài)下，把它延伸到大陸內(nèi)部，形成包圍整個(gè)地球的連續(xù)閉合表面，它處處與鉛垂線(重力方向)正交，這個(gè)靜止的水面叫做水準(zhǔn)面（處處與重力方向線垂直的連續(xù)曲面）

海水因有潮汐，時(shí)高時(shí)低，水準(zhǔn)面便有無數(shù)個(gè)，其中與平均海水面吻合的水準(zhǔn)面(大地水準(zhǔn)面(Ceoid))作為地球形狀與大小的依據(jù)。

2、大地水準(zhǔn)面(Ceoid)：自由靜止的平均海水面延伸到大陸、島嶼內(nèi)而形成的閉合曲面。

大地水準(zhǔn)面實(shí)際上一個(gè)起伏不平的重力等位面，即物體沿該面運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力不做功（如水在這個(gè)面上是不會(huì)流動(dòng)的）。是描述地球形狀的一個(gè)重要物理參考面，也是海拔高程的起算面。大地水準(zhǔn)面是測(cè)量工作的基準(zhǔn)面。地球上的質(zhì)點(diǎn)所受的萬有引力與離心力的合力稱為重力(gravity)，重力的方向稱為鉛垂線(plumbline)方向。

3、大地體或大地球體(GeoidalEarth)－大地水準(zhǔn)面所包圍的地球形體稱為大地體。

由于大地水準(zhǔn)面是一個(gè)不規(guī)則的曲面，不能用數(shù)學(xué)公式表述，因而需要尋找一個(gè)理想的幾何體代表地球的形狀和大小。該幾何體必須滿足兩個(gè)條件：①形狀接近地球自然形體；②可以用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式表示。三、地球體的數(shù)學(xué)表面1、橢球體(EllipsoidalEarth)－以大地體短軸（地軸）為旋轉(zhuǎn)軸所成的橢球體，通常稱地球橢球體，或旋轉(zhuǎn)橢球體，簡(jiǎn)稱橢球體或橢球。在測(cè)量和制圖中就用旋轉(zhuǎn)橢球體來代替大地球體。它是一個(gè)規(guī)則的數(shù)學(xué)表面，所以人們視其為地球體的數(shù)學(xué)表面即是個(gè)可以用數(shù)學(xué)模型定義和表達(dá)的曲面幻燈片6地球橢球體表面可以稱為對(duì)地球形體的二級(jí)逼近。用于測(cè)量計(jì)算的基準(zhǔn)面。以后談的地球都是指橢球體。地球橢球的基本幾何參數(shù)

橢圓的長(zhǎng)半軸：a橢圓的短半軸：b橢圓的扁率：

(橢圓的第一偏心率：

橢圓的第二偏心率：五個(gè)基本幾何參數(shù)a、b稱為長(zhǎng)度元素扁率反映了橢球體的扁平程度

e和e反映橢球體的扁平程度，偏心率越大，橢球愈扁由于國(guó)際上在推求年代、方法及測(cè)定的地區(qū)不同，故地球橢球體的元素值有很多種國(guó)際主要的橢球參數(shù)橢球名稱年代長(zhǎng)半徑扁率使用的主要國(guó)家名稱德蘭勃(Delambre)180063756531：334.00法國(guó)埃弗瑞斯(Everest3451：300.8017英國(guó)貝(白)賽爾(Bessel1551：299.1528128德國(guó)克拉克Ⅰ（Clarke41：294.9786982英國(guó)克拉克Ⅱ（Clarke1451：293.465英國(guó)海福特（Hayford）191063783881：297.001942年國(guó)際第一個(gè)推薦值克拉索夫斯基（Krasovsky）194063782451：298.30蘇聯(lián)1967年國(guó)際橢球196763781601：298.2471971年國(guó)際第二個(gè)推薦值1975年國(guó)際橢球197563781401：298.2571975年國(guó)際第三個(gè)推薦值1980年國(guó)際橢球197963781371：298.2571979年國(guó)際第四個(gè)推薦值克拉索夫斯基橢球1975國(guó)際橢球WGS-84系橢球a637824563781406378137b6356863.01877304736356755.28815752876356752.31421/298.31/298.2571/298.257223563e20.0066934216229660.0066943849995880.0066943799013e’20.0067385254146830.0067395018194730.00673949674227中國(guó)1952年前采用海福特（Hayford）橢球體；我國(guó)所采用的的1954年北京坐標(biāo)系應(yīng)用的是克拉索夫斯基橢球參數(shù)（坐標(biāo)原點(diǎn)是前蘇聯(lián)玻爾可夫天文臺(tái)）；以后采用的1980國(guó)家大地坐標(biāo)系應(yīng)用的是1975國(guó)際橢球參數(shù)，并確定陜西涇陽縣永樂鎮(zhèn)北洪流村為“1980西安坐標(biāo)系”大地坐標(biāo)的起算點(diǎn)。；而GPS應(yīng)用的是WGS-84系橢球參數(shù)。參考橢球的形狀和大小一旦確定以后，還需要確定參考橢球與大地體之間的位置。橢球定位：是指確定橢球中心的位置可分為兩類：局部定位和地心定位局部定位：要求在一定范圍內(nèi)橢球面與大地水準(zhǔn)面有最佳的符合，而對(duì)橢球的中心位置無特殊要求；地心定位：要求在全球范圍內(nèi)橢球面與大地水準(zhǔn)面有最佳的符合，同時(shí)要求橢球中心與地球質(zhì)心一致，或最為接近。橢球定向：是指確定橢球旋轉(zhuǎn)軸的方向不論是局部定位還是地心定位，都應(yīng)滿足兩個(gè)平行條件：1.橢球短軸平行于地球自轉(zhuǎn)軸；2.大地起始子午面平行于天文起始子午面這兩個(gè)平行條件是人為規(guī)定的，其目的在于簡(jiǎn)化大地坐標(biāo)、大地方位角同天文坐標(biāo)、天文方位角之間的換算2、參考橢球體：確定與局部地區(qū)大地水準(zhǔn)面符合最好的一個(gè)地球橢球體——參考橢球體，這項(xiàng)工作就是參考橢球體定位,是指確定橢球中心的位置。3、總橢球體：在全球范圍選用一個(gè)非常接近大地水準(zhǔn)面，并可用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示的規(guī)則幾何體來表示地球總的形狀，這樣的橢球體稱為總橢球體。總橢球體必須滿足以下幾個(gè)條件：1、總橢球體中心與地心重合；2、總橢球體的旋轉(zhuǎn)軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合，赤道與地球赤道一致；3、總橢球體的體積與地球體積近似相等4、總橢球體的質(zhì)量＝地球質(zhì)量確定大地水準(zhǔn)面與橢球體面之間的相對(duì)位置的方法是在地球表面適當(dāng)位置選擇一點(diǎn)p,假設(shè)橢球體和大地球體相切于P’,P’位于P點(diǎn)的鉛垂線上，過橢球體面上p’的法線與該點(diǎn)對(duì)于大地水準(zhǔn)面的鉛垂線相重合，橢球體的形狀和大小與大地球體很接近，從而也就確定了橢球體與大地球體的相互關(guān)系。這種與局部地區(qū)的大地水準(zhǔn)面符合得最好的一個(gè)地球橢球體，稱為參考橢球體。確定參考橢球體，進(jìn)而獲得大地測(cè)量基準(zhǔn)面和大地起算數(shù)據(jù)的工作，稱為參考橢球體定位。地球形體三級(jí)逼近------由地表任一點(diǎn)向參考橢球面所作的垂線稱法線(normalline)，除大地原點(diǎn)以外，地表任一點(diǎn)的鉛垂線和法線一般不重合，其夾角稱為垂線偏差(deflectionofthevertical)。

四、圓球體、橢球體和大地水準(zhǔn)面在制圖中的意義制圖者在不同的情況下可以采用地球真實(shí)形狀的三種近似形狀。圓球體用于制作國(guó)家、大洲、世界或較大區(qū)域的小比例尺地圖的參考表面。因?yàn)橹谱鞔髤^(qū)域小比例尺地圖時(shí)，圓球體與橢球體之間的差異可以忽略不計(jì),所以在制作小比例尺地圖時(shí)，可忽略地球扁率，將地球視為圓球體，地球半徑為6371km。若采用橢球體，使得地圖投影公式的復(fù)雜性大大增加，另外對(duì)于特殊的地圖投影，由圓球體和橢球體計(jì)算小比例尺地圖投影坐標(biāo)，其結(jié)果基本相同橢球體是用做大比例尺地圖的參考表面。在進(jìn)行大比例尺制圖時(shí)，必須考慮地球的扁率，對(duì)于小區(qū)域詳細(xì)的大比例尺地圖，例如地形圖和航海圖，采用圓球體或橢球體，計(jì)算出的位置坐標(biāo)是有差異的，這要求在計(jì)算中要考慮地球的扁率。如果采用等面積球體，在大比例尺地圖上進(jìn)行距離、方向和面積量測(cè)時(shí)，其結(jié)果在某些地方就會(huì)不正確，因此橢球體是用做大比例尺地圖的參考表面。使用橢球體也與大比例尺制圖的現(xiàn)代數(shù)據(jù)收集方法關(guān)系緊密，例如全球定位衛(wèi)星接受機(jī)，就是采用WGS84橢球體作為參考面計(jì)算經(jīng)度、緯度和高程的。大地水準(zhǔn)面

是進(jìn)行平面和高程地面測(cè)量時(shí)的參考面。然而由于大地水準(zhǔn)面的不規(guī)則，使得地圖投影和其它數(shù)學(xué)計(jì)算非常復(fù)雜，因而在大地水準(zhǔn)面上測(cè)得的地面點(diǎn)的位置必須轉(zhuǎn)換到橢球體表面上。需確定大地水準(zhǔn)面與橢球體面之間的相對(duì)位置。第二節(jié)地面點(diǎn)位置的表示方法S緯線NO地軸：地球的自轉(zhuǎn)軸(NS)，N為北極，S為南極。子午面：過地球某點(diǎn)與地軸所組成的平面。子午線：子午面與地球面的交線，又叫經(jīng)線。起始子午面：通過英國(guó)格林尼治天文臺(tái)的子午面NGS

。緯線：垂直于地軸的平面與地球面的交線。赤道平面：垂直于地軸并通過地球中心的平面WME。赤道：赤道平面與地球面的交線。WE赤道赤道平面起始子午面起始子午線G

橢球上的基本概念經(jīng)線和緯線在地球上構(gòu)成的假想網(wǎng)格，叫做地理網(wǎng)格。它們具有如下幾何特點(diǎn)：橢球體上經(jīng)線圈的形狀為橢圓，所有經(jīng)線圈長(zhǎng)度都相等。在赤道上經(jīng)線互相平行，隨著緯度的增加而收斂于極點(diǎn)。緯線圈都是平行圈，形狀為圓。赤道為大圓，其余的緯線圈長(zhǎng)度隨緯度的增大而縮短。經(jīng)線和緯線互相垂直。在同緯度帶內(nèi)，相同經(jīng)差構(gòu)成的球面梯形，形狀相同，面積相等。不同緯度帶內(nèi)的球面梯形面積由低緯度向高緯度縮小。地理坐標(biāo)系統(tǒng)對(duì)地球是一種主要的定位參考系統(tǒng)，它的發(fā)明使得地球上所有的空間要素的唯一性定位成為可能。S緯線NOWE赤道赤道平面起始子午面起始子午線G確定地面點(diǎn)在地球橢球體上的位置。包括兩個(gè)方面：一是點(diǎn)在地球橢球體面上的平面位置，即經(jīng)度和緯度；二是確定點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的高度，即高程。

確定地面點(diǎn)或空間目標(biāo)位置所采用的參考系稱為坐標(biāo)系。坐標(biāo)系的種類很多，現(xiàn)在地圖上一般采用的坐標(biāo)系系有二種，地理坐標(biāo)系和平面直角坐標(biāo)系確二、坐標(biāo)(一)地理坐標(biāo)系――子午圈與緯圈在橢球面上是兩組正交的曲線，它們?cè)跈E球面上構(gòu)成的坐標(biāo)系稱為地理坐標(biāo)系地理坐標(biāo)系的規(guī)定：

不論采用圓球體還是橢球體代替真實(shí)的地球體，S、N都代表地球的南極和北極，NSH代表地軸，0為地球的中心。地理坐標(biāo)系的構(gòu)成如圖所示地理坐標(biāo)系：用經(jīng)緯度表示地面點(diǎn)位的球面坐標(biāo)系。天文經(jīng)緯度：天文經(jīng)度：本初子午面與過觀測(cè)點(diǎn)的子午面所夾的二面角；天文緯度：過某點(diǎn)的鉛垂線與赤道面間的夾角。天文經(jīng)緯度通過天文測(cè)量方法得到，可作為大地測(cè)量中定向控制及校核數(shù)據(jù)之用。測(cè)有天文經(jīng)緯度坐標(biāo)的地面點(diǎn)，稱天文點(diǎn)；它是一種地面控制點(diǎn)，是在各地面點(diǎn)上獨(dú)立觀測(cè)而直接得到的；地圖上通常用五角星符號(hào)表示之。大地經(jīng)緯度：大地經(jīng)度（L）：過參考橢球面上某一點(diǎn)的大地子午面與本初子午面之間的二面角。大地緯度（B）：指過參考橢球面上某一點(diǎn)的法線與赤道面的夾角。大地經(jīng)緯度是以地球橢球面和法線為依據(jù)，在大地測(cè)量中得到廣泛采用。地圖學(xué)中常采用大地經(jīng)緯度。大地經(jīng)度：過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?不論是大地經(jīng)度還是天文經(jīng)度都是從通過格林威治天文臺(tái)的子午面起算(本初子午面)起算，該線的經(jīng)度為0。規(guī)定由該起始子午面向東計(jì)，0。至180。，稱東經(jīng)，為正；向西計(jì)，由0。至180。，稱西經(jīng)，為負(fù)。實(shí)際上東經(jīng)180與西經(jīng)180是同一個(gè)子午面，我國(guó)各地的經(jīng)度均是東經(jīng)。不論是大地緯度還是天文緯度都是從赤道面起算，向南北度量，在赤道上緯度為0。，緯線離赤道愈遠(yuǎn)，緯度愈大。由赤道向兩極計(jì)，均從0。至90。，在赤道以北，稱北緯，為正；在赤道以南，稱南緯，為負(fù)。我國(guó)疆域全部在赤道以北，各地的緯度都是北緯。大地高－如果點(diǎn)不在橢球面上，表示點(diǎn)的位置除L、B外，還要附加另一參數(shù)“大地高”。大地坐標(biāo)系

大地坐標(biāo)同天文坐標(biāo)的區(qū)別主要是由同一點(diǎn)的法線和垂線不致，亦即由垂線偏差將球體或橢球體面上的點(diǎn)通過地圖投影的方法投影到地圖平面上引起的。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）平面直角坐標(biāo)，是用平面上的長(zhǎng)度值表示地面點(diǎn)位置的直角坐標(biāo)。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)。高斯平面直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系的建立：首先根據(jù)一種投影系統(tǒng)將球面轉(zhuǎn)修為平面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NSc中央子午線赤道高斯投影平面赤道中央子午線高斯投影的原理

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。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；OXY

測(cè)區(qū)北坐標(biāo)系原點(diǎn)一般選在測(cè)區(qū)西南角不同點(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。

平面直角坐標(biāo)系笛卡爾坐標(biāo)系ααooyyxxⅠⅠⅢⅡⅡⅣⅣⅢppx=Dcosαy=Dsinαx=Dcosαy=DsinαDD測(cè)繪工作中通常采用的平面直角坐標(biāo)與數(shù)學(xué)上的平面直角坐標(biāo)有所不同（如圖)。不同的是：縱軸為X軸，橫軸為Y軸，象限按順時(shí)針劃分。在測(cè)繪上通常令坐標(biāo)縱軸與指定的中央經(jīng)線的投影一致，由原點(diǎn)向北為正，向南為負(fù)；坐標(biāo)橫軸與赤道投影一致，由原點(diǎn)向東為正，向西為負(fù)。通常情況下平面直角坐標(biāo)只用于大比例尺地圖因?yàn)橛汕蛎孓D(zhuǎn)換為平面時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形。區(qū)域越大，變形往往越大，從而使得小比例尺地圖不適合于進(jìn)行圖上量測(cè)與計(jì)算，因而在這種圖上一般僅標(biāo)明地理坐標(biāo)。對(duì)于大比例尺地圖往往要標(biāo)注兩種坐標(biāo)網(wǎng)格，一般以平面直角坐標(biāo)為主，地理坐標(biāo)為輔，有些地圖甚至僅表示平面直角坐標(biāo)網(wǎng)格。

三、高程系－－確定高程系即要確定地面高程的起算基準(zhǔn)面和原點(diǎn)1、高程高程是表示地球上一點(diǎn)空間位置的量值之一，地球表面的地物點(diǎn)是三維空間的點(diǎn)，因此確定地面點(diǎn)位置除了確定其在橢球體面上的平面位置外，還要確定它到參考面的垂直距離，它和平面坐標(biāo)一起，統(tǒng)一地表達(dá)了點(diǎn)的位置。而高程是對(duì)于某一具有特定性質(zhì)的參考面而言，沒有參考面，高程就失去意義，同一點(diǎn)其參考面不同，高程的意義和數(shù)值就不同。大地高正常高正常高---絕對(duì)高程和相對(duì)高程表示地面點(diǎn)高程位置的方法有兩種：絕對(duì)高程：即地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點(diǎn)的絕對(duì)高程也稱為海拔亦稱高程相對(duì)高程：即地面點(diǎn)到任一水準(zhǔn)面的距離（如圖）。高差

A，B地面點(diǎn)間的高程之差，稱為高差；高差有正負(fù)之分，若測(cè)點(diǎn)高于起算點(diǎn)，則高差為正，反之為負(fù)。知道了地面點(diǎn)的經(jīng)緯度和絕對(duì)高程，則該點(diǎn)的位置就可以完全確定了。四、我國(guó)的大地坐標(biāo)系和高程系(一)我國(guó)的大地坐標(biāo)系

世界各國(guó)采用的坐標(biāo)系比較復(fù)雜，往往在一個(gè)國(guó)家或地區(qū)，不同時(shí)期分別采用不同的坐標(biāo)系；因此在使用不同時(shí)期的地形圖時(shí)，對(duì)坐標(biāo)系的歷史狀況必須要有所了解。我國(guó)目前沿用了兩個(gè)大地坐標(biāo)系1、1954年北京坐標(biāo)系

采用克拉索夫斯基橢球體，以北京為全國(guó)的大地坐標(biāo)原點(diǎn)，確定的臨時(shí)過渡性的大地坐標(biāo)系，于1954年建立的，稱1954年北京坐標(biāo)系。我國(guó)在1949年以前，實(shí)際上沒有統(tǒng)一的大地坐標(biāo)系統(tǒng)。1954年北京坐標(biāo)系實(shí)際是前蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系的延伸，它真正的坐標(biāo)原點(diǎn)并不是在北京而是蘇聯(lián)的普爾科夫?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)，經(jīng)平差計(jì)算而引伸到我國(guó)。我國(guó)二十世紀(jì)九十年代以前出版的地圖與海圖大多采用的坐標(biāo)系都是“1954年北京坐標(biāo)系”?？蓺w結(jié)為：

a．屬參心大地坐標(biāo)系；

b．采用克拉索夫斯基橢球的兩個(gè)幾何參數(shù)；

c.大地原點(diǎn)在原蘇聯(lián)的普爾科沃；

d．采用多點(diǎn)定位法進(jìn)行橢球定位；

e．高程基準(zhǔn)為1956年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均海水面

f．高程異常以原蘇聯(lián)1955年大地水準(zhǔn)面重新平差結(jié)果為起算數(shù)據(jù)。按我國(guó)天文水準(zhǔn)路線推算而得。

其缺點(diǎn)：橢球體面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面不能很好地符合，產(chǎn)生誤差較大；1954年北京坐標(biāo)系的大地控制點(diǎn)坐標(biāo)多為局部平差逐次獲得的，實(shí)際上連不成一個(gè)統(tǒng)一的整體，已經(jīng)不能很好地滿足我國(guó)大地測(cè)量工作的要求。我國(guó)于1978年決定建立中國(guó)國(guó)家大地坐標(biāo)系。2、1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系

（1）大地原點(diǎn)在我國(guó)中部，具體地點(diǎn)是陜西省西安市徑陽縣永樂鎮(zhèn)，所以也簡(jiǎn)稱1980年西安原點(diǎn)，

（2）采用1978年采用新的橢球體參數(shù)GRS(1975)

（3）多點(diǎn)定位；

（4）大地高程以1956年青島驗(yàn)潮站求出的黃海平均水面為基準(zhǔn)。

陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)北洪流村為“1980西安坐標(biāo)系”大地坐標(biāo)的起算點(diǎn)——大地原點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：橢球體參數(shù)精度高；定位采用的橢球體面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面符合好；天文大地坐標(biāo)網(wǎng)傳算誤差和天文重力水準(zhǔn)路線傳算誤差都不太大，而且天文大地坐標(biāo)網(wǎng)坐標(biāo)經(jīng)過了全國(guó)性整體平差，坐標(biāo)統(tǒng)一，精度優(yōu)良，可以滿足1：5000甚至更大比例尺測(cè)圖的要求等。與當(dāng)今社會(huì)發(fā)展存在的矛盾：①坐標(biāo)維的矛盾。隨著衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)在我國(guó)的廣泛使用，二維不能適應(yīng)現(xiàn)代的三維定位技術(shù)；②精度的矛盾。衛(wèi)星定位技術(shù)可達(dá)10-7～10-8的點(diǎn)位相對(duì)精度，而西安80系只能保證3×10-6；③坐標(biāo)系統(tǒng)（框架）的矛盾。數(shù)字地球的發(fā)展要求用戶需要提供與全球總體適配的地心坐標(biāo)系統(tǒng)。(二)我國(guó)的高程系

1949年以前，我國(guó)沒有統(tǒng)一的高程起算基準(zhǔn)面，高程系統(tǒng)非常紊亂，有大沽零點(diǎn)、吳淞零點(diǎn)、坎門平均海水面等近十種起算點(diǎn)(表2-2)，致使所測(cè)地圖的高程互不相接，使用困難。為了使一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的絕對(duì)高程的測(cè)算取得統(tǒng)一，國(guó)家或地區(qū)測(cè)繪主管部門決定確定一個(gè)大地水準(zhǔn)面，作為統(tǒng)一的高程起算基準(zhǔn)面。

1、1956年黃海高程系

根據(jù)1950至1956年七年間在青島黃海驗(yàn)潮站的驗(yàn)潮資料推算的平均值作為我國(guó)高程的起算面，由此面起算出的高程系統(tǒng)，稱為1956黃海高程系。其高程起算點(diǎn)－水準(zhǔn)原點(diǎn)位于青島市萬象山上，高程為72.289m1956年以前按舊高程系測(cè)定的高程，若要轉(zhuǎn)換成1956年黃海高程系的高程，則加上相應(yīng)的改正數(shù)就成了。2、1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)

1985年決定采用青島驗(yàn)朝站于1953至1979這27年驗(yàn)潮資料所計(jì)算的平均海水面作為我國(guó)新的高程起算面，命名為1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)，依此推算出國(guó)家水準(zhǔn)原點(diǎn)值72.260m，與舊水準(zhǔn)點(diǎn)相差28.6毫米。1988年1月正式啟用。水準(zhǔn)原點(diǎn)H0驗(yàn)潮站大地水準(zhǔn)面為了統(tǒng)一全國(guó)的高程系統(tǒng)和滿足各種測(cè)量的需要，測(cè)繪部門在全國(guó)各地埋設(shè)并測(cè)定了很多高程點(diǎn)，這些點(diǎn)稱為水準(zhǔn)點(diǎn)(BenchMark)，簡(jiǎn)記為BM。水準(zhǔn)測(cè)量通常是從水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)其它點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性和臨時(shí)性兩種。國(guó)家等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)一般用石料或鋼筋混凝土制成，深埋到地面凍結(jié)線以下。在標(biāo)石的頂面設(shè)有用不銹鋼或其它不易銹蝕材料制成的半球狀標(biāo)志。有些水準(zhǔn)點(diǎn)也可設(shè)置在穩(wěn)定的墻腳上，稱為墻上水準(zhǔn)點(diǎn)?；炷翗叮ㄓ谰眯裕┠緲叮ㄅR時(shí)性）點(diǎn)之記點(diǎn)之記三、我國(guó)的大地控制網(wǎng)大地控制網(wǎng)簡(jiǎn)稱大地網(wǎng)在廣袤的區(qū)域上進(jìn)行測(cè)量與制圖，不可能獨(dú)家一次完成，需要分若干單元測(cè)區(qū)進(jìn)行，而且測(cè)量的精度又要符合統(tǒng)一要求，又能互相銜接，為此，首先必須在全國(guó)范圍內(nèi)選取若干有控制意義的點(diǎn)，并且精確測(cè)定其平面位置和高程，構(gòu)成統(tǒng)一的大地控制網(wǎng)。大地控制點(diǎn)：簡(jiǎn)稱大地點(diǎn)，指有統(tǒng)一而精確的平面和高程位置，并對(duì)全國(guó)或全區(qū)的整體起控制作用的地面點(diǎn)。國(guó)家大地控制網(wǎng)包括平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)；具有精確測(cè)定平面位置和高程的典型的具有控制意義的點(diǎn)，它是測(cè)制地圖的基礎(chǔ)。采用逐級(jí)控制、分級(jí)布設(shè)的原則，分一、二、三、四等級(jí)。(一)平面控制網(wǎng)，亦稱水平控制網(wǎng)，建立國(guó)家平面大地控制網(wǎng)的方法：

1、常規(guī)大地測(cè)量法：①三角測(cè)量法：建立國(guó)家平面控制網(wǎng)，主要采用三角測(cè)量的方法。優(yōu)點(diǎn)：圖形簡(jiǎn)單、精度高、多余觀測(cè)量多、便于計(jì)算。缺點(diǎn)：布網(wǎng)困難大是以大地原點(diǎn)為基礎(chǔ)，在地面上選擇一系列控制點(diǎn)，并建立起一系列相連接的三角形，組成三角鎖和三角網(wǎng)。國(guó)家平面控制網(wǎng)按其精度可分為一、二、三、四等四個(gè)等級(jí)。已知大地原點(diǎn)坐標(biāo)(x1,y1)和以大地原點(diǎn)至鄰近一大地點(diǎn)連線作為起始邊的長(zhǎng)度(S12)及方位角(a12)，就可用三角形正弦定理依次推算出三角網(wǎng)中其他所有邊長(zhǎng)，各邊的坐標(biāo)方位角及各點(diǎn)的坐標(biāo)三角測(cè)量示意圖國(guó)家三角網(wǎng)的布設(shè)原則國(guó)家三角網(wǎng)：用三角測(cè)量方法建立的國(guó)家平面控制網(wǎng)1分級(jí)布網(wǎng)，逐級(jí)控制以高精度而稀疏的一等三角鎖，盡可能沿經(jīng)緯線方向縱橫交叉地迅速布滿全國(guó)，形成統(tǒng)一的骨干大地控制網(wǎng)，然后在一等鎖環(huán)內(nèi)逐級(jí)（或同時(shí)）布設(shè)二、三、四等三角網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上，可布設(shè)一、二級(jí)小三角或一、二、三級(jí)導(dǎo)線作為區(qū)域控制（或局部控制網(wǎng)）。2要有足夠的精度3要有足夠的密度4應(yīng)有統(tǒng)一的規(guī)格國(guó)家三角鎖、網(wǎng)的布設(shè)方案1一等三角鎖

國(guó)家大地控制網(wǎng)的骨干，主要作用是控制二等以下各級(jí)三角測(cè)量，并為研究地球形狀和大小提供資料。盡可能沿經(jīng)緯線方向布設(shè)成縱橫鎖，且交叉構(gòu)成網(wǎng)狀圖形。由近于等邊的三角形構(gòu)成，邊長(zhǎng)20-25km其中(平原為20km,山區(qū)為25km)。2二等三角鎖、網(wǎng)國(guó)家平面控制網(wǎng)的基礎(chǔ)，同時(shí)又是地形測(cè)圖的基本控制。它和一等三角鎖同屬國(guó)家級(jí)控制點(diǎn)。方案一：先在一等鎖環(huán)內(nèi)沿經(jīng)緯線縱橫交叉的二等基本鎖，再在其控制下布設(shè)平均邊長(zhǎng)約為13km的二等補(bǔ)充網(wǎng)。方案二：以連續(xù)三角網(wǎng)的形式布設(shè)在一等鎖環(huán)內(nèi)，四周與一等鎖銜接。（新方案）平均邊長(zhǎng)：13km（10-18）全國(guó)需布設(shè)6萬個(gè)3、三、四等三角網(wǎng)加密控制網(wǎng)，滿足測(cè)圖和工程建設(shè)的需要，采用插網(wǎng)或插點(diǎn)方法布設(shè)，也可以越級(jí)布網(wǎng)。三等網(wǎng)平均邊長(zhǎng)：8km四等網(wǎng)平均邊長(zhǎng)：2-6km在建立大地控制網(wǎng)時(shí)，還隔一定距離選測(cè)若干大地點(diǎn)的天文經(jīng)緯度、天文方位角和起始邊長(zhǎng)。圖中用粗線表示的)作為定向控制及校核數(shù)據(jù)等方面使用，故大地控制網(wǎng)又有天文大地控制網(wǎng)之稱。國(guó)家三角鎖、網(wǎng)的布設(shè)規(guī)格與精度要求等級(jí)平均邊長(zhǎng)（km）測(cè)角中誤差(″)三角形最大閉合差″最弱邊相對(duì)中誤差一等網(wǎng)20-25±0.7±2.51：150000二等網(wǎng)13±1.0±3.51：150000三等網(wǎng)8±1.8±7.01：80000四等網(wǎng)2-6±2.5±9.01：40000現(xiàn)已發(fā)展到利用衛(wèi)星大地測(cè)量的方法來布設(shè)全國(guó)性的、洲際的或全世界的衛(wèi)星大地控制網(wǎng)，使大地坐標(biāo)的獲得更加方便、經(jīng)濟(jì)和自動(dòng)化。②導(dǎo)線測(cè)量是把各個(gè)控制點(diǎn)連接成連續(xù)的折線，然后測(cè)定這些折線的邊長(zhǎng)和轉(zhuǎn)角，最后根據(jù)起算點(diǎn)的坐標(biāo)和方位角推算其他各點(diǎn)坐標(biāo)。如圖：

導(dǎo)線網(wǎng)與三角網(wǎng)相比，主要優(yōu)點(diǎn)在于：網(wǎng)中各點(diǎn)上的方向數(shù)較少，除結(jié)點(diǎn)外只有兩個(gè)方向，因而受通視要求的限制較小，易于選點(diǎn)和降低覘標(biāo)高度，甚至無須造標(biāo)。導(dǎo)線網(wǎng)的圖形非常靈活，選點(diǎn)時(shí)可根據(jù)具體情況隨時(shí)改變。網(wǎng)中的邊長(zhǎng)都是直接測(cè)定的，因此邊長(zhǎng)的精度較均勻。

導(dǎo)線網(wǎng)特別適合于障礙物較多的平坦地區(qū)或隱蔽地區(qū)。

導(dǎo)線網(wǎng)的缺點(diǎn)主要是：導(dǎo)線網(wǎng)中的多余觀測(cè)數(shù)較同樣規(guī)模的三角網(wǎng)要少，有時(shí)不易發(fā)現(xiàn)觀測(cè)值中的粗差，因而可靠性不高。導(dǎo)線測(cè)量是建立小地區(qū)平面控制網(wǎng)常用的一種方法，特別是地物分布較復(fù)雜的建筑區(qū)、視線障礙較多的隱蔽區(qū)和帶狀地區(qū)，多采用導(dǎo)線測(cè)量的方法。根據(jù)測(cè)區(qū)的不同情況和要求導(dǎo)線測(cè)量有形式:1、閉合導(dǎo)線：從一個(gè)已知高等級(jí)控制點(diǎn)出發(fā)開始測(cè)量，最后再回到這個(gè)控制點(diǎn)，形成一個(gè)閉合多邊形，稱為閉合導(dǎo)線；起訖于同一已知點(diǎn)的導(dǎo)線，稱為閉合導(dǎo)線。

2、附合導(dǎo)線：當(dāng)導(dǎo)線從一個(gè)已知高等級(jí)控制點(diǎn)開始測(cè)量，最后附合到另一個(gè)高等級(jí)控制點(diǎn)，則稱為附合導(dǎo)線。布設(shè)在兩已知點(diǎn)間的導(dǎo)線，稱為附合導(dǎo)線。細(xì)分有三種形式3.支導(dǎo)線：由一己知點(diǎn)和一已知邊的方向出發(fā)，既不附合到另一已知點(diǎn)，又不回到原起始點(diǎn)的導(dǎo)線，稱為支導(dǎo)線。用導(dǎo)線測(cè)量方法建立小地區(qū)平面控制網(wǎng)，通常分為一級(jí)導(dǎo)線、二級(jí)導(dǎo)線、圖根導(dǎo)線等幾個(gè)等級(jí)。通常將一、二等導(dǎo)線測(cè)量稱為精密導(dǎo)線測(cè)量。一等導(dǎo)線主要沿交通干線布設(shè)，構(gòu)成縱橫交叉的導(dǎo)線環(huán)，幾個(gè)導(dǎo)線環(huán)構(gòu)成導(dǎo)線網(wǎng)。導(dǎo)線網(wǎng)與一等三角鎖妥善銜接，構(gòu)成統(tǒng)一的控制網(wǎng)，二等導(dǎo)線布置在一等導(dǎo)線環(huán)或二等三角鎖內(nèi)，在測(cè)量條件特殊困難地區(qū)，可用精密導(dǎo)線測(cè)量代替一、二等三角測(cè)量，組成三角導(dǎo)線聯(lián)合網(wǎng)，作為國(guó)家大地網(wǎng)的基礎(chǔ)。③三邊測(cè)量法：三邊測(cè)量法的網(wǎng)形結(jié)構(gòu)同三角測(cè)量法一樣，只是觀測(cè)量不是角度而是所有三角形的邊長(zhǎng)，各內(nèi)角是通過三角形的余弦定理計(jì)算而得到的。常規(guī)大地測(cè)量法：主要有三角測(cè)量法、導(dǎo)線測(cè)量法、三邊測(cè)量法2、天文測(cè)量法：

天文測(cè)量法是在地面上架設(shè)儀器，通過觀測(cè)天體(主要是恒星)，并記錄觀測(cè)瞬間的時(shí)刻，來確定地面點(diǎn)的地理位置，即天文經(jīng)度、天文緯度和該點(diǎn)至另一點(diǎn)的天文方位角。因其定位精度不高，所以它不是建立國(guó)家平面大地控制網(wǎng)的基本方法。然而，在大地控制網(wǎng)中，天文測(cè)量卻是不可缺少的。

3、現(xiàn)在定位新技術(shù)⑴

GPS（全球定位系統(tǒng)）共包括三個(gè)部分：GPS衛(wèi)星星座（空間部分）、地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分）、GPS信號(hào)接收機(jī)（用戶設(shè)備部分）優(yōu)勢(shì)：①觀測(cè)站之間無需通視；②定位精度高；③提供三維坐標(biāo)；④操作簡(jiǎn)便；⑤全天候作業(yè)。

GPS的組成1.空間星座GPS衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星構(gòu)成，均勻分布在6個(gè)軌道面內(nèi)，每個(gè)軌道面有4個(gè)衛(wèi)星；衛(wèi)星軌道面與地球赤道面的傾角為60o；軌道平均高度20183km，衛(wèi)星運(yùn)行周期11小時(shí)58分。保證至少可以同時(shí)接收到4顆衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)。2.地面監(jiān)控部分監(jiān)控站主控站注入站2.地面監(jiān)控部分注入站又稱地面天線站，主要任務(wù)是通過一臺(tái)直徑為3．6m的天線，將來自主控站的衛(wèi)星星歷、鐘差、導(dǎo)航電文和其它控制指令注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)系統(tǒng)，并監(jiān)測(cè)注入信息的正確性。注入站現(xiàn)有3個(gè)，分別設(shè)在印度洋的迭哥加西亞、南太平洋的卡瓦加蘭和南大西洋的阿松森群島。2.地面監(jiān)控部分夏威夷設(shè)有一個(gè)監(jiān)測(cè)站。主要任務(wù)是連續(xù)觀測(cè)和接收所有GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)并監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀況，將采集到的數(shù)據(jù)連同當(dāng)?shù)貧庀笥^測(cè)資料和時(shí)間信息經(jīng)初步處理后傳送到主控站。地面監(jiān)控系統(tǒng)除主控站外均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，勿需人工操作。各地面站間由現(xiàn)代化通訊系統(tǒng)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化。3.用戶設(shè)備部分GPS接收機(jī)GPS數(shù)據(jù)處理軟件微處理機(jī)及終端設(shè)備歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)2002年3月24日，歐盟首腦會(huì)議批準(zhǔn)了建設(shè)伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的實(shí)施計(jì)劃。由于在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)以及阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)期間，歐洲軍隊(duì)使用GPS技術(shù)事實(shí)上都受到了限制。因此，歐盟首腦們意識(shí)到：“如果放棄伽利略計(jì)劃，我們將在今后20-30年間失去防務(wù)上的主動(dòng)權(quán)?！贝送猓だ杂?jì)劃帶來的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)也是不容忽略的。歐盟的一項(xiàng)研究預(yù)測(cè)表明，發(fā)展伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)，僅在歐洲就可以創(chuàng)造出14萬多個(gè)就業(yè)崗位，每年創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)收益將會(huì)高達(dá)90億歐元，到2020年，伽利略系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)收益將達(dá)到740億歐元。2008年年底，建成（27+3）伽利略衛(wèi)星工作星座。我國(guó)已成為建設(shè)伽利略系統(tǒng)的合作伙伴，并于2004年1月10日，在長(zhǎng)江上進(jìn)行了EG－NOS歐洲靜地衛(wèi)星導(dǎo)航重疊系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)應(yīng)用測(cè)試，為合作建設(shè)伽利略系統(tǒng)進(jìn)行科技準(zhǔn)備。俄羅斯的GLONASS1995年俄羅斯耗資30多億美元，完成了GLONASS導(dǎo)航衛(wèi)星星座的組網(wǎng)工作。它也由24顆衛(wèi)星組成，分布在3個(gè)軌道平面上，每個(gè)軌道平面有8顆衛(wèi)星，原理和方案都與GPS類似。GLONASS一開始就沒有加SA干擾，GLONASS導(dǎo)航定位精度較低，約為30—100米，測(cè)速精度0.15米/秒。其應(yīng)用普及情況遠(yuǎn)不及GPS，這主要是俄羅斯沒有開發(fā)民用市場(chǎng)；另外，GLONASS衛(wèi)星平均在軌道上的壽命較短，由于經(jīng)濟(jì)困難無力補(bǔ)網(wǎng)，在軌可用衛(wèi)星少，不能獨(dú)立組網(wǎng)。“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)我國(guó)獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)；我國(guó)已建立完善的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)；區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)2004年5月25日零時(shí)34分，“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將第三顆“北斗一號(hào)”導(dǎo)航定位衛(wèi)星送上太空。前兩顆分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空。這兩顆衛(wèi)星運(yùn)行至今，導(dǎo)航定位系統(tǒng)工作穩(wěn)定，狀態(tài)良好，取得了顯著效益。這次發(fā)射的“北斗一號(hào)”是導(dǎo)航定位系統(tǒng)的備份星。它與前兩顆“北斗一號(hào)”工作星組成了中國(guó)完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，確保全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息。它標(biāo)志著中國(guó)已建立了完善的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。對(duì)中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展將發(fā)揮重要作用?！氨倍芬惶?hào)”與GPS和GLONASS使用范圍不同：“北斗一號(hào)”是區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，只能用于中國(guó)及其周邊地區(qū)；而GPS和GLONASS都是全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，在全球的任何一點(diǎn)，只要衛(wèi)星信號(hào)未被遮蔽或干擾，都能接收到三維坐標(biāo)。衛(wèi)星數(shù)量和軌道不同：“北斗”是3顆，位于高度近3.6萬Km的地球同步軌道。GPS和GLONASS是24顆，位于2萬Km高度，分別在6個(gè)和3個(gè)軌道面上。定位原理不同：“北斗”是用戶先發(fā)射需定位的信號(hào)，通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面控制中心，控制中心解算出位置后再通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)給用戶；而GPS和GLONASS只需要接收4個(gè)衛(wèi)星的位置信息，由自己解算出三維坐標(biāo)。“北斗”本身是兩維導(dǎo)航系統(tǒng)，僅靠2顆星的觀測(cè)量尚不能定位，觀測(cè)量的取得及定位解算均在地面中心站進(jìn)行，衛(wèi)星和用戶機(jī)需具有轉(zhuǎn)發(fā)或收發(fā)信號(hào)功能，這實(shí)際上也就具有了一定的通信功能。GPS的應(yīng)用主要體現(xiàn)在GPS衛(wèi)星定位和導(dǎo)航：靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位。在飛機(jī)、輪船、車輛上廣泛應(yīng)用的導(dǎo)航就是一種廣義上的動(dòng)態(tài)定位。

(二)高程控制網(wǎng)：

是在全國(guó)范圍內(nèi)按統(tǒng)一規(guī)范，由一系列經(jīng)統(tǒng)一和精確測(cè)定高程的水準(zhǔn)點(diǎn)所組成的網(wǎng)，構(gòu)成國(guó)家高程控制網(wǎng)，即由青島水準(zhǔn)原點(diǎn)起，用水準(zhǔn)測(cè)量方法進(jìn)行逐點(diǎn)傳算；分一、二、三、四等，逐級(jí)建立；各級(jí)精度不一，一等點(diǎn)最精確。是全國(guó)測(cè)定其他所有地面點(diǎn)高程的控制基礎(chǔ)。高程控制點(diǎn)通常分水準(zhǔn)點(diǎn)和埋石點(diǎn)二種建立高程控制網(wǎng)的方法，主要由水準(zhǔn)測(cè)量來完成。1、水準(zhǔn)測(cè)量方法：是借助儀器所提供的水平視線來測(cè)定兩點(diǎn)間的高差。設(shè)后視A尺讀數(shù)為a，前視B尺讀數(shù)為b，則A、B兩點(diǎn)高差為hAB=a-b高差法：HB=HA+hAB視線高法：HB=(HA+a)-b水準(zhǔn)測(cè)量所使用的儀器為水準(zhǔn)儀，工具為水準(zhǔn)尺和尺墊。水準(zhǔn)儀按其精度可分為DS05、DSl、DS3和DSl0等四個(gè)等級(jí)高程點(diǎn)距水準(zhǔn)點(diǎn)較遠(yuǎn)或高差很大時(shí)，就需要連續(xù)多次安置儀器以測(cè)出兩點(diǎn)的高差。2、三角高程測(cè)量方法：是根據(jù)三角原理求得兩點(diǎn)間高差的一種方法。(如圖)：三角高程測(cè)量的精度低于水準(zhǔn)測(cè)量，在地面通行條件特殊困難，難以實(shí)施水準(zhǔn)測(cè)量的地區(qū)，高程控制網(wǎng)點(diǎn)的高程可用三角高程測(cè)量方法來完成。一等水準(zhǔn)網(wǎng)二等水準(zhǔn)網(wǎng)三等水準(zhǔn)網(wǎng)四等水準(zhǔn)網(wǎng)加密高程控制網(wǎng)的布設(shè)形式原則:由高級(jí)到低級(jí)、從整體到局部，逐級(jí)控制、逐級(jí)加密。分一二三四等。高程控制網(wǎng)的布設(shè)

國(guó)家高程控制網(wǎng)

由高級(jí)到低級(jí)、從整體到局部逐級(jí)控制、逐級(jí)加密的原則。在全國(guó)范圍內(nèi)布設(shè)了一、二、三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)，作為全國(guó)高程控制網(wǎng)，以此作為全國(guó)各地實(shí)施特別高測(cè)量的控制基礎(chǔ)。

我國(guó)國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)布設(shè)情況

分三期：

第一期，1976年以前完成，以1956年黃海高程系統(tǒng)為基準(zhǔn)。

第二期，1976年至1990年完成，以1985年國(guó)家高程基準(zhǔn)為基準(zhǔn)的一二等網(wǎng)

1990年后進(jìn)行的國(guó)家一等水準(zhǔn)網(wǎng)的復(fù)測(cè)和局部地區(qū)二等水準(zhǔn)。

高程控制網(wǎng)水準(zhǔn)路線的布設(shè):

一等水準(zhǔn)路線是國(guó)家高程控制骨干，沿地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定和坡度平緩的交通線布滿全國(guó)，構(gòu)成網(wǎng)狀。

二等水準(zhǔn)路線，一般沿鐵路、公路和河流布設(shè)，同樣也構(gòu)成網(wǎng)狀，是高程控制的全面基礎(chǔ)。二等水準(zhǔn)環(huán)線布設(shè)在一等水準(zhǔn)環(huán)內(nèi)；一、二等水淮測(cè)量稱為精密水準(zhǔn)測(cè)量，

三、四等水準(zhǔn)直接為測(cè)制地形圖和各項(xiàng)工程建設(shè)用，直接提供地形測(cè)量的高程控制點(diǎn)。全國(guó)各地地面點(diǎn)的高程，不論是高山、平原及江河湖面的高程都是根據(jù)國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)統(tǒng)一傳算的。按國(guó)家水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范規(guī)定，各等級(jí)水準(zhǔn)路線一般都應(yīng)構(gòu)成閉合環(huán)線或附合于高級(jí)水準(zhǔn)路線上。國(guó)家高程控制網(wǎng)：一、二、三、四等。城市高程控制網(wǎng)：二、三、四等。小地區(qū)高程控制網(wǎng)：三、四等各級(jí)高程控制網(wǎng)均采用水準(zhǔn)測(cè)量、高山地區(qū)可采用三角高程測(cè)量。第三節(jié)地圖的特性與構(gòu)成要素一、地圖的基本特征

地圖是地球表面在平面上的縮小圖形，那么是不是說凡是地球表面縮小在平面上的圖形都可以稱作是地圖嗎？從嚴(yán)格的意義上回答是否定的。地面風(fēng)景照片和風(fēng)景畫也是實(shí)地景物在平面上的縮小，但是與地圖有著本質(zhì)的區(qū)別，主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面。

１、地圖必須遵循一定的數(shù)學(xué)法則地圖是按嚴(yán)格的數(shù)學(xué)法則編制的，它具有地圖投影、比例尺、各種坐標(biāo)系統(tǒng)等數(shù)學(xué)法則，為什么采用依靠數(shù)學(xué)法則呢？地球的自然表面是一個(gè)極不規(guī)則的三維空間曲面，而地圖是一個(gè)二維平面，要把地球上的各種事物和現(xiàn)象表示在有限的地圖上，而且還要便于分析與量算，首先必須解決兩個(gè)問題，一是將地球按一定的比例縮??；二是將地球球面變換成地圖平面。1.可量測(cè)性

特殊的數(shù)學(xué)法則地球自然表面上的點(diǎn)

垂直投影地球橢球面

地圖投影可展面（圓柱、圓錐、平面）地圖投影比例尺地圖定向2.直觀性

地圖語言符號(hào)注記顏色3.一覽性

制圖綜合（概括）

兩次抽象：符號(hào)化過程和選取和概括（比例尺縮?。?、地圖是地理信息的載體

地圖容納和貯存了數(shù)量巨大的信息，這些地圖信息不僅能被積累，復(fù)制、組合、傳遞，還能被使用者根據(jù)自身的需要加以理解，提取及應(yīng)用。地圖的信息：位置：描述了空間事物所處的位置。屬性：反映空間事物和現(xiàn)象的性質(zhì)、數(shù)量

時(shí)間：時(shí)間信息也可以反映出來。開放信息；潛在信息二.地圖的構(gòu)成要素圖形要素（地理要素）：是地圖構(gòu)成要素中的主體部分，表達(dá)地理信息的各種圖形符號(hào)、文字注記。數(shù)學(xué)要素：確定地圖空間信息的依據(jù)地圖投影：通過數(shù)學(xué)方法建立地球平面與地圖平面之間的關(guān)系，將地球表面的點(diǎn)、線、面一一對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)移到地圖平面上。坐標(biāo)網(wǎng)：以便制作地圖和使用地圖，是地圖上不可缺少的要素。通常在地圖上繪有一種或兩種坐標(biāo)網(wǎng)，即經(jīng)緯網(wǎng)（地理坐標(biāo)網(wǎng)）和方里網(wǎng)（平面直角坐標(biāo)網(wǎng)）1：5萬1：50萬至1：100萬地形圖

小于1：1萬的地形圖上內(nèi)外圖廓間以1ˊ為單位給出分度帶短線

10ˊ為單位給出加密用的十字線

控制點(diǎn)：用以控制地圖內(nèi)容的平面位置和高程精度控制點(diǎn)有平面控制點(diǎn)、高程控制點(diǎn)和天文控制點(diǎn)之分，在地圖上均用不同的符號(hào)區(qū)分表示，一般來說，控制點(diǎn)只用于大比例尺地圖的制作和表示。定向的指標(biāo)線：通常以三北方向線作為地圖定向的依據(jù)比例尺：比例尺決定了實(shí)地地理事物的尺度投影地圖上時(shí)的縮小程度。輔助要素：

輔助要素是指除地圖主題內(nèi)容以外的其它內(nèi)容，一般情況下，輔助要素往往被置于制圖區(qū)域之外，所以輔助要有時(shí)也被稱為圖外要素工具性內(nèi)容的輔助要素：圖例、分度帶、比例尺、坡度尺等。說明性內(nèi)容的輔助要素：圖名、圖號(hào)、按圖表、地圖編制和出版的時(shí)間與單位、所用資料情況等。補(bǔ)充性內(nèi)容的輔助要素有：附圖（包括地圖、統(tǒng)計(jì)圖、剖面圖等）、圖像、表格和段落文字說明等測(cè)定地面坡度的工具是坡度尺1.地圖要素2.數(shù)學(xué)要素3.輔助要素4.補(bǔ)充說明認(rèn)知功能

⑴形成整體、全局的概念

⑵獲得制圖對(duì)象定性與定量特征

⑶建立制圖對(duì)象之間的空間關(guān)系

⑷建立制圖對(duì)象正確的空間圖像一、地圖的功能第四節(jié)現(xiàn)代地圖的作用與類型模擬功能信息的負(fù)載及傳遞

1.

經(jīng)濟(jì)建設(shè) 2.

科學(xué)研究 3.國(guó)防建設(shè) 4.政治、文化教育

及日常生活二、地圖的作用

經(jīng)濟(jì)及科學(xué)研究用圖

軍事用圖政治用圖

地形圖

旅游圖三、地圖的類型

1、按地圖信息存儲(chǔ)形式分類模擬地圖(AnalogMap)－傳統(tǒng)意義上的地圖。紙制、照片、布上的、可看的，摸著到的。數(shù)字地圖(DigalogMap)－也稱電子地圖，是用電子設(shè)備記錄地圖信息的一種地圖，必要進(jìn)可通過計(jì)算機(jī)圖形輸出設(shè)備恢復(fù)為地圖圖形。

2、按內(nèi)容分類普通地圖(General

Map)→以相對(duì)均衡的詳細(xì)程度，比較全面地反映制圖區(qū)域內(nèi)的各種自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的地圖，按比例尺可進(jìn)一步劃分為地形圖和地理圖。

六大地理要素：水系、居民地、交通網(wǎng)、地貌、土質(zhì)植被、境界和各種獨(dú)立目標(biāo)。

普通地圖專題地圖地理圖：反映地理事物的基本輪廓極其分布規(guī)律；地形圖：按照國(guó)家制定的統(tǒng)一規(guī)格、用指定的方法測(cè)制或根據(jù)可靠的資料編制的詳細(xì)表達(dá)普通地理要素的地圖。平面圖：涵蓋的實(shí)地范圍很小,比例尺很大,在一幅圖內(nèi)比例尺處處相同.專題地圖(Thematic

Map)是突出而詳細(xì)地表示一種或幾種主題要素或現(xiàn)象的地圖。自然專題地圖：地質(zhì)圖、地貌圖等人文專題地圖：政區(qū)圖、人口圖、經(jīng)濟(jì)圖等其他專題地圖3、按比例尺分類在我國(guó)地圖學(xué)領(lǐng)域的習(xí)慣劃分是：①比例尺≥1:10萬的地圖為大比例尺地圖②1:10萬>比例尺>1∶l00萬的地圖為中比例尺地圖