【正文】 常接近的規(guī)則曲面，來(lái)代替這種不規(guī)則的曲面。 航天器觀察地球 機(jī)艙窗口俯視大地 —— 地球 體 的 自然 表面 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 8 地球的自然表面并不光滑平順，珠穆朗瑪峰（ 8 m）與馬里亞納海溝（ 11 034 m）之間的高差約達(dá) 20 km。 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 7 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 一、地球體的基本特征 （一） 地球體的量度 地表是一個(gè)有些微起伏、極其復(fù)雜的表面。 ? 法國(guó) 1735年 測(cè)量論證地球是橢球。 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 6 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 一、地球體的基本特征 （一） 地球體的量度 17世紀(jì)后 ? 牛頓論證地球是一個(gè)橢球體。 公元 827年 ? 阿拉伯回教主 Al Mamum （阿爾曼孟）推算出 1176。 這個(gè)角度約是圓周的 1/50 圓周長(zhǎng)圓周角＝弧長(zhǎng)弧度 50?賽伊尼的子午線長(zhǎng)地球周長(zhǎng)＝亞歷山大到本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 5 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 一、地球體的基本特征 （一） 地球體的量度 公元 724— 725年 ? 張遂（一行）組織測(cè)量計(jì)算得子午線上的緯度 1176。第 2 章 地球體與地圖投影 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 電 子 教 案 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 新編地圖學(xué)教程 （第二版） 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 2 第 2 章 地球體與地圖投影 第 1節(jié) 地球體 第 2節(jié) 大地測(cè)量系統(tǒng) 第 3節(jié) 地圖投影 第 4節(jié) 地圖比例尺 第 2 章 地球體與地圖投影 高等教育出版社 高等教育電子音像出版社 第 1 節(jié) 地球體 電 子 教 案 普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 新編地圖學(xué)教程 （第二版） 本章首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 4 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 一、地球體的基本特征 （一） 地球體的量度 公元前 3世紀(jì) ? 希臘學(xué)者亞里士多德認(rèn)為大地是個(gè)球體。 ? 埃拉托色尼對(duì)地球大小作了第一次估算。的地面距離約 132 km，比現(xiàn)代測(cè)量值約長(zhǎng) 21 km。子午線弧長(zhǎng)，比現(xiàn)代測(cè)量值只差 1%。 ? 清康熙年間天文 –大地測(cè)量，實(shí)證地球不是正圓球。 現(xiàn)代天文測(cè)量 ? 地球是一個(gè)極半徑略短、赤道半徑略長(zhǎng)，北極略突出、南極略扁平，近于梨形的橢球體。 地球是一個(gè)表面光滑、藍(lán)色美麗的正球體。 由于地球的自然表面凸凹不平，形態(tài)極為復(fù)雜，難以成為測(cè)量與制圖的基準(zhǔn)面。 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 一、地球體的基本特征 （一） 地球體的量度 —— 地球 體 的 自然 表面 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 9 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 一、地球體的基本特征 （二） 地球 體 的物理表面 地球不是一個(gè)正球體，而是一個(gè)極半徑略短、赤道半徑略長(zhǎng)，北極略突出、南極略扁平，近似的不規(guī)則橢球體。 理想水準(zhǔn)面：它是一個(gè)無(wú)波浪、無(wú)潮汐、無(wú)水流、無(wú)大氣壓變化，處于流體平衡狀態(tài)的靜止海平面。 尋找一種與地球自然表面非常接近的規(guī)則曲面，來(lái)代替這種不規(guī)則的地球面。 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 一、地球體的基本特征 （二） 地球 體 的物理表面 大地水準(zhǔn)面：以理想水準(zhǔn)面作為基準(zhǔn)面向大陸延伸，穿過陸地、島嶼，最終形成的封閉曲面。 各國(guó)也往往選擇一個(gè)平均海水面代替大地水準(zhǔn)面，以其作為統(tǒng)一的高程基準(zhǔn)面。 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 一、地球體的基本特征 （三） 地球 體 的數(shù)學(xué)表面 地球橢球體： 假想將大地體繞短軸 (地軸 )飛速旋轉(zhuǎn)，以形成一個(gè)表面光滑的球體表面。 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 （三） 地球 體 的數(shù)學(xué)表面 ′ 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 15 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 一、地球體的基本特征 （三） 地球 體 的數(shù)學(xué)表面 總地球橢球： 與大地體吻合最好的旋轉(zhuǎn)橢球稱為總地球橢球，也叫總橢球或平均橢球，大地測(cè)量在確定這個(gè)總地球橢球時(shí)，要其達(dá)到與大地體最密合的 4個(gè)條件： 1. 地球橢球體中心和地球的質(zhì)心重合； 2. 地球橢球體的短軸和地球的地軸重合； 3. 地球橢球體起始大地子午面和起始天文子午面重合； 4. 在確定參數(shù) a、 α 時(shí)要滿足在全球范圍的大地水準(zhǔn)面差距的平方和為最小。 693 422 694 385 694 380 e 2 738 525 739 502 739 497 中國(guó) 1954年北京坐標(biāo)系采用 中國(guó) 1980年西安坐標(biāo)系采用 全球定位系統(tǒng)GPS 采用 ′ 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 17 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 二、地理坐標(biāo) （一） 天文經(jīng)緯度 （二） 大地經(jīng)緯度 （三） 地心經(jīng)緯度 地理坐標(biāo)，就是用經(jīng)線（子午線）、緯線、經(jīng)度、緯度表示地面點(diǎn)位的球面坐標(biāo)。 通常應(yīng)用天文測(cè)量和天文臺(tái)授時(shí)的方法解決。 ? 表示地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面上的位置 θ 垂線偏差 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 19 大地緯度 ? （ B）： 參考橢球面上某點(diǎn)的法線與赤道平面的夾角。 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 二、地理坐標(biāo) （二） 大地經(jīng)緯度 表示地面點(diǎn)在參考橢球面上的位置。東正西負(fù)。 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 20 ? 法截面 ：含 A點(diǎn)法線 AL 的平面所裁成的截面。 ? 子午圈截面 ： 含 A點(diǎn)法線 AL和橢球旋轉(zhuǎn)軸 PP1的法截面。 ? 卯酉圈截面 ： 含 A點(diǎn)法線 AL且垂直子午圈截面的法截面。 第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 A L E1 P1 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 21 子午圈曲率半徑 M (A點(diǎn)上所有截弧的曲率半徑中的最小值） 卯酉圈曲率半徑 N (A點(diǎn)上所有截弧的曲率半徑中的最大值）： 可知： N 隨緯度而變化。 可知： M 隨緯度而變化。 平均曲率半徑 R ： ?222s i n1)1( 21eeaMNR????第 1節(jié) 地球體 第 2章 地球體與地圖投影 緯度 ? 子午圈曲率半徑 M / m 卯酉圈曲率半徑 N / m 00 450 900 6 335 553 6 367 491 6 399 699 6 378 245 6 388 945 6 399 699 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 23 即橢圓的弧長(zhǎng)。因?yàn)榛?AA’甚小，可以把它看成以 M（該弧的曲率半徑）為半徑的圓周。 地心緯度： 指參考橢球面上觀測(cè)點(diǎn)和橢球質(zhì)心或中心連線與赤道面之間的夾角。 大地原點(diǎn) 各三角形邊長(zhǎng)及三角形頂點(diǎn)坐標(biāo) 三角鎖的起始邊 ——基線端點(diǎn) 三角形各內(nèi)角 天文經(jīng)緯度天文方向角 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 28 第 2節(jié) 大地測(cè)量系統(tǒng) 第 2章 地球體與地圖投影 二、大地控制網(wǎng) （一） 平面控制網(wǎng) 1. 三角測(cè)量 一等三角測(cè)量 (精度最高 ) 布設(shè)：基本按經(jīng)緯線方向。 鎖段：長(zhǎng)約 200 km， 16～ 20個(gè)三角形。 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 29 第 2節(jié) 大地測(cè)量系統(tǒng) 第 2章 地球體與地圖投影 二、大地控制網(wǎng) （一） 平面控制網(wǎng) 1. 三角測(cè)量 二等三角網(wǎng) 三角形平均邊長(zhǎng) 13 km 三等三角網(wǎng) 三角形平均邊長(zhǎng)約 8 km 四等三角網(wǎng) 三角形平均邊長(zhǎng)約 4 km 保證測(cè)繪 1︰ 10萬(wàn)、 1︰ 5萬(wàn)地形圖時(shí)，每 150 km178。 保證 l︰ ，每 50 km178。 保證在 1︰ 1萬(wàn)測(cè)圖時(shí)，每點(diǎn)可以控制20 km178。 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 30 第 2節(jié) 大地測(cè)量系統(tǒng) 第 2章 地球體與地圖投影 二、大地控制網(wǎng) （一） 平面控制網(wǎng) 2. 導(dǎo)線測(cè)量 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)。 支導(dǎo)線 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 31 國(guó)家平面控制網(wǎng) 國(guó)家平面控制網(wǎng)含三角點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)共 154 348個(gè)，構(gòu)成 1954北京坐標(biāo)系 、 1980西安坐標(biāo)系 兩套系統(tǒng)。 高程起算基準(zhǔn)面： 黃海平均海水面 1985國(guó)家高程： 4 m 1956年黃海高程： m 國(guó)家水準(zhǔn)原點(diǎn)：山東青島 青島觀象山水準(zhǔn)原點(diǎn) 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 33 第 2節(jié) 大地測(cè)量系統(tǒng) 第 2章 地球體與地圖投影 二、大地控制網(wǎng) （二） 高程控制網(wǎng) AB兩點(diǎn)間高差 h = hB – hA 待求點(diǎn) B的高程 HB= HA + h 高程控制網(wǎng)的主要建立方法 一等水準(zhǔn)路線是國(guó)家高程控制骨干，沿交通干線布設(shè)，并構(gòu)成網(wǎng)狀。 三、四等水準(zhǔn)路線，提供地形測(cè)量的高程控制點(diǎn)。 h = S x sinα + i – l 制約大地測(cè)量精度因素： 儀器誤差、地球曲率與大氣折光差等。 h = D tanα + i – l本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 35 國(guó)家高程控制網(wǎng)使用的是 1985國(guó)家高程系統(tǒng)共有水準(zhǔn)點(diǎn)成果 114 041個(gè)，水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度為 416 km。 一般情況下可見到 6～ 8顆，全天在地球上任何地點(diǎn)都能進(jìn)行 GPS 定位。 GALILEO：星座由 30顆衛(wèi)星組成。 本章首頁(yè) 本節(jié)首頁(yè) 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 39 第 2節(jié) 大地測(cè)量系統(tǒng) 第 2章 地球體與地圖投影 三、全球定位系統(tǒng) 北斗一號(hào)：衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng) ： 由 4顆衛(wèi)星組成，具備中國(guó)及其周邊地區(qū)的導(dǎo)航定位及通訊能力。2022年，系統(tǒng)將首先具備覆蓋亞太地區(qū)的服務(wù)能力； 2020年前后，整個(gè)系統(tǒng)將具備覆蓋全球的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)能力。整個(gè)系統(tǒng)由 5顆靜止軌道衛(wèi)星和 30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成。 《 新編地圖學(xué)教程 》 （第二版） 第 2章 地球體與地圖投影 40 第