第2章 第2讲 地面点位的确定
- 格式：ppt
- 大小：5.56 MB
- 文档页数：25
下载文档原格式
合集下载
建筑施工测量课件子单元1-2 地面点位的确定
绝对高程
单元1 绪论
子单元2 地面点位的确定
（3）相对高程
相对高程是采用假定的水准 面作为起算高程的基准面，点 到该水准面的铅垂距离。由于 高程基准面是根据实际情况假 定的，故相对高程有时也称为 假定高程。
如图，地面点 A、B的相对 高程分别为HA′和HB′。若假 定水准面的绝对高程为H0， 则地面点A的相对高程与绝对 高程之间的换算关系为：
单元1 绪论
子单元2 地面点位的确定
单元1 绪论
子单元2 地面点位的确定
（1）地球的形状 地球自然表面很不规则，有高山、丘陵、平原和海洋。其中 最高的珠穆朗玛峰高出海水面达8848米，而最低的马里亚纳海 沟低于海水面达11022米。但是这样的高低起伏，相对于地球 巨大的半径来说还是很小的，因此，人们把海水面所包围的地 球形体看作地球的形状。
三、确定点位的 基本测量工作
单元1 绪论
一、地球的形状与大小
为了确定地面点位， 应有相应的基准面和基准 线作为基据，测量工作是 在地球表面上进行的，测 量的基准面和基准线与地 球的形状与大小有关。
1.关于地球
2.大地水准面
3.参考椭球面
子单元2 地面点位的确定
1.关于地球
(1)地球的形状 (2)水准面 (3)铅垂线
子单元2 地面点位的确定
单元1 绪论
子单元2 地面点位的确定
我国位于北半球，x 坐标均为正值，而 y 坐标则有正有负， 为避免 y 坐标出现负值，规定把 标系，规定 y 坐标值前加上带号。例如某点坐标为：
x = 3267851 m
单元1 绪论
子单元2 地面点位的确定
二、确定地面点位的方法
从数学中知道，一点的空间位置需要用三个独立的量来确定 。在测量工作中，这三个量通常用该点在参考椭球面上的铅垂 投影位置和该点沿投影方向到大地水准面的距离来表示。其中 前者由两个量构成，称为坐标；后者由一个量构成，称为高程 。也就是说，我们用坐标和高程来确定地面点位置。
1.2地面点位的确定
结果为正表示该点在中央子午线东侧，若结果为 负表示该点在中央子午线西侧）。
§1-2 地面点位的确定
3.平面直角坐标系
在小地区的工程测量中，可将这个小 区域（一般半径不大于10km的范围内）的 水准面近似看作水平面，并在该面上建立 独立平面直角坐标系，用平面直角坐标来 表示地面点的平面位置。
§1-2 地面点位的确定
我国以陕西省-泾阳县大 地原点建立的大地坐标系， 称为“1980西安坐标系”，
地理坐标： 东经108°55′ 北纬34°32′， 海拔417.2m。 历史上曾用过“1954北京 坐标系” 现在用“2000国家大地坐 标系”
大地原点结构
大地原点中心标石结构
投影台投影原理
从起始子午面起算，向东为正，由 0°至180°，称 为东经；向西为负，由0°至180°，称为西经。
纬度 —过地面某点的椭球面法线与赤道面的 夹角，用B表示。
从赤道面起算，由赤道面向北为正，从 0°到90°， 称为北纬；由赤道面向南为负，从 0°到90°，称为 南纬。
§1-2 地面点位的确定
500km 中央子午线投影
x(N)
赤道
yA
yA A
yB
B yB
xB
xA
y(E)
O
§1-2 地面点位的确定
某点坐标为x= 3263245m,y=21 534357m 表示该点位于第21个6°带上，距赤道3263245m， 距中央子午线34357m。
解: 根据概念:y=y*+500km,
将坐标代入可得: 534357=y*+500000 y*=34357m
2005年10月9日发布的珠穆 峰顶岩石面海拔高程为8844.43m ，
岛观象山
地面点位的确定
当hAC为正时， C点高于A点； 当hAC为负时， C点低于A点；(高差下标的顺序，不能写反！
a
3
我国的高程系统： 水准原点 全国高程的起算点。 1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m）
目前我国统一采用
1985年国家高程基准 。
水准原点 H0
验潮站
a
大地水 准面
1）1954年北京坐标系 克拉索夫斯基椭球、大地原点在苏联。
2）1980国家大地坐标系。
IUGG-75（1975国际大地测量与地球物理联合会）地 球椭球、大地原点在陕西省永乐镇。
3）WGS-84坐标系
是世界大地坐标系，坐标原点在地心，采用WGS-84 椭球。GPS定位系统得到的地面点的位置就是 WGS-84坐标。
a
11
2、高斯投影的原理
高斯投影采用分带投影。将椭球面按 高斯投影平面
一定经差分带，分别进行投影。
N
中
央
子
午
赤道
线
c
赤道
S
a
12
高斯投影平面
中
央
子
午
赤道
线
高斯投影必须满足：
1．高斯投影为正形投影， 即等角投影；
2．中央子午线投影后为直 线，且为投影的对称轴；
3．中央子午线投影后长度 不变。
a
13
的二面角叫做P点的大地经度，用L表示。
大地纬度：过P点的法线 Pn与赤道面的夹角叫做P点
的大地纬度，用B表示。
L取值范围： 东经0~180˚ 西经0~180˚ B取值范围： 北纬0~90˚ 南纬0~90˚
起始子午面 （首子午面）
M
大地经度L
a
3
我国的高程系统： 水准原点 全国高程的起算点。 1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系 （72.289m）
目前我国统一采用
1985年国家高程基准 。
水准原点 H0
验潮站
a
大地水 准面
1）1954年北京坐标系 克拉索夫斯基椭球、大地原点在苏联。
2）1980国家大地坐标系。
IUGG-75（1975国际大地测量与地球物理联合会）地 球椭球、大地原点在陕西省永乐镇。
3）WGS-84坐标系
是世界大地坐标系，坐标原点在地心，采用WGS-84 椭球。GPS定位系统得到的地面点的位置就是 WGS-84坐标。
a
11
2、高斯投影的原理
高斯投影采用分带投影。将椭球面按 高斯投影平面
一定经差分带，分别进行投影。
N
中
央
子
午
赤道
线
c
赤道
S
a
12
高斯投影平面
中
央
子
午
赤道
线
高斯投影必须满足：
1．高斯投影为正形投影， 即等角投影；
2．中央子午线投影后为直 线，且为投影的对称轴；
3．中央子午线投影后长度 不变。
a
13
的二面角叫做P点的大地经度，用L表示。
大地纬度：过P点的法线 Pn与赤道面的夹角叫做P点
的大地纬度，用B表示。
L取值范围： 东经0~180˚ 西经0~180˚ B取值范围： 北纬0~90˚ 南纬0~90˚
起始子午面 （首子午面）
M
大地经度L
第2章 地面点位的确定
xp xp , xp xp
1 1 2 2
o
y
x p1 .650m 302855 y p 136780 .360m
1
y p1=500000+ y p1
=+ 636780.360m （带号）
500km
y p2 = 500000+ y p2
=+ 227559.720m （带号）
L （四舍五入） 6
L （取整）+1 3
例：已知某点的大地经度为12336 ，则该点各在6º 带和3º 带的哪一带？
L 123.6 (四舍五入) 1 20.6 21(带) 6 6 L 123.6 n (取整) 1 41.2 4（带） 2 3 3 N
我国领地在大地坐标系中的经度位置约为：74°～135° :
2
xp .650 m p302855 302855 .650 m x .650 m p1 1 302855 y )) 636780 .360 m y 136780 .360m y p1 (( 带号 带号 636780 .360 m
1
p1
p1
p1
国家统一坐标：
高斯平面直角坐标系与数学上的笛卡尔平面直角 坐标系的异同点 ：
不同点：
Ⅳ
x
Ⅰp D
1、 x，y轴互换。
2、 坐标象限不同。 3、表示直线方向的角度 定义不同。 相同点：
Ⅲ o
x=Dcos y=Dsin
y
Ⅱ
高斯平面直角坐标系
y Ⅱ
o Ⅲ D Ⅰ x Ⅳ
p
x=Dcos y=Dsin
数学计算公式相同。
x p2 232836 .180m y p 272440 .280m
1 1 2 2
o
y
x p1 .650m 302855 y p 136780 .360m
1
y p1=500000+ y p1
=+ 636780.360m （带号）
500km
y p2 = 500000+ y p2
=+ 227559.720m （带号）
L （四舍五入） 6
L （取整）+1 3
例：已知某点的大地经度为12336 ，则该点各在6º 带和3º 带的哪一带？
L 123.6 (四舍五入) 1 20.6 21(带) 6 6 L 123.6 n (取整) 1 41.2 4（带） 2 3 3 N
我国领地在大地坐标系中的经度位置约为：74°～135° :
2
xp .650 m p302855 302855 .650 m x .650 m p1 1 302855 y )) 636780 .360 m y 136780 .360m y p1 (( 带号 带号 636780 .360 m
1
p1
p1
p1
国家统一坐标：
高斯平面直角坐标系与数学上的笛卡尔平面直角 坐标系的异同点 ：
不同点：
Ⅳ
x
Ⅰp D
1、 x，y轴互换。
2、 坐标象限不同。 3、表示直线方向的角度 定义不同。 相同点：
Ⅲ o
x=Dcos y=Dsin
y
Ⅱ
高斯平面直角坐标系
y Ⅱ
o Ⅲ D Ⅰ x Ⅳ
p
x=Dcos y=Dsin
数学计算公式相同。
x p2 232836 .180m y p 272440 .280m
地面点位的确定
72.2604米
第三节 用水平面代替水准面的限度
❖ 对距离的影响
d
d Rtg s R
S d s Rtg R
R( 1 3 )
3
1 s3 3 R2
s 1 s 2 s 3R
在半径为10km的区域，地球曲率对 水平距离的影响可以忽略不计，即 可以用水平面代替大地水准面。
❖ 对高差的影响
❖ 为了区分不同投影带中的点， 在点的Y坐标值上加带号N
❖ 如某点在第20带， y=+136780m, 则 y=500000+136780=636780m 最终y=20636780m
4、平面直角坐标系
❖ 当测区的范围较小（半径<=10km时），可把该部分 的球面视为水平面，将地面点直接沿铅垂线方向投 影于水平面上。
控制测量
碎 部 测 量
思考题
❖ 测量工作的基准面和基 准线是什么？
❖ 测量的基本原则是什么？ 为什么要遵循这样的原 则？
❖ 测量平面直角坐标系与 数学上的直角坐标系的 区别？
❖ 测量工作的基本内容是 什么？
其面上处理测量成果。 ❖ 用一非常接近大地水准面的数学曲
P
面------旋转椭球面代替大地水准面，
用旋转椭球体描述地球。又称参考
椭球体。
参数：长半径 a=6378140m 短半径b=6356755m
扁率f=(a-b)/a=1/298.257
❖ 在测量精度要求不高的情况下，
可以把地球看作是圆球，半径为
我国在青岛建立验潮站，测得1950—1979年黄海平均 海水面作为我国的大地水准面，并在青岛市观象山设 立水准原点，作为我国高程测量的依据，该点高程为
72.260m，我们将其称为“1985国家高程基准”。
第三节 用水平面代替水准面的限度
❖ 对距离的影响
d
d Rtg s R
S d s Rtg R
R( 1 3 )
3
1 s3 3 R2
s 1 s 2 s 3R
在半径为10km的区域，地球曲率对 水平距离的影响可以忽略不计，即 可以用水平面代替大地水准面。
❖ 对高差的影响
❖ 为了区分不同投影带中的点， 在点的Y坐标值上加带号N
❖ 如某点在第20带， y=+136780m, 则 y=500000+136780=636780m 最终y=20636780m
4、平面直角坐标系
❖ 当测区的范围较小（半径<=10km时），可把该部分 的球面视为水平面，将地面点直接沿铅垂线方向投 影于水平面上。
控制测量
碎 部 测 量
思考题
❖ 测量工作的基准面和基 准线是什么？
❖ 测量的基本原则是什么？ 为什么要遵循这样的原 则？
❖ 测量平面直角坐标系与 数学上的直角坐标系的 区别？
❖ 测量工作的基本内容是 什么？
其面上处理测量成果。 ❖ 用一非常接近大地水准面的数学曲
P
面------旋转椭球面代替大地水准面，
用旋转椭球体描述地球。又称参考
椭球体。
参数：长半径 a=6378140m 短半径b=6356755m
扁率f=(a-b)/a=1/298.257
❖ 在测量精度要求不高的情况下，
可以把地球看作是圆球，半径为
我国在青岛建立验潮站，测得1950—1979年黄海平均 海水面作为我国的大地水准面，并在青岛市观象山设 立水准原点，作为我国高程测量的依据，该点高程为
72.260m，我们将其称为“1985国家高程基准”。
《地面点位的确定》课件
土地利用
土地资源调查
01
通过地面点位确定，可以对土地资源进行精确测量和分类，为
土地利用规划和土地资源管理提供基础数据。
土地评估
02
在土地评估中，地面点位确定可以帮助确定土地的价值和等级
，为土地交易和市场管理提供依据。
土地整治
03
通过地面点位确定，可以对土地进行精确测量和规划，为土地
整治和复垦提供基础数据。
混合法
合成孔径雷达干涉测量法（InSAR）
利用合成孔径雷达（SAR）技术，结合干涉测量原理，对地球表面进行高精度测 量。这种方法适用于地形测绘、地质调查和灾害监测等领域。
遥感与GIS综合法
利用遥感技术获取地面信息，结合地理信息系统（GIS）进行数据处理和分析。 这种方法精度高，覆盖范围广，但数据获取和处理成本较高。
05
地面点位确定的未来发展
高精度测量技术的发展
总结词
随着科技的进步，高精度测量技术将更加精准、高效，为地面点位的确定提供更可靠的数据支持。
详细描述
目前，高精度测量技术已经取得了长足的进步，如卫星定位、激光雷达等技术的应用，大大提高了测 量精度和效率。未来，随着技术的不断创新和完善，高精度测量技术将更加精准、高效，为地面点位 的确定提供更可靠的数据支持。
感谢您的观看
THANKS
环境保护
环境监测
通过地面点位确定，可以精确测量环境监测点的位置和高度，为环 境监测提供基础数据，确保监测数据的准确性和可靠性。
生态保护
在生态保护中，地面点位确定可以帮助确定生态保护区的范围和边 界，为生态保护提供基础数据。
灾害预警
在灾害预警中，地面点位确定可以帮助确定灾害预警点的位置和范围 ，为灾害预警提供基础数据。
地面点的确定
地面点位的确定
测量工作的基本任务是确定地面点的空间位置，通常是确定地面点在球面或平面上的那个投影位置，以及地面点到大地水准面的铅垂距离，也就是确定地面点的空间位置的坐标和高程。
地面点的坐标
地面点可以根据不同的用途，在地理坐标高斯平面直角坐标平面直角坐标中选用。
（一）地理坐标
在大区域内地面点的位置以地球坐标系统来表示。
用经度纬度白哦是地面点在球面上的位置，称为地理坐标。
地理坐标又因采用的基准面基准线及测量计算坐标方法不同而分为天文地理坐标和大地地理坐标。
1.天文地理坐标：天文经度。
地面点位确定
地面点位确定1、地球球形状和大小不野外地质工作、矿权圈定、各种工程施工都是在地球表面进行，需要确定点位的空间位置。
点位确定就必需建立参考基准：坐标系，这与地球的形状和大小不一密切相关。
水平距离：空间两点投影到水平面两点之间的长度水平角落空间两相交直线在水平面投影之间的两面角因此水平面就作为野外工作的基准面，由于我们工作的地表面是高低起起伏形状差异有高山有低谷、平原、海洋等等水平面就不至。
海洋大约７１％占地球表面，把地球想象成处于静止状态海水面延伸穿过快陆地所包围的形体。
这个形体称作大地体，表面就水准面，通过平均海水面的水准面为大地水准面大地水准面特点大地体与铅垂线正交。
由于地球表面起伏不平和内部物质分布不均匀，大地水准面实际上是不规则的曲面，不便于建立坐标系和计算。
从而引进参考椭球代替大地体：大地体的确定○1要求参考椭球的球心和大地体质心;○2两者表面间相距差平方和最小。
椭球由ＮＷＳＥ绕着短轴ＮＳ旋转而成椭圆长半轴a短半轴b扁率α＝(a-b)/a实际只有两个参数就可以确定椭圆形状了由于长半轴和扁率、参考基点不一致产生不同的坐标系我们比较熟悉常见的有：1954北京坐标系1980国家大地坐标系1984世界坐标系1954坐标系采用的是前苏联克拉索夫斯基参数原点设在北京(实际是从前苏联推算过来)a= 6378245b=6356863α＝1:298.31980年国家大地坐标系参数采用1975年16 届国际大地测量与地球物理协会联合推荐的数据通原点设陕西省泾阳县内a= 6378140mb=6356755α＝1:298.2571984世界坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系,原点在地球质心a= 637817±2mα＝1:298.257223583２、地面点表示方法地面点表示方法由地面点投影到地球椭球面的位置和点到大地水准面的铅垂距离（高程）来确定即平面位置和高程位置○1地面点高程有时称谓绝对高程、高程、海拔我国高程起算面是与黄海平均海水吻合的大地水准面，该面上各点高程为零，根据53年——56、56——77两个时期青岛验潮站观测数据国家水准原点高程分别为：72.289 72.260 对应也有了1956黄海高程系和1985国家高程基准○2地面点平面位置a\ 地理坐标地面点投影到地球椭球的位置一般用地理坐标:大地经度λ或L 大地纬度表示,φ或B表示.通过地面任一点M和地轴(NS)所构成的子午的平面为子午面,经过原英国格林尼治天文台的子午面为起始子午面,M点的子午面与起始子午面的夹角为M点的经度,以起始子午面为0度向东东经0~180 向西西经0~180.过M点的法线与赤道面的夹角为纬度向北为北纬0~90 向南为南纬0~90 地面点任何一点对应着地理坐标.地理坐标实际是球面坐标要精确的点位经纬度要很精确才行比如1秒的经差大概就在地表相当于31米,而且是不便于直接计算,为此需要建立球面坐标联系到平面直角坐标或者说转换成.B高斯克吕格平面直角坐标把球面点影我国采用高斯正形投影其建立:设想用一个平面卷成一个空心椭圆柱把它横套在地球表面,某个6度或是度带的中央子午线与圆柱面相切,椭球面上的图形与椭圆柱面上的图形保持等角下,把图形投影到椭圆柱面上,然后切开.这种投影中央经线长度比等于1 中央子午线和赤道相互垂直,其它经线均为凹向中央子午线的曲线,其它纬线均以赤道为对称的向两极弯曲的曲线,角度没有变形经线长度比均大于 1 长度变形为正, 距中央子午线愈远变形愈大,最大变形在边缘经线与赤道的交点上,面积也是如此,为了保证地图的精度采用分带投影的方法,即投影东西范围使其变形不超过一定的限度, 由此有了6度带，3度带 1.5带（我们很少接触）甚至更小。
一级结构基础基础辅导：地面点位的确定
三、地⾯点位的确定（⼀）确定点位的坐标系(1) 空间直⾓坐标系——以⾚道平⾯为基准⾯，以地球质⼼为坐标原点的地⼼坐标系。
(2) 地球（或地理）坐标系——以⾚道平⾯和⾸⼦午线为基准⾯，以⼤地经度L和⼤地纬度B确定点位的球⾯坐标系。
(3) 平⾯直⾓坐标系——利⽤空间直⾓坐标或球⾯坐标系，将地⾯点位投影到某平⾯上的直⾓坐标系（⼆）地⾯点的平⾯位置地球椭球体是⼀个不可展开的曲⾯，把地球表⾯上的点化算到平⾯上称为地图投影，我国采⽤“⾼斯投影”的⽅法。
将地球表⾯按经线划分成投影带，从⾸⼦午线起，每隔 (或 )化为⼀带，⾃西向东将地球表⾯划分为60（或120）个带。
各带中央的⼦午线称为该带的中央⼦午线。
⾼斯投影的基本理论：设想取⼀个空⼼椭圆柱体与地球椭球体的中央⼦午线相切，在球⾯图形与柱⾯图形保持等⾓的条件下，将球⾯上的图形投影到柱⾯上。
⽽后将柱⾯展开。
在该坐标系内，规定X轴⽅向向北为正，Y轴⽅向向东为正。
⽅位⾓正北⽅向为⾓⽅向，顺时针⽅向为正。
⾼斯平⾯直⾓坐标系在我国范围内是统⼀采⽤，⼜称“⼤地坐标系”。
（三）地⾯点的⾼程地⾯点到⼤地⽔准⾯的铅垂距离称为该点的“绝对⾼度”，⼜称“海拔”，⼤地⽔准⾯是平均海⽔⾯的抽象延伸，海⽔⾯的平均⾼度（平均海⽔⾯）作为⾼程零点，即⼤地⽔准⾯通过的点。
在局部地区如果⽆法知道绝对⾼程时，也可以假定⼀个⽔准⾯作为“⼤地⽔准⾯”，地⾯点到假定⼤地⽔准⾯的铅垂距离称为“假定⾼程”，或称“相对⾼程”。
图中A、B点的相对⾼程分别为HA、HB。
两地⾯点之间的绝对⾼程或相对⾼程之差称为“⾼差”，⼀般⽤h表⽰。
A、B两点间的⾼差为：hAB=HB-HA=H’B-H’A。
测量地面点位的确定
测量地面点位的确定测量工程中定位空间一个点需要三个量。
首先选择一个投影面（或者基准面），把这个空间的点投影到基准面上得到点在基准面上面的坐标，这是第一步。
那么，这个可以叫点到投影面或到基准面的投影为x y，或者用入、∮表示经度、纬度，这是第一个两个量。
还有第三个量，通过这个点到投影面的距离用h来表示，这样就可以把空间的点用三个量清晰的表示出来。
既然要选择一个基准面，第一项工作就要选择投影的基准面。
最能代表地球表面的面是海洋面，选择的基准面就选择海水面。
水准面不是水平面，水准面实际是一个曲面。
水准面上任意一点与重力方向垂直，处处与重力相垂直的曲面叫水准面。
海水面一直在变化的运动的，只能取一个平均的海水面，把它作为基准面。
水准面有无数多个，其中那个和平均海水面重合的水准面就是大地水准面。
测量在地球表面展开，任一点受离心力及引力作用，合力称为重力，重力方向线就是测量基准线，是用来选择水准面或者基准面。
测量工作的基准线是选择测量工作的基准面是大地水准面。
在基准面上面的点的坐标。
点的坐标表示方法通常用两种。
第一种称为天文地理坐标，它用经度和纬度来表示。
确定地面点的空间位置需3个参数：X(纵坐标)，Y(横坐标)，H(高程)或入(经度)，∮(纬度)，H(高程)。
从整个地球考虑点的位置，通常是用经纬度表示。
用经纬度表示点的位置，称为地理坐标。
假定PP1为地球旋转轴，O为地心。
通过地球旋转轴的平面称子午面，子午面与地球表面的交线称子午线(经线)。
通过格林威治天文台G的子午线称首子午线。
地球表面任一M点的子午面PMM'P 与首子午面所组成的二面角，用入表示，称为M点的经度。
经度由首子午面向东向西各0°~180°，向东的称东经，向西的称为西P经。
我国在东半球，各地的经度都是东经。
通过地心o与地球旋转轴PP1垂直的平面EE1，称为赤道平面。
赤道平面与地球表面的交线称为赤道。
过M点的铅垂线与赤道面EG'M'E1的夹角称M点的纬度。
地面点位置的确定
1.水准面、大地水准面、水平面
水准面 定义：静止的水面称为水准面，水准面是受地球表面重力场影响而形成的， 是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，因此是一个重力场的等位面。
水准面的作用：它是测量学中野外观测的基准面，与之正交的铅垂线（即 重力线）是野外观测的基准线。
影响水准面的因素：因为水准面是重力场的等位面，因此其形态必然受重力 场分布的控制。重力场分布既受地球内部物质密度场分布及地球自转的影响， 同时还受地外因素的影响主要是月球和太阳。由于受月球和太阳的影响，水准 面会发生周期性变化。潮汐是其显著的体现现象。
3.绝对高程、相对高程、高差、海拔、建筑标高
1.绝对高程：绝对高程(或称海拔)，是指地面点沿垂线方向至大地水准面的 距离。
2.相对高程：在局部地区，当无法知道绝对高程 时，假定一个水准面作为高程起算面，地面点到 该假定水准面的垂直距离称为相对高程，又称为 假定高程。 3.高差：高差是两点间高程之差。首先选择一 个面作为参考面（一般选择地面），然后测出 两点相对参考面的高度，两高度之差即为高差 （可为正，可为负）。 4.海拔：海拔是指地面某个地点高出海平面的 垂直距离。
5.建筑标高：建筑标高是在相对标高中，凡是包括装饰层厚度的标高，称 为建筑标高，注写在构件的装饰层面上，也叫面层标高。
4.用水平面代替水准面，对高程有很大的影响，是 否需要修正测量所得的高程的数据呢？
水平面：完全静止的水所形成的平面
2.1980、2000国家大地坐标系
1980国家大地坐标系（National Geodetic Coordinate System 1980）是中国 于1978年4月经全国天文大地网会议决定、并经有关部门批准建立的坐标系。 是采用1975年国际大地测量与地球物理联合会（IUGG）推荐的地球椭球，以 中国地极原点JYDl968.0系统为椭球定向基准，大地原点选在西安附近的泾阳 县永乐镇；综合利用天文、大地与重力测量成果；以地球椭球体面在中国境 内与大地水准面能达到最佳吻合为条件，利用多点定位方法而建立的国家大 地坐标系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
东至东经135º，东西横跨 东至东经 ，
11个 带 13-23） 11个6º带（13-23） 各带又独自构成直角 坐标系。 坐标系。 故：X值均为正， 值均为正， 而Y值则有正有负。 值则有正有负。
赤 道
世界地图
探索
x p2 = +232836.232836.180m x x p = +180m y = + y p ′ = −272440720m （带号） 227559. .280m
平行圈
赤道 子午线
O
y
中央子午线
4、投影带的划分
我国规定按经差6 我国规定按经差6º 进行投影分带。 和3º进行投影分带。 进行投影分带 开始， 6º带自首子午线开始， 带 首子午线开始 按6º的经差自西向东分成 的经差自西向东分成 60个带 个带。 60个带。
3º带自1.5 º开始，按 带 开始， 开始 3º的经差自西向东分成 的经差自西向东分成 120个带。 个带。 个带
中央子午线 赤道 子午线 O 平行圈
x
y
x
（4） 除赤道外的其余纬线， 除赤道外的其余纬线， 投影后为凸向赤道的曲线， 投影后为凸向赤道的曲线， 并以赤道为对称轴。 并以赤道为对称轴。 （5）经线与纬线投影后仍 然保持正交。 然保持正交。 所有长度变形的线段， （6） 所有长度变形的线段， 其长度变形比均大于l 其长度变形比均大于l。 离中央子午线愈远， （7）离中央子午线愈远， 长度变形愈大。 长度变形愈大。
若已知某点的经度为L，则该点的6º 若已知某点的经度为L 则该点的6 带的带号N由下式计算： 带的带号N由下式计算：
L 取整） N＝ （取整）+1 6
若已知某点的经度为L 若已知某点的经度为L，则该点 所在3 带的带号按下式计算 带的带号按下式计算： 所在3º带的带号按下式计算：
L 四舍五入） n＝ （四舍五入） 3
等角投影。 高斯投影是一种等角投影 高斯投影是一种等角投影。它是由德国 数学家高斯(Gauss，1777~1855)提出， 数学家高斯(Gauss，1777~1855)提出，后经德 (Gauss 提出 国大地测量学家克吕格(Kruger，1857～ 国大地测量学家克吕格(Kruger，1857～1923) (Kruger 加以补充完善，故又称“高斯 克吕格投影 克吕格投影” 加以补充完善，故又称“高斯—克吕格投影”， 简称“高斯投影” 简称“高斯投影”。
HB
大地水准面
B
HB= - 136.680m
绝对高程（海拔） ：某点沿铅垂线方向到 大地水准面的距离。如：HA、HC。 相对高程： 某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。 如：HA′、HC ′。 高差： 地面上两点高程之差。 如：hAC = HC – HA hAC = HC′– HA′ 当hAC为正时， C点高于A点； 当hAC为负时， C点低于A点；(高差下标的顺序，不能写反！
o
Ⅲ Ⅱ Ⅳ
x
α
Ⅰ
p y
x=Dcosα
y=Dsinα y=Dsinα
D
高斯平面直角坐标系
y
Ⅱ
p
D Ⅰ
α
x=Dcosα
y=Dsinα y=Dsin o
Ⅲ
x
Ⅳ
笛卡尔坐标系
独立平面直角坐标
当测区范围较小时，可将大地水准面看作平面， 并在平面上建立独立平面直角坐标系； 地面点的位置可用平面直角坐标确定； 坐标系原点一般 选在测区西南角 （测区内X、Y均为正值）； 原点坐标值可以假定，也可 以采用高斯平面直角坐标； 规定：X 轴向北为正， Y轴向东为正。
2
p2
2
+ +302855.650 x p1x = =302855 .650 m m p = 带号 )636780 m y y =′ + (+136780.360.360 m p
1
p1
1
国家统一坐标： 国家统一坐标：
xp = xp , xp = xp
1 1′ 2 2′
p2
p1
o
y
y p =500000+ yp1′
O Y X
北
测区
（三）空间直角坐标 如图所示： 原点O — 地球质心 Z轴 — 指向地球北极 X轴 — 指向首子午面 与赤道的交点 Y轴 — 过O点与XOZ面垂直 如：A（XA，YA，ZA）
X
Z
O
Y
B
我国目前常用的坐标系有：
1）1954年北京坐标系 克拉索夫斯基椭球、大地原点在苏联。 2）1980国家大地坐标系。 IUGG-75（1975国际大地测量与地球物理联合会）地 球椭球、大地原点在陕西省永乐镇。 3）WGS-84坐标系 是世界大地坐标系，坐标原点在地心，采用WGS-84 椭球。GPS定位系统得到的地面点的位置就是 WGS-84坐标。
1
=+ 带号） 636780.360m （带号）
500km
yp
2
= 500000+
yp
2′
=+ 带号） 227559.720m （带号）
高斯平面直角坐标系 与数学上的笛卡尔平面直角坐标系的异 同点 ： 不同点： 不同点： 轴互异。 1、 x，y轴互异。 2、 坐标象限不同。 坐标象限不同。 3、表示直线方向的方位角 定义不同。 定义不同。 相同点： 相同点： 数学计算公式相同。 数学计算公式相同。
测量对地图投影的要求：
①测量中大量的角度观测元素，在投影前后保 持不变，这样免除了大量投影计算工作； ②保证在有限范围内使得地图上图形同椭球上 原形保持相似，给识图用图带来很大方便。 ③投影能方便的按分带进行，并能用简单的、 统一的计算公式把各带连成整体。
高斯投影
高斯投影 投影 高斯投影平面 投影
大地经度： 大地经度：过P点的子午面NPS与首子午面NMS所构成
的二面角叫做P点的大地经度，用L表示。
大地纬度： 大地纬度：过P点的法线 Pn与赤道面的夹角叫做P点 的大地纬度，用B表示。 L取值范围： 东经0~180˚ 西经0~180˚ B取值范围： 北纬0~90˚ 南纬0~90˚
大地经度L S 大地纬度B 起始子午面 首子午面） （首子午面） N 赤道 平面 P M O n L
5、高斯平面直角坐标系 坐标系的建立： 坐标系的建立：
x轴 — 中央子午线的投影 y轴 — 赤道的投影 原点O — 两轴的交点
赤道 O y
x
高斯自 然坐 注：X轴向北为正， y轴向东为正。 轴向东 轴向
中央子午线
由于我国的位于 北半球，西从东经74º， 北半球，西从东经 ，
λ
基准线建立的坐标系。 地球表面任意一点的天文经度和天文纬度， 称为该点的天文坐标，可表示为 A(λ,ϕ) 。
定义：过地面点与地轴的子午面与首子午面间的二面角为天文 经度λ，过地面点的铅垂线与赤道面的交角为天文纬度ϕ。
大地坐标
• 以参考椭球面为基准面，以椭球面法线 为基准线建立的坐标系。 • 地球表面任意一点的大地经度和大地 纬度，称为该点的大地坐标，可表示为 A(L,B) 。 • 如：北京 东经116º28′北纬39º54′
我国的高程系统： 水准原点 全国高程的起算点。 （72.289m）
水准原点
1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系
目前我国统一采用 1985年国家高程基准 。
H0
验潮站
大地水 准面
三、地面点的坐标
地面点的坐标常用地理坐标(天文坐标、地 理坐标、平面直角坐标或 空间直角坐标表示。 （一）地理坐标——天文坐标 以大地水准面为基准面，以铅垂线为
（二）平面直角坐标 由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规 划、设计 、施工中，测量和计算十分不便。 投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到 平面上。 即 X= F 1（L，B） Y= F 2（L，B） 我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 也可采用独立平面直角坐标。
高斯平面直角坐标系
1、高斯投影的概念
一、确定地面点位的方法
地面点的空间位置可以用点在水准面或 水平面上的位置（X，Y)或(L,B)及点到大地水 准面的铅垂距离（H）来确定。 如地面点： A （X，Y，H）
A X c a b Y C B
二、地面点的高程
地面点的高程： 地面点沿铅垂方向到 大地水准面的距离。
HA
A
注：地面点在大地水 准面以上，H为正； 地面点在大地水准 面以下，H为负。 如图：HA= 166.780m
高斯投影带划分
6º带与3º带中央子午线之间的关系如图:
3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带 子午线重合，减少了换带计算。 工程测量采用3 º带，特殊工程可采用1.5 º 带 或任意带。
按照6 带划分的规定， 按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经 度为3 ， 度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系 =6ºN 带的带号） 是： L。=6 N－3º （N为6º带的带号） 带的带号 例：20带中央子午线的经度为 20带中央子午线的经度为 。＝6 × 20－ ＝ L。＝6º× 20－3º＝117 º 按照3º带划分的规定， 按照 带划分的规定，第1带中央子午线的经 带中央子午线的经 度为3º， 度为 ，其余各带中央子午线经度与带号的关系 带的带号） 是： L。=3ºn 。 （n为3º带的带号） 为 带的带号 例：120带中央子午线的经度为 带中央子午线的经度为 L。＝ × 120＝360 º 。＝3º× 。＝ ＝
N 中 央 子 午 线
面
c
赤道
S
高斯投影平面
高斯投影必须满足： 高斯投影必须满足：
1．高斯投影为正形投影， 高斯投影为正形投影， 即等角投影； 即等角投影； 2．中央子午线投影后为直 线， ； ．中央子午线投影后 为投影
中 央 子 午 线
11个 带 13-23） 11个6º带（13-23） 各带又独自构成直角 坐标系。 坐标系。 故：X值均为正， 值均为正， 而Y值则有正有负。 值则有正有负。
赤 道
世界地图
探索
x p2 = +232836.232836.180m x x p = +180m y = + y p ′ = −272440720m （带号） 227559. .280m
平行圈
赤道 子午线
O
y
中央子午线
4、投影带的划分
我国规定按经差6 我国规定按经差6º 进行投影分带。 和3º进行投影分带。 进行投影分带 开始， 6º带自首子午线开始， 带 首子午线开始 按6º的经差自西向东分成 的经差自西向东分成 60个带 个带。 60个带。
3º带自1.5 º开始，按 带 开始， 开始 3º的经差自西向东分成 的经差自西向东分成 120个带。 个带。 个带
中央子午线 赤道 子午线 O 平行圈
x
y
x
（4） 除赤道外的其余纬线， 除赤道外的其余纬线， 投影后为凸向赤道的曲线， 投影后为凸向赤道的曲线， 并以赤道为对称轴。 并以赤道为对称轴。 （5）经线与纬线投影后仍 然保持正交。 然保持正交。 所有长度变形的线段， （6） 所有长度变形的线段， 其长度变形比均大于l 其长度变形比均大于l。 离中央子午线愈远， （7）离中央子午线愈远， 长度变形愈大。 长度变形愈大。
若已知某点的经度为L，则该点的6º 若已知某点的经度为L 则该点的6 带的带号N由下式计算： 带的带号N由下式计算：
L 取整） N＝ （取整）+1 6
若已知某点的经度为L 若已知某点的经度为L，则该点 所在3 带的带号按下式计算 带的带号按下式计算： 所在3º带的带号按下式计算：
L 四舍五入） n＝ （四舍五入） 3
等角投影。 高斯投影是一种等角投影 高斯投影是一种等角投影。它是由德国 数学家高斯(Gauss，1777~1855)提出， 数学家高斯(Gauss，1777~1855)提出，后经德 (Gauss 提出 国大地测量学家克吕格(Kruger，1857～ 国大地测量学家克吕格(Kruger，1857～1923) (Kruger 加以补充完善，故又称“高斯 克吕格投影 克吕格投影” 加以补充完善，故又称“高斯—克吕格投影”， 简称“高斯投影” 简称“高斯投影”。
HB
大地水准面
B
HB= - 136.680m
绝对高程（海拔） ：某点沿铅垂线方向到 大地水准面的距离。如：HA、HC。 相对高程： 某点沿铅垂线方向到任意水准面的距离。 如：HA′、HC ′。 高差： 地面上两点高程之差。 如：hAC = HC – HA hAC = HC′– HA′ 当hAC为正时， C点高于A点； 当hAC为负时， C点低于A点；(高差下标的顺序，不能写反！
o
Ⅲ Ⅱ Ⅳ
x
α
Ⅰ
p y
x=Dcosα
y=Dsinα y=Dsinα
D
高斯平面直角坐标系
y
Ⅱ
p
D Ⅰ
α
x=Dcosα
y=Dsinα y=Dsin o
Ⅲ
x
Ⅳ
笛卡尔坐标系
独立平面直角坐标
当测区范围较小时，可将大地水准面看作平面， 并在平面上建立独立平面直角坐标系； 地面点的位置可用平面直角坐标确定； 坐标系原点一般 选在测区西南角 （测区内X、Y均为正值）； 原点坐标值可以假定，也可 以采用高斯平面直角坐标； 规定：X 轴向北为正， Y轴向东为正。
2
p2
2
+ +302855.650 x p1x = =302855 .650 m m p = 带号 )636780 m y y =′ + (+136780.360.360 m p
1
p1
1
国家统一坐标： 国家统一坐标：
xp = xp , xp = xp
1 1′ 2 2′
p2
p1
o
y
y p =500000+ yp1′
O Y X
北
测区
（三）空间直角坐标 如图所示： 原点O — 地球质心 Z轴 — 指向地球北极 X轴 — 指向首子午面 与赤道的交点 Y轴 — 过O点与XOZ面垂直 如：A（XA，YA，ZA）
X
Z
O
Y
B
我国目前常用的坐标系有：
1）1954年北京坐标系 克拉索夫斯基椭球、大地原点在苏联。 2）1980国家大地坐标系。 IUGG-75（1975国际大地测量与地球物理联合会）地 球椭球、大地原点在陕西省永乐镇。 3）WGS-84坐标系 是世界大地坐标系，坐标原点在地心，采用WGS-84 椭球。GPS定位系统得到的地面点的位置就是 WGS-84坐标。
1
=+ 带号） 636780.360m （带号）
500km
yp
2
= 500000+
yp
2′
=+ 带号） 227559.720m （带号）
高斯平面直角坐标系 与数学上的笛卡尔平面直角坐标系的异 同点 ： 不同点： 不同点： 轴互异。 1、 x，y轴互异。 2、 坐标象限不同。 坐标象限不同。 3、表示直线方向的方位角 定义不同。 定义不同。 相同点： 相同点： 数学计算公式相同。 数学计算公式相同。
测量对地图投影的要求：
①测量中大量的角度观测元素，在投影前后保 持不变，这样免除了大量投影计算工作； ②保证在有限范围内使得地图上图形同椭球上 原形保持相似，给识图用图带来很大方便。 ③投影能方便的按分带进行，并能用简单的、 统一的计算公式把各带连成整体。
高斯投影
高斯投影 投影 高斯投影平面 投影
大地经度： 大地经度：过P点的子午面NPS与首子午面NMS所构成
的二面角叫做P点的大地经度，用L表示。
大地纬度： 大地纬度：过P点的法线 Pn与赤道面的夹角叫做P点 的大地纬度，用B表示。 L取值范围： 东经0~180˚ 西经0~180˚ B取值范围： 北纬0~90˚ 南纬0~90˚
大地经度L S 大地纬度B 起始子午面 首子午面） （首子午面） N 赤道 平面 P M O n L
5、高斯平面直角坐标系 坐标系的建立： 坐标系的建立：
x轴 — 中央子午线的投影 y轴 — 赤道的投影 原点O — 两轴的交点
赤道 O y
x
高斯自 然坐 注：X轴向北为正， y轴向东为正。 轴向东 轴向
中央子午线
由于我国的位于 北半球，西从东经74º， 北半球，西从东经 ，
λ
基准线建立的坐标系。 地球表面任意一点的天文经度和天文纬度， 称为该点的天文坐标，可表示为 A(λ,ϕ) 。
定义：过地面点与地轴的子午面与首子午面间的二面角为天文 经度λ，过地面点的铅垂线与赤道面的交角为天文纬度ϕ。
大地坐标
• 以参考椭球面为基准面，以椭球面法线 为基准线建立的坐标系。 • 地球表面任意一点的大地经度和大地 纬度，称为该点的大地坐标，可表示为 A(L,B) 。 • 如：北京 东经116º28′北纬39º54′
我国的高程系统： 水准原点 全国高程的起算点。 （72.289m）
水准原点
1985年国家高程基准 （72.260m ） 1956年黄海高程系
目前我国统一采用 1985年国家高程基准 。
H0
验潮站
大地水 准面
三、地面点的坐标
地面点的坐标常用地理坐标(天文坐标、地 理坐标、平面直角坐标或 空间直角坐标表示。 （一）地理坐标——天文坐标 以大地水准面为基准面，以铅垂线为
（二）平面直角坐标 由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规 划、设计 、施工中，测量和计算十分不便。 投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到 平面上。 即 X= F 1（L，B） Y= F 2（L，B） 我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 也可采用独立平面直角坐标。
高斯平面直角坐标系
1、高斯投影的概念
一、确定地面点位的方法
地面点的空间位置可以用点在水准面或 水平面上的位置（X，Y)或(L,B)及点到大地水 准面的铅垂距离（H）来确定。 如地面点： A （X，Y，H）
A X c a b Y C B
二、地面点的高程
地面点的高程： 地面点沿铅垂方向到 大地水准面的距离。
HA
A
注：地面点在大地水 准面以上，H为正； 地面点在大地水准 面以下，H为负。 如图：HA= 166.780m
高斯投影带划分
6º带与3º带中央子午线之间的关系如图:
3º带的中央子午线与6º带中央子午线及分带 子午线重合，减少了换带计算。 工程测量采用3 º带，特殊工程可采用1.5 º 带 或任意带。
按照6 带划分的规定， 按照6º带划分的规定，第1带中央子午线的经 度为3 ， 度为3º，其余各带中央子午线经度与带号的关系 =6ºN 带的带号） 是： L。=6 N－3º （N为6º带的带号） 带的带号 例：20带中央子午线的经度为 20带中央子午线的经度为 。＝6 × 20－ ＝ L。＝6º× 20－3º＝117 º 按照3º带划分的规定， 按照 带划分的规定，第1带中央子午线的经 带中央子午线的经 度为3º， 度为 ，其余各带中央子午线经度与带号的关系 带的带号） 是： L。=3ºn 。 （n为3º带的带号） 为 带的带号 例：120带中央子午线的经度为 带中央子午线的经度为 L。＝ × 120＝360 º 。＝3º× 。＝ ＝
N 中 央 子 午 线
面
c
赤道
S
高斯投影平面
高斯投影必须满足： 高斯投影必须满足：
1．高斯投影为正形投影， 高斯投影为正形投影， 即等角投影； 即等角投影； 2．中央子午线投影后为直 线， ； ．中央子午线投影后 为投影
中 央 子 午 线