《椭球基本知识》课件

椭球基本知识椭球是地球形状的数学模型它是一个旋转的椭圆体，其赤道半径大于极半径椭球定义与特性定义特性椭球是指一个旋转椭圆体，它椭球具有两个半轴长半轴由一个椭圆绕其短轴旋转而（赤道半径）和短半轴（极半成，地球的形状近似于一个旋径），它们是地球椭球的重要转椭圆体参数，决定了椭球的形状和大小应用精度椭球模型在地球表面定位、测地球椭球模型并非完全精确，量、导航等领域发挥着重要作但它能够以足够的精度反映地用，是地理信息系统、地图制球的形状，用于实际应用图和空间测量的基础椭球的几何形状地球椭球是一个规则的几何图形，用于近似地球的形状它是一个旋转椭球体，即绕着地球自转轴旋转形成的椭球体由于地球的自转，赤道半径略大于极半径，因此地球椭球体并不是一个完美的球体地球椭球的形状与地球的真实形状非常接近，被广泛应用于大地测量和地理信息系统中地球椭球参数地球椭球参数描述了地球的形状和大小这些参数在各种大地测量、导航和地图制作应用中至关重要地球椭球参数通常包括长半轴（a）、短半轴（b）、扁率（f）和地球重力常数（GM）

6378.137KM长半轴

6356.752KM短半轴

0.0033528扁率大地坐标系定义类型应用大地坐标系是指以地球椭球面为参考面常见的类型包括地心坐标系和地心大地大地坐标系用于描述地球表面点的位建立的坐标系坐标系置，广泛应用于大地测量、导航等领域大地经纬度坐标纬度1纬度表示地球表面上一点与赤道之间的角距离，以度、分、秒为单位经度2经度表示地球表面上一点与本初子午线之间的角距离，以度、分、秒为单位坐标系3大地经纬度坐标是基于参考椭球体建立的，通常采用坐标系或其他WGS-84本地坐标系坐标系转换定义坐标系转换是指将不同坐标系下的坐标值进行相互转换的过程它在不同地图数据之间进行匹配和叠加时至关重要方法常见的坐标系转换方法包括7参数转换、4参数转换、投影变换等，每种方法都有其适用场景和精度要求应用坐标系转换广泛应用于地图制作、地理信息系统、导航系统等领域，确保不同数据源之间的一致性和互操作性软件各种地理信息系统软件和专门的坐标转换软件可以方便地进行坐标系转换，提高工作效率大地距离测量大地距离是指地球表面两点之间的最短距离，也称为测地线距离大地距离测量是大地测量学中重要的研究内容，在导航、测绘、地理信息系统等领域具有广泛应用重力加速度重力加速度描述物体在地球表面所受的重力加速g度近似值

9.8m/s²纬度影响因素海拔高度影响因素重力加速度是描述地球对物体引力大小的物理量重力加速度会受到纬度和海拔高度的影响，因此不同地点的重力加速度略有差异重力异常重力异常是指实际观测到的重力值与理论重力值之间的差异理论重力值是根据地球椭球模型计算得到的重力异常反映了地球内部质量分布的不均匀性，以及地形和地质构造的影响几何水准定义测量方法应用几何水准是指地面点之间的高差，它反水准测量是测定地面点高差的主要方几何水准在工程建设、地形测绘、地质映了地面点在垂直方向上的相对位置关法，利用水准仪和水准尺，根据水平视勘探等领域有着广泛的应用，是建立高系线和水准尺读数来计算高差程系统和绘制地形图的基础重力水准重力水准面重力水准面的应用重力水准面是指地球表面上所有重力位重力水准面是大地测量学中的重要参考相等点的连线构成的曲面它是一个理面，用于定义地球的形状和大小，也是想的曲面，实际地球表面并非完全符合进行高程测量和地球物理研究的基础重力水准面正常高程定义特点12正常高程是指从参考椭球面正常高程不受重力异常影到地面点的距离，它是地球响，其值与大地水准面高程表面点在参考椭球面上的投存在微小差异，通常用字母影点到该点沿法线方向的距表示“H”离应用计算34正常高程广泛应用于地形图正常高程的计算需要利用重绘制、地理信息系统、工程力异常和大地水准面高程进建设等领域，能够更好地反行换算，涉及复杂的数学公映地表起伏变化式和数据处理重力测量原理重力测量是通过测量重力加速度来研究地球内部结构和形状的一种方法引力1地球对物体的吸引力离心力2地球自转产生的力重力加速度3地球引力与离心力的合力重力测量4测量重力加速度大小和方向重力异常计算观测值1实测重力值理论值2正常重力值重力异常3观测值减去理论值重力异常是实际测量的重力值与理论计算的正常重力值之间的差异通过重力异常可以了解地球内部的质量分布情况，进而推断地壳结构和地质构造地球质量质量

5.97237×10^24千克平均密度克立方厘米

5.515/地球的质量是通过测量地球引力对其他天体的作用得到的平均密度是指地球的总质量与其体积的比值地球密度地球密度是指地球单位体积的质量地球密度并非均匀分布，内部密度远大于外部密度

5.52克/立方厘米平均密度13克/立方厘米地核密度

3.3克/立方厘米地壳密度地球形状变化地球形状并非完全静止的，会随着时间推移而发生变化地壳板块运动、火山爆发、地震等因素都会导致地球形状的改变这些变化虽然缓慢，但会影响大地测量、导航等领域海平面变化海平面变化是指全球海平面相对于陆地的升降变化主要受全球气候变化、冰川融化、海水热膨胀等因素影响海平面上升会导致沿海地区被淹没、海岸线后退、海水入侵等问题，对人类社会造成重大影响近年来，全球海平面上升趋势明显，对沿海地区造成严重威胁大地测量基本理论地球形状大地坐标系地球形状近似于椭球体，大地测量学研究地球形状和大小大地坐标系描述地球表面点的位置，包括经度、纬度和高程大地测量数据测量方法大地测量数据包括重力加速度、地球密度、地球形状变化等大地测量方法包括测量、水准测量、重力测量等GPS大地测量仪器

11.全站仪

22.水准仪全站仪是一种集光学经纬仪、水准仪是一种用于测量高程差电子测距仪和数据处理于一体的精密仪器，其原理是利用水的精密测量仪器，广泛应用于准管的水平面来确定两点的高各种工程测量、地籍测量和控程差，在工程测量、地形测量制测量中发挥重要作用

3.GPS接收机

4.重力仪34接收机利用卫星信号进行重力仪是一种用于测量重力加GPS定位和导航，是现代大地测量速度的精密仪器，其主要类型中不可或缺的工具，广泛应用有绝对重力仪和相对重力仪，于测绘、导航、交通等领域在基础地壳结构研究中发挥重要作用大地测量基本方法水准测量1水准测量是一种精确测量地面点高程的方法，利用水准仪和水准尺，通过视线水平投射来确定两点之间的高差三角测量2三角测量是通过测量三角形边角，利用三角形几何关系计算地面点坐标和高程的方法，主要用于地形测绘和控制测量导线测量3导线测量是利用一系列连接点，测量其之间的距离和方位角，并根据这些数据计算点坐标的方法，主要用于建立地形控制网和工程测量测量原理GPSGPS测量原理基于卫星导航系统，通过接收卫星信号进行定位卫星信号1卫星发射无线电信号，包含时间信息和位置信息接收信号2地面接收器接收卫星信号，计算信号到达时间距离测量3通过信号传播时间计算接收器与卫星之间的距离位置计算4至少四个卫星信号，确定接收器三维坐标GPS测量具有高精度、全天候、实时定位等特点，在测绘、导航、交通、地质等领域广泛应用应用领域GPS导航与定位地图测绘精准定位车辆、船舶、飞机等，实现实时导提供高精度地图数据，用于地图制作和地理航信息系统工程测量科学研究精确测量建筑物、桥梁、隧道等工程项目的用于地球科学、气象学、海洋学等领域的科尺寸和位置研工作数字高程模型地形数据三维可视化应用领域数字高程模型（）是一种基于地形可用于创建三维地形可视化，帮助在众多领域都有广泛应用，包括地DEM DEMDEM数据构建的数字模型，它以数字的形式人们更好地了解地球表面形状和特征形分析、地图制作、水文建模、灾害评描述地球表面海拔高度估等遥感技术遥感技术是一种非接触式数据获取技术，利用传感器探测并记录地表目标的电磁辐射信息，用于获取地表特征和变化信息遥感技术广泛应用于地理信息系统、土地利用监测、灾害预警、资源调查等多个领域根据传感器的工作波段范围，遥感技术可分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等地理信息系统空间数据管理空间分析地理信息系统可用于管理各种类可以用于执行空间分析，例如缓冲GIS GIS型空间数据，例如地图、遥感图像和人区、叠加、网络分析等口统计信息这些功能允许用户理解空间模式、预测提供了存储、组织、分析和可视化事件和做出更明智的决策GIS空间数据的工具，支持决策制定和规划大地测量的应用地图绘制卫星导航大地测量为地图绘制提供精确的坐标和位置定位系统依赖大地测量原理进行精确定GPS数据位工程建设灾害管理大地测量确保工程项目精确布局，例如桥大地测量应用于灾害监测，如地震、滑坡梁、隧道等等总结与展望大地测量学在国家建设、科学研究以及日常生活中发挥着至关重要的作用随着科技的不断发展，大地测量技术将更加精准、高效、智能化，为人类更好地理解和利用地球提供强有力的支撑。