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物探测量基础知识陈建国 2014 年7月提纲一、物探测量知识 1、理论知识 2 、常规测量 3、卫星定位测量二、现用测量标准物探测量理论知识一、椭球地球由于自转,使得地球上每一部分都在做圆周运动,在惯性离心力的作用下,低纬度地区受到的惯性离心力大,高纬度地区受到的惯性离心力小,赤道部分受到的惯性离心力则最大,远远大于两极。在地球的长期转动过程中,由于惯性离心力的差别,使得地球由两极向赤道逐渐膨胀,成为目前略扁的旋转椭球的形状。地球椭球:一个数学模型,用来代表地球的椭球。参考椭球:具有一定几何参数、定位及定向的用以代表某一地区大地水准面的地球椭球。参考椭球包括局部参考椭球和总参考椭球。总参考椭球是与全球大地水准面拟合最好的,例如 wgs84 参考椭球。而局部参考椭球是与某一地区的局部大地水准面拟合最好的,例如克拉索夫斯基椭球。物探测量理论知识一、椭球地球椭球中常用的几何参数有以下 6个: 以上 6个参数中只要给定一个长度参数和其它任意一个参数就可确定椭球的形状和大小。大地测量中常用长半径和扁率来表示地球椭球。扁率:椭球长半径与短半径之差与椭球长半径之比物探测量理论知识一、椭球百余年来,测地学家以某个区域的天文、大地和重力测量的资料,根据弧度测量原理探求地球的形状和大小。由于时代不同、地域不同采用的测量技术手段不同,因此出现了不同的椭球参数。国内物探常用地球椭球参数表椭球名称年代长半径扁率应用克拉索夫斯基 Krasovsky ********** 1: 1954 年北京坐标 1975 国际椭球 International Ellipsoid 1975 1975 6378140 1: 1980 西安坐标 2000 国际椭球 2000 6378137 1: 2000 国家大地坐标 CGCS 2000 1980 大地参考系(GRS 80) (Geodetic Reference System 80) 1980 6378137 1: GPS 导航系统 WGS 84 PZ-90(PE-90) (Parametry Zemli 1990) 1990 6378136 1: GLONASS 导航系统物探测量理论知识二、投影大地测量成果是在参考椭球面上处理的,而普通测量成果(如地形图)是在平面图纸上表示的。因此,当要利用大地测量成果时,必须按照一定的数学法则,将椭球面上的点、线和图形,变换为可展面(如平面、圆柱面、圆锥面等)上的点、线和图形,也就是建立大地坐标( B,L)与投影平面直角坐标( x,y)的数学关系,这个过程称为地图投影。在地图投影过程中不可避免地会产生投影变形,包括长度变形、角度变形和面积变形等。但可以根据实际需要,采用适当的投影方式使某种变形为零,同时使其它变形小到可接受的程度。地图投影方式可依据投影的几何原理、变形性质等进行如下分类: 1 、按投影几何原理分为圆柱投影与圆锥投影; 2 、按投影面切割关系分为切投影与割投影; 3 、按投影轴方位关系分为正轴投影、横轴投影和斜轴投影; 4 、按投影变形性质分为等角投影、等积投影和等距投影。物探测量理论知识二、投影可展面示意图按投影面–圆柱–圆锥–平面物探测量理论知识二、投影 方式类型正轴横轴斜轴平面投影圆锥投影圆柱投影物探测量理论知识二、投影国际上常用的投影有 TM 投影、高斯投影、 UTM 投影、 Lambert 割圆锥投影和 Lambert 切圆锥投影。高斯投影 TM 投影 Lambert 投影物探测量理论知识二、投影高斯投影: 这个投影是由德国数学家、物理学家、天文学家高斯于 19 世纪 20 年代拟定,后经德国大地测量学家克吕格于 1912 年对投影公式加以补充,故称为高斯- 克吕格投影,简称高斯投影。高斯- 克吕格投影是一种等角横轴切椭圆柱投影。它是假设一个椭圆柱面与地球椭球体面横切于某一条经线上,按照等角条件将中央经线东、西各 3°或 ° 经线范围内的经纬线投影到椭圆柱面上,然后将椭圆柱面展开成平面而成的。这种投影,将中央经线投影为直线,其长度没有变形,与球面实际长度相等,其余经线为向极点收敛的弧线,距中央经线愈远,变形愈大。赤道线投影后是直线,但有长度变形。除赤道外的其余纬线,投影后为凸向赤道的曲线,并以赤道为对称轴。经线和纬线投影后仍然保持正交。所有长度变形的线段,其长度变形比均大于 1. 随远离中央经线,面积变形也愈大。若采用分带投影的方法,可使投影边缘的变形不致过大。我国各种大、中比例尺地形图采用了不同的高斯- 克吕格投影带。其中大于 1:1 万的地形图采用 3° 带; 1: 万至 1:50