海底探測技術(shù) 第二章課件

曹立華海底探測技術(shù)曹立華海底探測技術(shù)1第一章緒論第二章定位導(dǎo)航技術(shù)第三章聲波探測的基本原理第四章聲學(xué)海底探測設(shè)備的組成及分類第六章側(cè)掃聲吶工作原理及探測資料分析第七章多波束測深系統(tǒng)的工作原理及數(shù)據(jù)處理分析第九章綜合探測的實施原則及水下聲學(xué)定位系統(tǒng)第十章探測實例分析第五章單波束測深設(shè)備的組成及工作程序第八章淺地層探測系統(tǒng)的工作原理及資料分析第一章緒論第二章定位導(dǎo)航技術(shù)第三章2海底探測技術(shù)位置概念在哪兒？物質(zhì)概念是什么？怎么來的如何形成的？······海底探測技術(shù)位置概念在哪兒？物質(zhì)概念是什么？怎么來的如何形成3海底探測技術(shù)探測技術(shù)定位技術(shù)運動中的、有目的地的探測，又要求導(dǎo)航技術(shù)導(dǎo)航海底探測技術(shù)探測技術(shù)定位技術(shù)運動中的、有目的地的探測，又要求4第二章定位導(dǎo)航技術(shù)第二章5第一節(jié)導(dǎo)航定位技術(shù)一、導(dǎo)航定位技術(shù)的歷史沿革二、全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)第一節(jié)導(dǎo)航定位技術(shù)一、導(dǎo)航定位技術(shù)的歷史沿革二、全球衛(wèi)6一、導(dǎo)航定位技術(shù)的歷史沿革

定位：確定所在的地理位置導(dǎo)航：指明前進方向并到達目的地一、導(dǎo)航定位技術(shù)的歷史沿革

定位：確定所在的地理位置導(dǎo)航：指7一、導(dǎo)航定位技術(shù)的沿革羅盤六分儀只能指示方向確定位置（定位）多個位置點的有序連線指明運動方向——導(dǎo)航＋圖板最原始的導(dǎo)航定位系統(tǒng)1、角度定位導(dǎo)航方法一、導(dǎo)航定位技術(shù)的沿革羅盤六分儀只能指示方向確定位置（定位）8a我的位置a我的位置92、距離定位導(dǎo)航技術(shù)平面定位需3個參考點，立體空間需4個參考點2、距離定位導(dǎo)航技術(shù)平面定位需3個參考點，立體空間需4個參考10羅蘭C的地面發(fā)射系統(tǒng)是由至少3個發(fā)射臺組成的臺鏈，彼此精確同步。用戶接收來自2個臺的信號時，只要測出它們到達的時間差，便知道自己處于一條以這兩個臺為焦點的雙曲線上；同時又測出另外兩個臺信號的時間差，便又得知處于另一條雙曲線上；用戶必然處于這兩條雙曲線的交點上，從而可確定出用戶的位置，通過軟件可實現(xiàn)導(dǎo)航作用。陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，如羅蘭C（Loran

C）空基全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)距每顆衛(wèi)星的距離——偽距羅蘭C的地面發(fā)射系統(tǒng)是由至少3個發(fā)射臺組成的臺鏈，11二、全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（GNSS）美國GPS前蘇聯(lián)GLONASS歐洲ENSS（伽利略計劃）中國北斗2代導(dǎo)航系統(tǒng)上世紀80－90年代建成尚在設(shè)計建設(shè)階段二、全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（GNSS）美國GPS上世紀80－912GPS系統(tǒng)具有比它之前的其它導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)越的特點：（1）全能性：能在空中、海洋、陸地等全球范圍內(nèi)進行導(dǎo)航、授時和定位及測速。（2）全球性：在全球的任何地點都可進行定位。（3）全天候：白天黑夜都可以定位。1、GPS系統(tǒng)

全稱是“衛(wèi)星授時與測距導(dǎo)航系統(tǒng)”（NavigationbySatelliteTimingandRangingGlobalPositioningSystem,NAVSTARGPS），簡稱全球定位系統(tǒng)（GPS）。GPS系統(tǒng)具有比它之前的其它導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)越的特點：1、GPS系13GPS定位系統(tǒng)GPS衛(wèi)星（空間部分）地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面監(jiān)控部分）GPS接收機（用戶部分）24顆衛(wèi)星1個主控站3個注入站5個監(jiān)測站各型GPS接收機組成GPS定位系統(tǒng)GPS衛(wèi)星地面監(jiān)控系統(tǒng)GPS接收機24顆衛(wèi)星11424顆衛(wèi)星發(fā)射時間：1989~1994發(fā)射地點：佛羅里達州肯尼迪空間中心的卡納維爾角基地發(fā)射工具：采用Delta火箭衛(wèi)星數(shù)量：共有21+3顆衛(wèi)星星座：衛(wèi)星分布在六個軌道平面內(nèi)長半軸：26609km偏心率：0.01衛(wèi)星軌道面相對地球赤道面的傾角：55°各衛(wèi)星軌道面升交點赤經(jīng)相差：60°在相鄰軌道上衛(wèi)星的升交距角相差：30°衛(wèi)星高度：20200km衛(wèi)星運行周期：11小時58分鐘24顆衛(wèi)星發(fā)射時間：1989~199415海底探測技術(shù)第二章課件16GPS接收機GPS接收機工作階段GPS接收機GPS接收機工作階段17GPS衛(wèi)星向用戶發(fā)送用于導(dǎo)航定位的調(diào)制波，它含有：載波（L1和L2）、測距碼（C/A碼和P碼）和數(shù)據(jù)碼（導(dǎo)航電文）。用戶接收機接受4個以上衛(wèi)星所發(fā)信號就可確定接收機天線所在的位置。C/A碼偽距，精度約為20米左右（民用）P碼偽距，精度約為2米左右（軍用）定位導(dǎo)航原理：定位精度：不能滿足測量要求??！DGPS技術(shù)d=tc。在接收機的跟蹤狀態(tài)下，經(jīng)過數(shù)據(jù)解調(diào)后，讀取本地參考時鐘t1和衛(wèi)星時鐘的讀數(shù)t2的差，即為衛(wèi)星信號從衛(wèi)星到用戶的傳播時間t。偽距d=tc影響GPS定位精度的主要原因1、大氣層（電離層和對流層對GPS信號的延遲）2、多徑效應(yīng)（經(jīng)過其他表面反射到接收機天線中的GPS信號）3、當(dāng)前可見GPS衛(wèi)星數(shù)量4、當(dāng)前可見GPS衛(wèi)星的幾何分布5、GPS衛(wèi)星鐘差6、GPS衛(wèi)星軌道差7、人為干擾，例如SA政策、微波發(fā)射裝置等8、遮蔽物下（建筑物里，車輛里，隔熱紙，金屬成份遮蔽）9、液體（如：手）GPS衛(wèi)星向用戶發(fā)送用于導(dǎo)航定位的調(diào)制波，它含有：載波（L1182、DGPS技術(shù)實時差分實時差分GPS技術(shù)原理：在測區(qū)附近已知位置點設(shè)建立無線電臺和GPS接收機需測坐標點設(shè)立GPS接收機和無線電接收機定位衛(wèi)星產(chǎn)生的定位誤差基本一樣改正值修正精度更高的位置信息2、DGPS技術(shù)實時差分實時差分GPS技術(shù)原理：在測區(qū)附近已19單基站技術(shù)—如沿海信標岸臺或自設(shè)基站。提供米級定位精度，費用低廉。主要用于近海海洋工程，海底管道路由調(diào)查和光纜調(diào)查，海洋資源調(diào)查，海洋劃界等，RTK技術(shù)—厘米級定位精度，設(shè)備費用高。主要用于控制測量、精密海洋工程測量、灘涂測量、RTK驗潮、管線維護、海岸侵蝕研究等。WADGPS—廣域差分GPS技術(shù)（Fugro、C&C、Thales）。亞米級精度，信號需付費使用，主要用于大洋調(diào)查（多波束、水下定位）等。單基站技術(shù)—如沿海信標岸臺或自設(shè)基站。提供米級定位精度，費用20單基站技術(shù)實例：導(dǎo)航信標臺作用距離：300km定位精度：1-5m工作頻率：283.5-325.0kHz覆蓋范圍：我國大陸沿岸海域播發(fā)數(shù)據(jù)：RTCMSC-104使用方式：免費使用單基站技術(shù)實例：導(dǎo)航信標臺作用距離：300km21廣域差分GPS技術(shù)實例：導(dǎo)航信標臺作用距離：全球參考站：80通訊方式：海事衛(wèi)星(4)播發(fā)信息：RTCMSC-104Ver2.1用戶：單頻GPS定位精度：1-5m信號使用：有償使用應(yīng)用范圍：海洋工程測量、農(nóng)業(yè)精耕細作等廣域差分GPS技術(shù)實例：導(dǎo)航信標臺作用距離：全球22CEP海底管線CEP海底管線23一、坐標系的種類及建立方式二、投影的方式及表達三、常用的投影方式介紹第二節(jié)、坐標與投影一、坐標系的種類及建立方式第二節(jié)、坐標與投影24一、坐標系的種類及建立方式空間坐標系：空間直角坐標系

空間大地坐標系

平面坐標系：平面直角坐標系

地理坐標系1、坐標系的種類一、坐標系的種類及建立方式空間坐標系：空間直角坐標系地理坐25（1）空間直角坐標系

空間直角坐標系的坐標系原點位于參考橢球的中心，Z軸指向參考橢球的北極，X軸指向起始子午面與赤道的交點，Y軸位于赤道面上，且按右手系與X軸呈90°夾角。某點在空間中的坐標可用該點在此坐標系的各個坐標軸上的投影來表示。2、各坐標系的建立方法（1）空間直角坐標系空間直角坐標系的坐標系原點位于26地理坐標系是以地理極(北極、南極)為極點。通過A點作參考橢球面的垂線，稱之為過A點的法線。法線與赤道面的交角，稱為A點的大地緯度,B。過A點的子午面與通過英國格林尼治天文臺的子午面所夾的二面角，稱為A點的大地經(jīng)度,L。A點距大地水準面的高度，稱為A點的大地高，H

。NSQ

赤道緯線本初子午線EABLA點的地理位置由

B、L、H確定（2）大地坐標系?地理坐標系是以地理極(北極、南極)為極點。NSQ赤道緯線本27大地水準面(Geoid)是與平均海水面相合的特殊重力等位面。此面可被想象成延伸至陸地且在任何地方皆與重力線方向垂直。特點：由于地殼質(zhì)量分布的不均勻，引起重力方向的變化，導(dǎo)致處處和重力方向成正交的大地水準面成為一個不規(guī)則的、高低起伏的曲面。該曲面無法用數(shù)學(xué)公式表達。各個國家都有自己的大地水準面的規(guī)定大地水準面(Geoid)是與平均海水面相合的特殊重力等位面。28國家高程基準A、高程基準面

地面點高程或海底點水深的統(tǒng)一起算面，稱為高程基準面。

大地水準面通常作為高程基準面。對于一個國家來說，一般根據(jù)一個驗潮站的潮汐資料所求得的平均海水面作為國家高程基準面。B、水準原點傳遞高程的起算點。用精密水準測量方法，將水準原點與驗潮站的水準標尺聯(lián)測，以高程基準面為零，推求水準原點的高程。國家高程基準A、高程基準面B、水準原點29C、我國高程基準面使用青島驗潮站多年潮汐資料推求的平均海水面，作為中國高程基準面。青島驗潮站：位于青島港內(nèi)我國水準原點：位于青島觀象山黃海海面多年平均海水面為0米水準原點中國國家高程起算點瑪瑙C、我國高程基準面使用青島驗潮站多年潮汐資料推求的平均海水面30我國高程基準面的變更1956年黃海高程系統(tǒng)：

1950年－1956年7年間的潮汐資料推求的平均海水面，作為中國高程基準面。水準原點高程：72.289米1985國家高程基準：

1952年－1979年（28年）間19年的潮汐資料推求的平均海水面，作為新的中國高程基準面。水準原點高程：72.260米

1988年1月1日啟用，同時“1956年黃海高程系統(tǒng)”廢止。我國高程基準面的變更1956年黃海高程系統(tǒng)：1985國家高程31我國其他海水水深起算面理論深度基準面－－海圖深度基準面理論最低潮面≈2.4m國家高程基準海圖深度基準面

短周期平均海平面我國其他海水水深起算面理論深度基準面－－海圖深度基準面≈2.32大地球體閉合的大地水準面所包圍的形體，叫大地球體。

地球橢球體

大地水準面形狀雖然十分復(fù)雜，但從整體來看，起伏是微小的。大地球體是一個很接近于繞自轉(zhuǎn)軸（短軸）旋轉(zhuǎn)的橢球體。在大地測量和制圖中用旋轉(zhuǎn)橢球來代替大地球體，這個旋轉(zhuǎn)球體稱為地球橢球體。H-大地高大地球體閉合的大地水準面所包圍的形體，叫大地球體。地球橢球33對于國家測圖或區(qū)域制圖，往往采用其大小及定位定向最接近本國或本地區(qū)的地球橢球體。這樣的地球橢球體稱為參考橢球體。

特點：參考橢球體在大小及定位定向上都不與地球橢球體一致。參考橢球體定位不一致：地心不重合定向不一致：地軸不重合或不平行對于國家測圖或區(qū)域制圖，往往采用其大小及定位定向最接近本國或343、我國常用的大地坐標系（1）.1954年北京坐標系（2）.1980年西安大地坐標系（3）.WGS-84坐標系3、我國常用的大地坐標系（1）.1954年北京坐標系35（1）、1954年北京坐標系建國前，我國沒有統(tǒng)一的大地坐標系統(tǒng)，建國初期，在蘇聯(lián)專家的建議下，我國根據(jù)當(dāng)時的具體情況，建立起了全國統(tǒng)一的1954年北京坐標系。該坐標系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球。1954年北京坐標系建立后，全國天文大地網(wǎng)尚未布測完畢，因此，在全國分期布設(shè)該網(wǎng)的同時，相應(yīng)地進行了分區(qū)的天文大地網(wǎng)局部平差，以滿足經(jīng)濟和國防建設(shè)的需要。（1）、1954年北京坐標系建國前，我國沒有統(tǒng)一的361954年北京坐標系的主要缺點A、理論計算和實際工作不方便克拉索夫斯基橢球參數(shù)同現(xiàn)代精確的橢球參數(shù)的差異較大，并且不包含表示地球物理特性的參數(shù)，因而給理論和實際工作帶來了許多不便。B、參考橢球與我國地形吻合較差橢球定向不十分明確，橢球的短半軸既不指向國際通用的CIO（國際協(xié)議原點）極，也不指向目前我國使用的JYD（極原點）極。參考橢球面與我國大地水準面呈西高東低的系統(tǒng)性傾斜，東部高程異常達60余米，最大達67米。C、在我國不能形成準確的覆蓋網(wǎng)該坐標系統(tǒng)的大地點坐標是經(jīng)過局部分區(qū)平差得到的，因此，全國的天文大地控制點實際上不能形成一個整體，區(qū)與區(qū)之間有較大的隙距1954年北京坐標系的主要缺點A、理論計算和實際工作不方便37（2）、1980年西安大地坐標系

1978年，我國決定重新對全國天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國家大地坐標系統(tǒng)，整體平差在新大地坐標系統(tǒng)中進行，這個坐標系統(tǒng)就是1980年西安大地坐標系統(tǒng)。1980年西安大地坐標系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)的四個幾何和物理參數(shù)采用了IAG(國際大地測量協(xié)會，國際測地學(xué)協(xié)會)1975年的推薦值。橢球的短軸平行于地球的自轉(zhuǎn)軸（由地球質(zhì)心指向1968.0JYD地極原點方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，橢球面同似大地水準面在我國境內(nèi)符合最好，高程系統(tǒng)以1956年黃海平均海水面為高程起算基準。（2）、1980年西安大地坐標系1978年，我國38（3）、WGS-84坐標系

WGS-84坐標系是目前GPS所采用的坐標系統(tǒng)，GPS所發(fā)布的星歷參數(shù)就是基于此坐標系統(tǒng)的。

WGS-84坐標系統(tǒng)的全稱是WorldGeodicalSystem-84（世界大地坐標系-84）。

WGS-84坐標系的坐標原點位于地球的質(zhì)心nternationaldeL'Heure，Z軸指向BIH(BureauI，國際時間局)1984.0定義的協(xié)議地球極CTP(ConventionalTerrestrialPole，協(xié)議地球極)方向，X軸指向BIH1984.0的啟始子午面和赤道的交點，Y軸與X軸和Z軸構(gòu)成右手系。

（3）、WGS-84坐標系WGS-84坐標系是目前GP391.1954年北京坐標系

2.1980年西安大地坐標系

3.WGS-84坐標系參心坐標系統(tǒng)地心坐標系統(tǒng)1.1954年北京坐標系參心坐標系統(tǒng)地心坐標系統(tǒng)40空間坐標系：空間直角坐標系

空間大地坐標系

平面坐標系：平面直角坐標系

空間坐標系：空間直角坐標系41平面直角坐標系

平面圖位置空間直角坐標位置大地坐標位置投影

平面直角坐標系是利用投影變換，將空間坐標（空間直角坐標或空間大地坐標）通過某種數(shù)學(xué)變換映射到平面上，這種變換又稱為投影變換。

平面直角坐標系平面圖位置空間直角坐標位置投影42平面直角坐標系建立運用地圖投影的方法，建立地球表面和平面上點的函數(shù)關(guān)系，使地球表面上任一點由地理坐標（L、B）確定的點，在平面上必有一個與它相對應(yīng)的點，平面上任一點的位置可以用直角坐標表示。

在平面上選一點O為直角坐標原點，過該點O作相互垂直的兩軸X’OX和Y’OY而建立平面直角坐標系

平面直角坐標系OBPYXAX'Y'注意：縱軸為X軸，指向北為正橫軸為Y軸，指向東為正關(guān)鍵問題是投影方式！平面直角坐標系建立運用地圖投影的方法，建立地球表面和平面上43直接建立在球體上的地理坐標，用經(jīng)度和緯度表達地理對象位置建立在平面上的直角坐標系，用（X，Y）表達地理對象位置投影XY二、投影的方式及表達直接建立在球體上的地理坐標，用經(jīng)度和緯度表達地理對象位置建立441、地圖投影方式示意1、地圖投影方式示意452、投影必造成變形長度變形面積變形角度變形將不可展的地球橢球面展開成平面，并且不能有斷裂，則圖形必將在某些地方被拉伸，某些地方被壓縮，故投影變形是不可避免的。2、投影必造成變形長度變形將不可展的地球橢球面展開成平面，并46地圖投影變形的圖解示例

（摩爾維特投影－等積偽圓柱投影）長度變形角度變形地圖投影變形的圖解示例長度變形角度變形47地圖投影變形的圖解示例

（UTM－橫軸等角割圓柱投影）面積變形和長度變形地圖投影變形的圖解示例

（UTM－橫軸等角割圓柱投影）面積變483、投影分類變形分類：等角投影：投影前后角度不變等面積投影：投影前后面積不變；等距投影：投影前后長度不變變形投影面：圓柱投影：投影面為圓柱（包括橢圓柱）圓錐投影：投影面為圓錐方位投影：投影面為平面投影面位置：正軸投影：投影面中心軸與地軸相互重合斜軸投影：投影面中心軸與地軸斜向相交橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直相割或相切：相切投影：投影面與橢球體相切相割投影：投影面與橢球體相割3、投影分類變形分類：49海底探測技術(shù)第二章課件50影響投影選擇的因素制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍制圖比例尺地圖內(nèi)容出版方式地圖投影選擇，主要指中、小比例尺地圖，不包括國家基本比例尺地形圖。國家基本比例尺地形圖的投影、分幅等，是由國家測繪主管部門研究制訂，不容許任意改變。小區(qū)域大比例尺地圖，無論采用什么投影，變形都很小。地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時，一般采用國家基本系列地圖所用的投影。影響投影選擇的因素制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍地圖投影選擇51

三、

我國常用的投影方法高斯-克呂格投影（Gauss-Kruger）

——國家基本比例尺地形圖(≥1:50萬)墨卡托投影（Mercator）

——海圖通用橫軸墨卡托投影（UTM）三、我國常用的投影方法高斯-克呂格投影（Gauss521、高斯—克呂格投影

——橫軸等角橢圓柱切投影

假想一橢圓柱面橫套在地球橢球體上，并與某一條子午線（中央子午線）相切，橢圓柱的中心軸通過橢球體中心，將中央子午線兩側(cè)各一定經(jīng)差范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上。變形分類：等角投影：投影前后角度不變等面積投影：投影前后面積不變；等距投影：投影前后長度不變變形投影面：

圓柱投影：投影面為圓柱（包括橢圓柱）

圓錐投影：投影面為圓錐

方位投影：投影面為平面投影面位置：

正軸投影：投影面中心軸與地軸相互重合斜軸投影：投影面中心軸與地軸斜向相交

橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直相割或相切：

相切投影：投影面與橢球體相切相割投影：投影面與橢球體相割1、高斯—克呂格投影

——橫軸等角橢圓柱切投影假53（1）投影條件：1）中央經(jīng)線和地球赤道投影成為直線且為投影的對稱軸；2）投影后無角度變形。3）中央經(jīng)線上沒有長度變形。（2）特點：

1）中央經(jīng)線上無變形

2）同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠，變形越大；

3）同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大；（1）投影條件：1）中央經(jīng)線和地球赤道投影成為直線且為投影的54誰大？各個國家都把自己的國土放在中央經(jīng)線上，以減小變形。同理，大比例尺小區(qū)域地圖，最好以區(qū)域的中心為中央經(jīng)線。為了附近區(qū)域的圖件銜接和對比，都人為地規(guī)定了分帶制度：在某一個經(jīng)度范圍內(nèi)的圖件，規(guī)定了統(tǒng)一的中央經(jīng)線。誰大？各個國家都把自己的國土放在中央經(jīng)線上，以減小變形。同理55（3）我國高斯投影的分帶6度分帶3度分帶1）我國規(guī)定按6°或3°分帶2）6度帶：從0度子午線起，自西向東每隔經(jīng)差6為一投影帶，全球分為60帶，各帶的帶號（n）用自然序數(shù)1，2，3，…60表示。中央子午線經(jīng)度L0=6n－3（3）我國高斯投影的分帶631）我國規(guī)定按6°或3°分帶566度帶3度帶3）3度帶：從東經(jīng)1度30分的經(jīng)線開始，每隔3度為一帶，全球劃分為120個投影帶，各帶的帶號（n′）用自然序數(shù)1，2，3，…120表示。

中央子午線經(jīng)度L0=3n′青島的位置633）3度帶：從東經(jīng)1度30分的經(jīng)線開始，每隔3度為一帶，57我國高斯平面直角坐標系以中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，兩軸的交點為坐標原點。為了避免Y坐標出現(xiàn)負值，將各帶的坐標縱軸西移500公里，即將所有Y值都加500公里。各帶的投影完全相同，某一坐標值（x，y），在每一投影帶中均有一個，不能確切表示該點的位置。因此，在Y值前，需冠以帶號，稱之為通用坐標。例如：魚山校區(qū)大學(xué)路操場內(nèi)某點：

X=3995920Y=2125947021帶我國高斯平面直角坐標系以中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，兩軸的交582、墨卡托投影

——等角正軸圓柱（切、割）投影特點：1.沒有角度變形——等角航線。2.經(jīng)緯線都是平行直線，且相交成直角。3.經(jīng)線間隔相等，緯線間隔從基準緯線向兩極逐漸增大。4.常用作航海圖和航空圖。圓柱與地球橢球的切線或割線稱為基準緯線。切投影割投影2、墨卡托投影

——等角正軸圓柱（切、割）投影特點：圓柱與地59墨卡托投影坐標

取零子午線或自定義原點經(jīng)線與赤道交點的投影為原點，零子午線或自定義原點經(jīng)線的投影為縱坐標x軸，赤道的投影為橫坐標y軸，構(gòu)成墨卡托平面直角坐標系，此投影標準緯線無變形。墨卡托投影坐標取零子午線或自定義原點經(jīng)線與赤道交點603、通用橫軸墨卡托投影（UTM投影）——等角橫軸割圓柱投影

橢圓柱面割在對稱于中央子午線約為±1°40′處，投影后兩條相割的經(jīng)線上沒有變形，而中央經(jīng)線上長度比0.9996。該投影將地球劃分為60個投影帶，每帶經(jīng)差為6度。與高斯-克呂格投影相似，該投影角度沒有變形，中央經(jīng)線為直線，且為投影的對稱軸。3、通用橫軸墨卡托投影（UTM投影）——等角橫軸割圓柱投影61UTM投影的分帶UTM投影的分帶62巢湖實習(xí)，解決定位須做哪些準備？怎么做的？巢湖實習(xí)，解決定位須63海底探測技術(shù)第二章課件64一、坐標系間的坐標轉(zhuǎn)換方法

二、導(dǎo)航軟件介紹與參數(shù)設(shè)定第三節(jié)坐標系間的轉(zhuǎn)換與導(dǎo)航軟件介紹一、坐標系間的坐標轉(zhuǎn)換方法

二、導(dǎo)航軟件介紹與參數(shù)設(shè)定第三65空間坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法(基準變換)

不同坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換本質(zhì)上是不同基準間的轉(zhuǎn)換，不同基準間的轉(zhuǎn)換方法有很多，其中，最為常用的有布爾沙模型，又稱為七參數(shù)轉(zhuǎn)換法。

七參數(shù)轉(zhuǎn)換法是：

設(shè)兩空間直角坐標系間有七個轉(zhuǎn)換參數(shù)―3個平移參數(shù)、3個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和1個尺度參數(shù)。一、坐標系間的坐標轉(zhuǎn)換方法空間坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換方法(基準變換)不同坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換本66

布爾莎模型公式

布爾莎模型公式67基準(參考橢球)

空間直角坐標系

空間大地坐標系例如:一個點WGS84經(jīng)緯度坐標（GPS地理坐標）轉(zhuǎn)換成西安80地理坐標WGS－84經(jīng)緯度坐標WGS-84空間直角坐標西安80空間直角坐標西安80經(jīng)緯度坐標布爾莎模型公式

七參數(shù)WGS-84參考橢球與西安80參考橢球極為明確，七參數(shù)為已知數(shù)基準(參考橢球)空間直角坐標系例如:一個點WGS84經(jīng)緯68基準(參考橢球)

一個點WGS84經(jīng)緯度坐標（GPS地理坐標）轉(zhuǎn)換成北京54地理坐標WGS－84經(jīng)緯度坐標WGS-84空間直角坐標北京54空間直角坐標北京54經(jīng)緯度坐標布爾莎模型公式

七參數(shù)WGS-84參考橢球與北京54參考橢球關(guān)系不明確，七參數(shù)為未知數(shù)基準(參考橢球)一個點WGS84經(jīng)緯度坐標（GPS地理坐標69在已知北京54坐標的三個點處測量三個點處的WGS-84坐標＋計算七參數(shù)要求得七參數(shù)就需要在一個地區(qū)需要3個以上的已知點，如果區(qū)域范圍不大，最遠點間的距離不大于30Km(經(jīng)驗值)，這可以用三參數(shù)（莫洛登斯基模型），即X平移，Y平移，Z平移。已知一個北京54坐標點測量該點WGS-84坐標三個平移參數(shù)在已知北京54坐標的三個點處測量三個點處的WGS-84坐標＋70實例：WGS-84坐標到北京54坐標的轉(zhuǎn)換GPS經(jīng)緯度X、Y平面圖上坐標變換比地理坐標轉(zhuǎn)換多出的部分實例：WGS-84坐標到北京54坐標的轉(zhuǎn)換GPS經(jīng)緯度X、Y71二、導(dǎo)航軟件介紹與參數(shù)設(shè)定課間實習(xí)講述內(nèi)容課間實習(xí)

1、GPS接受系統(tǒng)的認識和操作2、導(dǎo)航軟件參數(shù)設(shè)定與演示二、導(dǎo)航軟件介紹與參數(shù)設(shè)定課間實習(xí)講述內(nèi)容課間實習(xí)72謝謝！本章結(jié)束請指正！謝謝！73專題：

工作與就業(yè)（僅個人看法）專題：（僅個人看法）74一、大學(xué)生在社會中人才的定位二、畢業(yè)大學(xué)生在社會中所承擔(dān)的工作三、今年的分配形勢一、大學(xué)生在社會中人才的定位75一、大學(xué)生在社會中人才的定位

1、我國人才培養(yǎng)選拔機制培養(yǎng)選拔培養(yǎng)選拔培養(yǎng)選拔······歷練一、大學(xué)生在社會中人才的定位

1、我國人才培養(yǎng)選拔機制培養(yǎng)選76培養(yǎng)上學(xué)過程中選拔為上學(xué)選拔為工作選拔歷練工作中培養(yǎng)鍛煉培養(yǎng)上學(xué)過程中選拔為上學(xué)選拔為工作選拔歷練工作中培養(yǎng)鍛煉772、大學(xué)畢業(yè)生才能的定位沿革1978年以前國家角度老百姓角度能人百無一用是書生1990年以前人才能人2000年以前普通人才人才今天可能是人才或經(jīng)過系統(tǒng)訓(xùn)練的人學(xué)習(xí)好或有錢有關(guān)系的人2、大學(xué)畢業(yè)生才能的定位沿革1978年以前國家角度老百姓角度78二、畢業(yè)大學(xué)生在社會中所承擔(dān)的工作

1978年以前國家角度能人1990年以前人才2000年以前普通人才今天可能是人才或經(jīng)過系統(tǒng)訓(xùn)練的人實際工作養(yǎng)著重用控制管理作業(yè)？二、畢業(yè)大學(xué)生在社會中所承擔(dān)的工作

1978年以前國家角度能79人才的選拔所決定大學(xué)招生比例學(xué)校指導(dǎo)思想的變化人才的選拔所決定大學(xué)招生比例學(xué)校指導(dǎo)思想的變化80三、今年的分配形勢1、單位錄用選拔看學(xué)校和個人的能力大學(xué)生太多了，從中再優(yōu)選一下除了人的素質(zhì)以外，他學(xué)的能否承擔(dān)具體作業(yè)工作——專業(yè)動手能力三、今年的分配形勢1、單位錄用選拔看學(xué)校和個人的能力大學(xué)生太812、今年的分配形式嚴峻危機的影響造成工作少危機來的突然，人員已過分儲備高速發(fā)展時進人多的行業(yè)2、今年的分配形式嚴峻危機的影響造成工作少危機來的突然，人員82機會！國家擴大內(nèi)需所影響的行業(yè)任何工程勘察測量先行機會！國家擴大內(nèi)需所影響的行業(yè)任何工程勘察測量先行83沒有過不去的山！祝好運！沒有過不去的山！84曹立華海底探測技術(shù)曹立華海底探測技術(shù)85第一章緒論第二章定位導(dǎo)航技術(shù)第三章聲波探測的基本原理第四章聲學(xué)海底探測設(shè)備的組成及分類第六章側(cè)掃聲吶工作原理及探測資料分析第七章多波束測深系統(tǒng)的工作原理及數(shù)據(jù)處理分析第九章綜合探測的實施原則及水下聲學(xué)定位系統(tǒng)第十章探測實例分析第五章單波束測深設(shè)備的組成及工作程序第八章淺地層探測系統(tǒng)的工作原理及資料分析第一章緒論第二章定位導(dǎo)航技術(shù)第三章86海底探測技術(shù)位置概念在哪兒？物質(zhì)概念是什么？怎么來的如何形成的？······海底探測技術(shù)位置概念在哪兒？物質(zhì)概念是什么？怎么來的如何形成87海底探測技術(shù)探測技術(shù)定位技術(shù)運動中的、有目的地的探測，又要求導(dǎo)航技術(shù)導(dǎo)航海底探測技術(shù)探測技術(shù)定位技術(shù)運動中的、有目的地的探測，又要求88第二章定位導(dǎo)航技術(shù)第二章89第一節(jié)導(dǎo)航定位技術(shù)一、導(dǎo)航定位技術(shù)的歷史沿革二、全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)第一節(jié)導(dǎo)航定位技術(shù)一、導(dǎo)航定位技術(shù)的歷史沿革二、全球衛(wèi)90一、導(dǎo)航定位技術(shù)的歷史沿革

定位：確定所在的地理位置導(dǎo)航：指明前進方向并到達目的地一、導(dǎo)航定位技術(shù)的歷史沿革

定位：確定所在的地理位置導(dǎo)航：指91一、導(dǎo)航定位技術(shù)的沿革羅盤六分儀只能指示方向確定位置（定位）多個位置點的有序連線指明運動方向——導(dǎo)航＋圖板最原始的導(dǎo)航定位系統(tǒng)1、角度定位導(dǎo)航方法一、導(dǎo)航定位技術(shù)的沿革羅盤六分儀只能指示方向確定位置（定位）92a我的位置a我的位置932、距離定位導(dǎo)航技術(shù)平面定位需3個參考點，立體空間需4個參考點2、距離定位導(dǎo)航技術(shù)平面定位需3個參考點，立體空間需4個參考94羅蘭C的地面發(fā)射系統(tǒng)是由至少3個發(fā)射臺組成的臺鏈，彼此精確同步。用戶接收來自2個臺的信號時，只要測出它們到達的時間差，便知道自己處于一條以這兩個臺為焦點的雙曲線上；同時又測出另外兩個臺信號的時間差，便又得知處于另一條雙曲線上；用戶必然處于這兩條雙曲線的交點上，從而可確定出用戶的位置，通過軟件可實現(xiàn)導(dǎo)航作用。陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，如羅蘭C（Loran

C）空基全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)距每顆衛(wèi)星的距離——偽距羅蘭C的地面發(fā)射系統(tǒng)是由至少3個發(fā)射臺組成的臺鏈，95二、全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（GNSS）美國GPS前蘇聯(lián)GLONASS歐洲ENSS（伽利略計劃）中國北斗2代導(dǎo)航系統(tǒng)上世紀80－90年代建成尚在設(shè)計建設(shè)階段二、全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（GNSS）美國GPS上世紀80－996GPS系統(tǒng)具有比它之前的其它導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)越的特點：（1）全能性：能在空中、海洋、陸地等全球范圍內(nèi)進行導(dǎo)航、授時和定位及測速。（2）全球性：在全球的任何地點都可進行定位。（3）全天候：白天黑夜都可以定位。1、GPS系統(tǒng)

全稱是“衛(wèi)星授時與測距導(dǎo)航系統(tǒng)”（NavigationbySatelliteTimingandRangingGlobalPositioningSystem,NAVSTARGPS），簡稱全球定位系統(tǒng)（GPS）。GPS系統(tǒng)具有比它之前的其它導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)越的特點：1、GPS系97GPS定位系統(tǒng)GPS衛(wèi)星（空間部分）地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面監(jiān)控部分）GPS接收機（用戶部分）24顆衛(wèi)星1個主控站3個注入站5個監(jiān)測站各型GPS接收機組成GPS定位系統(tǒng)GPS衛(wèi)星地面監(jiān)控系統(tǒng)GPS接收機24顆衛(wèi)星19824顆衛(wèi)星發(fā)射時間：1989~1994發(fā)射地點：佛羅里達州肯尼迪空間中心的卡納維爾角基地發(fā)射工具：采用Delta火箭衛(wèi)星數(shù)量：共有21+3顆衛(wèi)星星座：衛(wèi)星分布在六個軌道平面內(nèi)長半軸：26609km偏心率：0.01衛(wèi)星軌道面相對地球赤道面的傾角：55°各衛(wèi)星軌道面升交點赤經(jīng)相差：60°在相鄰軌道上衛(wèi)星的升交距角相差：30°衛(wèi)星高度：20200km衛(wèi)星運行周期：11小時58分鐘24顆衛(wèi)星發(fā)射時間：1989~199499海底探測技術(shù)第二章課件100GPS接收機GPS接收機工作階段GPS接收機GPS接收機工作階段101GPS衛(wèi)星向用戶發(fā)送用于導(dǎo)航定位的調(diào)制波，它含有：載波（L1和L2）、測距碼（C/A碼和P碼）和數(shù)據(jù)碼（導(dǎo)航電文）。用戶接收機接受4個以上衛(wèi)星所發(fā)信號就可確定接收機天線所在的位置。C/A碼偽距，精度約為20米左右（民用）P碼偽距，精度約為2米左右（軍用）定位導(dǎo)航原理：定位精度：不能滿足測量要求??！DGPS技術(shù)d=tc。在接收機的跟蹤狀態(tài)下，經(jīng)過數(shù)據(jù)解調(diào)后，讀取本地參考時鐘t1和衛(wèi)星時鐘的讀數(shù)t2的差，即為衛(wèi)星信號從衛(wèi)星到用戶的傳播時間t。偽距d=tc影響GPS定位精度的主要原因1、大氣層（電離層和對流層對GPS信號的延遲）2、多徑效應(yīng)（經(jīng)過其他表面反射到接收機天線中的GPS信號）3、當(dāng)前可見GPS衛(wèi)星數(shù)量4、當(dāng)前可見GPS衛(wèi)星的幾何分布5、GPS衛(wèi)星鐘差6、GPS衛(wèi)星軌道差7、人為干擾，例如SA政策、微波發(fā)射裝置等8、遮蔽物下（建筑物里，車輛里，隔熱紙，金屬成份遮蔽）9、液體（如：手）GPS衛(wèi)星向用戶發(fā)送用于導(dǎo)航定位的調(diào)制波，它含有：載波（L11022、DGPS技術(shù)實時差分實時差分GPS技術(shù)原理：在測區(qū)附近已知位置點設(shè)建立無線電臺和GPS接收機需測坐標點設(shè)立GPS接收機和無線電接收機定位衛(wèi)星產(chǎn)生的定位誤差基本一樣改正值修正精度更高的位置信息2、DGPS技術(shù)實時差分實時差分GPS技術(shù)原理：在測區(qū)附近已103單基站技術(shù)—如沿海信標岸臺或自設(shè)基站。提供米級定位精度，費用低廉。主要用于近海海洋工程，海底管道路由調(diào)查和光纜調(diào)查，海洋資源調(diào)查，海洋劃界等，RTK技術(shù)—厘米級定位精度，設(shè)備費用高。主要用于控制測量、精密海洋工程測量、灘涂測量、RTK驗潮、管線維護、海岸侵蝕研究等。WADGPS—廣域差分GPS技術(shù)（Fugro、C&C、Thales）。亞米級精度，信號需付費使用，主要用于大洋調(diào)查（多波束、水下定位）等。單基站技術(shù)—如沿海信標岸臺或自設(shè)基站。提供米級定位精度，費用104單基站技術(shù)實例：導(dǎo)航信標臺作用距離：300km定位精度：1-5m工作頻率：283.5-325.0kHz覆蓋范圍：我國大陸沿岸海域播發(fā)數(shù)據(jù)：RTCMSC-104使用方式：免費使用單基站技術(shù)實例：導(dǎo)航信標臺作用距離：300km105廣域差分GPS技術(shù)實例：導(dǎo)航信標臺作用距離：全球參考站：80通訊方式：海事衛(wèi)星(4)播發(fā)信息：RTCMSC-104Ver2.1用戶：單頻GPS定位精度：1-5m信號使用：有償使用應(yīng)用范圍：海洋工程測量、農(nóng)業(yè)精耕細作等廣域差分GPS技術(shù)實例：導(dǎo)航信標臺作用距離：全球106CEP海底管線CEP海底管線107一、坐標系的種類及建立方式二、投影的方式及表達三、常用的投影方式介紹第二節(jié)、坐標與投影一、坐標系的種類及建立方式第二節(jié)、坐標與投影108一、坐標系的種類及建立方式空間坐標系：空間直角坐標系

空間大地坐標系

平面坐標系：平面直角坐標系

地理坐標系1、坐標系的種類一、坐標系的種類及建立方式空間坐標系：空間直角坐標系地理坐109（1）空間直角坐標系

空間直角坐標系的坐標系原點位于參考橢球的中心，Z軸指向參考橢球的北極，X軸指向起始子午面與赤道的交點，Y軸位于赤道面上，且按右手系與X軸呈90°夾角。某點在空間中的坐標可用該點在此坐標系的各個坐標軸上的投影來表示。2、各坐標系的建立方法（1）空間直角坐標系空間直角坐標系的坐標系原點位于110地理坐標系是以地理極(北極、南極)為極點。通過A點作參考橢球面的垂線，稱之為過A點的法線。法線與赤道面的交角，稱為A點的大地緯度,B。過A點的子午面與通過英國格林尼治天文臺的子午面所夾的二面角，稱為A點的大地經(jīng)度,L。A點距大地水準面的高度，稱為A點的大地高，H

。NSQ

赤道緯線本初子午線EABLA點的地理位置由

B、L、H確定（2）大地坐標系?地理坐標系是以地理極(北極、南極)為極點。NSQ赤道緯線本111大地水準面(Geoid)是與平均海水面相合的特殊重力等位面。此面可被想象成延伸至陸地且在任何地方皆與重力線方向垂直。特點：由于地殼質(zhì)量分布的不均勻，引起重力方向的變化，導(dǎo)致處處和重力方向成正交的大地水準面成為一個不規(guī)則的、高低起伏的曲面。該曲面無法用數(shù)學(xué)公式表達。各個國家都有自己的大地水準面的規(guī)定大地水準面(Geoid)是與平均海水面相合的特殊重力等位面。112國家高程基準A、高程基準面

地面點高程或海底點水深的統(tǒng)一起算面，稱為高程基準面。

大地水準面通常作為高程基準面。對于一個國家來說，一般根據(jù)一個驗潮站的潮汐資料所求得的平均海水面作為國家高程基準面。B、水準原點傳遞高程的起算點。用精密水準測量方法，將水準原點與驗潮站的水準標尺聯(lián)測，以高程基準面為零，推求水準原點的高程。國家高程基準A、高程基準面B、水準原點113C、我國高程基準面使用青島驗潮站多年潮汐資料推求的平均海水面，作為中國高程基準面。青島驗潮站：位于青島港內(nèi)我國水準原點：位于青島觀象山黃海海面多年平均海水面為0米水準原點中國國家高程起算點瑪瑙C、我國高程基準面使用青島驗潮站多年潮汐資料推求的平均海水面114我國高程基準面的變更1956年黃海高程系統(tǒng)：

1950年－1956年7年間的潮汐資料推求的平均海水面，作為中國高程基準面。水準原點高程：72.289米1985國家高程基準：

1952年－1979年（28年）間19年的潮汐資料推求的平均海水面，作為新的中國高程基準面。水準原點高程：72.260米

1988年1月1日啟用，同時“1956年黃海高程系統(tǒng)”廢止。我國高程基準面的變更1956年黃海高程系統(tǒng)：1985國家高程115我國其他海水水深起算面理論深度基準面－－海圖深度基準面理論最低潮面≈2.4m國家高程基準海圖深度基準面

短周期平均海平面我國其他海水水深起算面理論深度基準面－－海圖深度基準面≈2.116大地球體閉合的大地水準面所包圍的形體，叫大地球體。

地球橢球體

大地水準面形狀雖然十分復(fù)雜，但從整體來看，起伏是微小的。大地球體是一個很接近于繞自轉(zhuǎn)軸（短軸）旋轉(zhuǎn)的橢球體。在大地測量和制圖中用旋轉(zhuǎn)橢球來代替大地球體，這個旋轉(zhuǎn)球體稱為地球橢球體。H-大地高大地球體閉合的大地水準面所包圍的形體，叫大地球體。地球橢球117對于國家測圖或區(qū)域制圖，往往采用其大小及定位定向最接近本國或本地區(qū)的地球橢球體。這樣的地球橢球體稱為參考橢球體。

特點：參考橢球體在大小及定位定向上都不與地球橢球體一致。參考橢球體定位不一致：地心不重合定向不一致：地軸不重合或不平行對于國家測圖或區(qū)域制圖，往往采用其大小及定位定向最接近本國或1183、我國常用的大地坐標系（1）.1954年北京坐標系（2）.1980年西安大地坐標系（3）.WGS-84坐標系3、我國常用的大地坐標系（1）.1954年北京坐標系119（1）、1954年北京坐標系建國前，我國沒有統(tǒng)一的大地坐標系統(tǒng)，建國初期，在蘇聯(lián)專家的建議下，我國根據(jù)當(dāng)時的具體情況，建立起了全國統(tǒng)一的1954年北京坐標系。該坐標系采用的參考橢球是克拉索夫斯基橢球。1954年北京坐標系建立后，全國天文大地網(wǎng)尚未布測完畢，因此，在全國分期布設(shè)該網(wǎng)的同時，相應(yīng)地進行了分區(qū)的天文大地網(wǎng)局部平差，以滿足經(jīng)濟和國防建設(shè)的需要。（1）、1954年北京坐標系建國前，我國沒有統(tǒng)一的1201954年北京坐標系的主要缺點A、理論計算和實際工作不方便克拉索夫斯基橢球參數(shù)同現(xiàn)代精確的橢球參數(shù)的差異較大，并且不包含表示地球物理特性的參數(shù)，因而給理論和實際工作帶來了許多不便。B、參考橢球與我國地形吻合較差橢球定向不十分明確，橢球的短半軸既不指向國際通用的CIO（國際協(xié)議原點）極，也不指向目前我國使用的JYD（極原點）極。參考橢球面與我國大地水準面呈西高東低的系統(tǒng)性傾斜，東部高程異常達60余米，最大達67米。C、在我國不能形成準確的覆蓋網(wǎng)該坐標系統(tǒng)的大地點坐標是經(jīng)過局部分區(qū)平差得到的，因此，全國的天文大地控制點實際上不能形成一個整體，區(qū)與區(qū)之間有較大的隙距1954年北京坐標系的主要缺點A、理論計算和實際工作不方便121（2）、1980年西安大地坐標系

1978年，我國決定重新對全國天文大地網(wǎng)施行整體平差，并且建立新的國家大地坐標系統(tǒng)，整體平差在新大地坐標系統(tǒng)中進行，這個坐標系統(tǒng)就是1980年西安大地坐標系統(tǒng)。1980年西安大地坐標系統(tǒng)所采用的地球橢球參數(shù)的四個幾何和物理參數(shù)采用了IAG(國際大地測量協(xié)會，國際測地學(xué)協(xié)會)1975年的推薦值。橢球的短軸平行于地球的自轉(zhuǎn)軸（由地球質(zhì)心指向1968.0JYD地極原點方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，橢球面同似大地水準面在我國境內(nèi)符合最好，高程系統(tǒng)以1956年黃海平均海水面為高程起算基準。（2）、1980年西安大地坐標系1978年，我國122（3）、WGS-84坐標系

WGS-84坐標系是目前GPS所采用的坐標系統(tǒng)，GPS所發(fā)布的星歷參數(shù)就是基于此坐標系統(tǒng)的。

WGS-84坐標系統(tǒng)的全稱是WorldGeodicalSystem-84（世界大地坐標系-84）。

WGS-84坐標系的坐標原點位于地球的質(zhì)心nternationaldeL'Heure，Z軸指向BIH(BureauI，國際時間局)1984.0定義的協(xié)議地球極CTP(ConventionalTerrestrialPole，協(xié)議地球極)方向，X軸指向BIH1984.0的啟始子午面和赤道的交點，Y軸與X軸和Z軸構(gòu)成右手系。

（3）、WGS-84坐標系WGS-84坐標系是目前GP1231.1954年北京坐標系

2.1980年西安大地坐標系

3.WGS-84坐標系參心坐標系統(tǒng)地心坐標系統(tǒng)1.1954年北京坐標系參心坐標系統(tǒng)地心坐標系統(tǒng)124空間坐標系：空間直角坐標系

空間大地坐標系

平面坐標系：平面直角坐標系

空間坐標系：空間直角坐標系125平面直角坐標系

平面圖位置空間直角坐標位置大地坐標位置投影

平面直角坐標系是利用投影變換，將空間坐標（空間直角坐標或空間大地坐標）通過某種數(shù)學(xué)變換映射到平面上，這種變換又稱為投影變換。

平面直角坐標系平面圖位置空間直角坐標位置投影126平面直角坐標系建立運用地圖投影的方法，建立地球表面和平面上點的函數(shù)關(guān)系，使地球表面上任一點由地理坐標（L、B）確定的點，在平面上必有一個與它相對應(yīng)的點，平面上任一點的位置可以用直角坐標表示。

在平面上選一點O為直角坐標原點，過該點O作相互垂直的兩軸X’OX和Y’OY而建立平面直角坐標系

平面直角坐標系OBPYXAX'Y'注意：縱軸為X軸，指向北為正橫軸為Y軸，指向東為正關(guān)鍵問題是投影方式！平面直角坐標系建立運用地圖投影的方法，建立地球表面和平面上127直接建立在球體上的地理坐標，用經(jīng)度和緯度表達地理對象位置建立在平面上的直角坐標系，用（X，Y）表達地理對象位置投影XY二、投影的方式及表達直接建立在球體上的地理坐標，用經(jīng)度和緯度表達地理對象位置建立1281、地圖投影方式示意1、地圖投影方式示意1292、投影必造成變形長度變形面積變形角度變形將不可展的地球橢球面展開成平面，并且不能有斷裂，則圖形必將在某些地方被拉伸，某些地方被壓縮，故投影變形是不可避免的。2、投影必造成變形長度變形將不可展的地球橢球面展開成平面，并130地圖投影變形的圖解示例

（摩爾維特投影－等積偽圓柱投影）長度變形角度變形地圖投影變形的圖解示例長度變形角度變形131地圖投影變形的圖解示例

（UTM－橫軸等角割圓柱投影）面積變形和長度變形地圖投影變形的圖解示例

（UTM－橫軸等角割圓柱投影）面積變1323、投影分類變形分類：等角投影：投影前后角度不變等面積投影：投影前后面積不變；等距投影：投影前后長度不變變形投影面：圓柱投影：投影面為圓柱（包括橢圓柱）圓錐投影：投影面為圓錐方位投影：投影面為平面投影面位置：正軸投影：投影面中心軸與地軸相互重合斜軸投影：投影面中心軸與地軸斜向相交橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直相割或相切：相切投影：投影面與橢球體相切相割投影：投影面與橢球體相割3、投影分類變形分類：133海底探測技術(shù)第二章課件134影響投影選擇的因素制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍制圖比例尺地圖內(nèi)容出版方式地圖投影選擇，主要指中、小比例尺地圖，不包括國家基本比例尺地形圖。國家基本比例尺地形圖的投影、分幅等，是由國家測繪主管部門研究制訂，不容許任意改變。小區(qū)域大比例尺地圖，無論采用什么投影，變形都很小。地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國家基本地圖系列的比例尺一致時，一般采用國家基本系列地圖所用的投影。影響投影選擇的因素制圖區(qū)域的地理位置、形狀和范圍地圖投影選擇135

三、

我國常用的投影方法高斯-克呂格投影（Gauss-Kruger）

——國家基本比例尺地形圖(≥1:50萬)墨卡托投影（Mercator）

——海圖通用橫軸墨卡托投影（UTM）三、我國常用的投影方法高斯-克呂格投影（Gauss1361、高斯—克呂格投影

——橫軸等角橢圓柱切投影

假想一橢圓柱面橫套在地球橢球體上，并與某一條子午線（中央子午線）相切，橢圓柱的中心軸通過橢球體中心，將中央子午線兩側(cè)各一定經(jīng)差范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上。變形分類：等角投影：投影前后角度不變等面積投影：投影前后面積不變；等距投影：投影前后長度不變變形投影面：

圓柱投影：投影面為圓柱（包括橢圓柱）

圓錐投影：投影面為圓錐

方位投影：投影面為平面投影面位置：

正軸投影：投影面中心軸與地軸相互重合斜軸投影：投影面中心軸與地軸斜向相交

橫軸投影：投影面中心軸與地軸相互垂直相割或相切：

相切投影：投影面與橢球體相切相割投影：投影面與橢球體相割1、高斯—克呂格投影

——橫軸等角橢圓柱切投影假137（1）投影條件：1）中央經(jīng)線和地球赤道投影成為直線且為投影的對稱軸；2）投影后無角度變形。3）中央經(jīng)線上沒有長度變形。（2）特點：

1）中央經(jīng)線上無變形

2）同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠，變形越大；

3）同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大；（1）投影條件：1）中央經(jīng)線和地球赤道投影成為直線且為投影的138誰大？各個國家都把自己的國土放在中央經(jīng)線上，以減小變形。同理，大比例尺小區(qū)域地圖，最好以區(qū)域的中心為中央經(jīng)線。為了附近區(qū)域的圖件銜接和對比，都人為地規(guī)定了分帶制度：在某一個經(jīng)度范圍內(nèi)的圖件，規(guī)定了統(tǒng)一的中央經(jīng)線。誰大？各個國家都把自己的國土放在中央經(jīng)線上，以減小變形。同理139（3）我國高斯投影的分帶6度分帶3度分帶1）我國規(guī)定按6°或3°分帶2）6度帶：從0度子午線起，自西向東每隔經(jīng)差6為一投影帶，全球分為60帶，各帶的帶號（n）用自然序數(shù)1，2，3，…60表示。中央子午線經(jīng)度L0=6n－3（3）我國高斯投影的分帶631）我國規(guī)定按6°或3°分帶1406度帶3度帶3）3度帶：從東經(jīng)1度30分的經(jīng)線開始，每隔3度為一帶，全球劃分為120個投影帶，各帶的帶號（n′）用自然序數(shù)1，2，3，…120表示。

中央子午線經(jīng)度L0=3n′青島的位置633）3度帶：從東經(jīng)1度30分的經(jīng)線開始，每隔3度為一帶，141我國高斯平面直角坐標系以中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，兩軸的交點為坐標原點。為了避免Y坐標出現(xiàn)負值，將各帶的坐標縱軸西移500公里，即將所有Y值都加500公里。各帶的投影完全相同，某一坐標值（x，y），在每一投影帶中均有一個，不能確切表示該點的位置。因此，在Y值前，需冠以帶號，稱之為通用坐標。例如：魚山校區(qū)大學(xué)路操場內(nèi)某點：

X=3995920Y=2125947021帶我國高斯平面直角坐標系以中央經(jīng)線為X軸，赤道為Y軸，兩軸的交1422、墨卡托投影

——等角正軸圓柱（切、割）投影特點：1.沒有角度變形——等角航線。2.經(jīng)緯線都是平行直線，且相交成直角。3.經(jīng)線間隔相等，緯線間隔從基準緯線向兩極逐漸增大。4.常用作航海圖和航空圖。圓柱與地球橢球的切線或割線稱為基準緯線。切投影割投影2、墨卡托投影

——等