第五章-全站儀及其使用課件

第五章坐標(biāo)測量

NTS355NTS662NTS362R1編輯版pppt第五章坐標(biāo)測量NTS355NTS662NTS362R1第五章坐標(biāo)測量

重點問題：

高斯平面直角坐標(biāo)系及高斯坐標(biāo)測量平面直角坐標(biāo)的計算

全站儀的結(jié)構(gòu)及其使用1232編輯版pppt第五章坐標(biāo)測量重點問題：測量平面直角坐標(biāo)的P圖5-1天文地理坐標(biāo)系

ONS赤道大地水準(zhǔn)面首子午線§5.1坐標(biāo)系統(tǒng)一、地理坐標(biāo)系

1、天文地理坐標(biāo)系大地水準(zhǔn)面和鉛垂線是天文地理坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面和線地面點的坐標(biāo)是它沿鉛垂線在大地水準(zhǔn)面上投影點的經(jīng)度和緯度（，）正高是地面點沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離3編輯版ppptP圖5-1天文地理坐標(biāo)系ONS赤道大地水準(zhǔn)面首§5.12、大地地理坐標(biāo)系NSMP格林尼治天文臺LBH大地經(jīng)度(L)

大地緯度(B)大地高(H)

過地面點的子午面與起始子午面之間的夾角過地面點的法線與赤道面之間的夾角地面點沿法線至參考橢球面的距離G我國目前常用的坐標(biāo)系中：1954年北京坐標(biāo)系和1980年國家大地坐標(biāo)系是參心坐標(biāo)系，WGS-84大地坐標(biāo)系和2000國家大地坐標(biāo)系是地心坐標(biāo)系。4編輯版pppt2、大地地理坐標(biāo)系NSMP格林尼治LBH大地經(jīng)度(L)(1)1954年北京坐標(biāo)系

時間：20世紀(jì)50年代

橢球：前蘇聯(lián)克拉索夫斯基橢球元素坐標(biāo)原點：前蘇聯(lián)境內(nèi)的普爾科沃存在問題：

①參考橢球長半軸比地球總橢球的長100多米；②橢球基準(zhǔn)軸定向不明確；③橢球面與我國大地水準(zhǔn)面差異不均勻，東部局部地區(qū)高程異常達68m，西部新疆地區(qū)高程異常為零；④點位精度偏低。

5編輯版pppt(1)1954年北京坐標(biāo)系時間：20世紀(jì)50年代5編輯版(2)1980年國家大地坐標(biāo)系

時間：20世紀(jì)70年代末

橢球：IUGG-75（1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會）地球橢球橢球定向：短軸Z軸由地心指向1968.0地極原點（JYD）的方向坐標(biāo)原點：我國中部陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)

精度：橢球面與我國境內(nèi)大地水準(zhǔn)面密合最佳，差距在±20m之內(nèi)，邊長精度為1/500000。6編輯版pppt(2)1980年國家大地坐標(biāo)系時間：20世紀(jì)70年代末6(3)WGS-84大地坐標(biāo)系

時間：美國軍方1987年橢球：IUGG-79（1979年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十七屆大會）地球橢球橢球定向：Z軸由地心指向BIH（國際時間局）1984.0地極原點（CTP）的方向

坐標(biāo)原點：地球質(zhì)心

應(yīng)用：GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)

7編輯版pppt(3)WGS-84大地坐標(biāo)系時間：美國軍方1987年7編輯(4)

2000國家大地坐標(biāo)系

時間：2008年7月1日我國開始統(tǒng)一使用

橢球：2000參考橢球

橢球定向：Z軸由地心指向BIH（國際時間局）1984.0地極原點（CTP）的方向坐標(biāo)原點：地球質(zhì)心

特點：2000國家大地坐標(biāo)系（ChinaGeodeticCoordinateSystem2000，簡稱CGCS2000）是由2000國家GPS大地控制網(wǎng)、2000國家重力基本網(wǎng)及用常規(guī)大地測量技術(shù)建立的國家天地大地網(wǎng)聯(lián)合平差獲得的三維地心坐標(biāo)系統(tǒng)8編輯版pppt(4)2000國家大地坐標(biāo)系時間：2008年7月1日我二、空間直角坐標(biāo)系1.定義：坐標(biāo)原點O選在地球橢球中心，對于總地球橢球，坐標(biāo)原點與地球質(zhì)心重合；Z軸指向地球北極；X軸為格林尼治子午面與地球赤道面交線；Y軸垂直于XOZ平面，構(gòu)成右手坐標(biāo)系。

XYOZzNS圖5-3空間直角坐標(biāo)系Pxy9編輯版pppt二、空間直角坐標(biāo)系1.定義：坐標(biāo)原點O選在地球橢球中心，對于2.大地坐標(biāo)與空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系：式中，N—P點的卯酉圈曲率半徑；—第一偏心率。（B,L,H）（X,Y,Z）（X,Y,Z）（B,L,H）式中，；；；－長半軸半徑。10編輯版pppt2.大地坐標(biāo)與空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系：式中，N—P點的卯酉圈三、平面直角坐標(biāo)系1.高斯平面直角坐標(biāo)系

2.獨立平面直角坐標(biāo)系

11編輯版pppt三、平面直角坐標(biāo)系1.高斯平面直角坐標(biāo)系11編輯版ppp1、高斯投影與高斯坐標(biāo)系

1、地圖投影的概念

2、地圖投影的分類

3、高斯-克呂格投影分帶子午線中央子午線赤道母線母線12編輯版pppt1、高斯投影與高斯坐標(biāo)系1、地圖投影的概念分帶子午線1、地圖投影的概念珠穆朗瑪峰8844.43m馬里亞納海溝-11034m陸地面積≈29%海洋面積≈71%長半徑：6378140m短半徑：6356755.3m13編輯版pppt1、地圖投影的概念珠穆朗瑪峰8844.43m馬里亞納海溝投影過程示意圖14編輯版pppt投影過程示意圖14編輯版pppt地圖投影的內(nèi)涵地圖投影

依據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，將不可展的地球曲面運用特定的數(shù)學(xué)方法展示到平面上，最終在地表面點與地圖平面點之間建立一一對應(yīng)的關(guān)系

(B,L)(x,y)15編輯版pppt地圖投影的內(nèi)涵地圖投影依據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，將不可展的地2、地圖投影的分類按投影面分類按投影方式分類變形特征分類16編輯版pppt2、地圖投影的分類按投影面分類16編輯版pppt按投影面分類方位投影

圓錐投影

圓柱投影

17編輯版pppt按投影面分類方位投影圓錐投影圓柱投影17編輯版pppt按投影方式分類橫軸

正軸

斜軸

18編輯版pppt按投影方式分類橫軸正軸斜軸18編輯版pppt變形特征分類任意投影

等角投影等積投影19編輯版pppt變形特征分類任意投影等角投影等積投影19編輯版pppt3、高斯-克呂格投影高斯(Gauss,CarlFriedrich,1777-1855)，德國數(shù)學(xué)家，天文學(xué)家，物理學(xué)家。20編輯版pppt3、高斯-克呂格投影高斯(Gauss,CarlFriedr高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系

（1）.

高斯投影的概念

（2）.

高斯投影的分帶和編號

（3）.

高斯平面直角坐標(biāo)系

（4）、高斯投影的關(guān)系式21編輯版pppt高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系（1）.

高斯投影的概念

（1）.

高斯投影的概念等角橫軸橢圓柱投影特點：1.中央子午線和地球赤道投影成為直線且為投影對稱軸；2.等角投影，經(jīng)緯線投影后保持相互垂直關(guān)系；3.中央子午線上沒有長度變形。投影演示22編輯版pppt（1）.

高斯投影的概念等角橫軸橢圓柱投影特點：投影演示26分帶法3分帶法（2）.

高斯投影的分帶和編號23編輯版pppt6分帶法3分帶法（2）.

高斯投影的分帶和編號23編高斯投影的分帶和編號6°分帶法：從格林尼治零度經(jīng)線起，每6°分為一個投影帶，全球共分為多少個投影帶？

投影帶號n和中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算公式為：12313141516172930311201352426283032345759616帶3帶06121872849616818039157587991711773°分帶法：從東經(jīng)1°30′起，每3°為一帶，將全球劃分為多少個投影帶？

投影帶號n和中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算公式為：L0=(6°*n—3°)L0=(3°*n)24編輯版pppt高斯投影的分帶和編號6°分帶法：12課堂思考題1、如何根據(jù)某一點的經(jīng)度來計算其所在投影帶的帶號？

EX：A點的經(jīng)度為東經(jīng)119°32′，則A點所在的6°帶和3°帶的帶號分別為多少？12313141516172930311201352426283032345759616帶3帶06121872849616818039157587991711772、為什么3°帶是東經(jīng)1.5°開始的？25編輯版pppt課堂思考題1、如何根據(jù)某一點的經(jīng)度來計算其所在投影帶的帶號？（3）.高斯平面直角坐標(biāo)系及坐標(biāo)本初子午線l=0°經(jīng)線緯線XYZNEW=0-90°SPOR=0-180°E=0-90°N??赤道

f=0°??=0-180°W-經(jīng)度-緯度R–地球半徑O–地球球心XYo赤道中央經(jīng)線26編輯版pppt（3）.高斯平面直角坐標(biāo)系及坐標(biāo)本初子午線l=0°經(jīng)線高斯平面直角坐標(biāo)系的特點1、坐標(biāo)軸的特點o赤道中央子午線XYⅠⅡⅢⅣ△X△Y2、象限及方位角的特點3、坐標(biāo)計算的特點XA=X0+△X=X0+DcosαYA=Y0+△Y=Y0+DsinαADα27編輯版pppt高斯平面直角坐標(biāo)系的特點1、坐標(biāo)軸的特點o赤道中央子午線XY高斯平面直角坐標(biāo)特點我國規(guī)定將各帶縱坐標(biāo)軸西移500公里（實質(zhì)是將所有y值加上500公里）Y坐標(biāo)值前再加上所在投影帶帶號EX:假設(shè)某點在第18帶Y=743.353kmX=464.784kmY+500km加帶號Y=243.353kmX=464.784km原始坐標(biāo)（真實坐標(biāo)）Y=18743.353kmX=464.784km高斯坐標(biāo)（名義坐標(biāo)）500km第X帶28編輯版pppt高斯平面直角坐標(biāo)特點我國規(guī)定將各帶縱坐標(biāo)軸西移500公里（實4、高斯投影的關(guān)系式高斯-克呂格投影正解公式：（B,L）→(X,Y)，原點緯度0，中央經(jīng)度L0上面公式中東緯偏移FE=500000米+帶號*1000000；高斯-克呂格投影比例因子k0=129編輯版pppt4、高斯投影的關(guān)系式高斯-克呂格投影正解公式：（B,L）→(高斯-克呂格投影反解公式：

(X,Y)→（B,L），原點緯度0，中央經(jīng)度L0

坐標(biāo)換算程序30編輯版pppt高斯-克呂格投影反解公式：

31編輯版pppt31編輯版pppt2.獨立平面直角坐標(biāo)系

假定坐標(biāo)系常用于測區(qū)范圍較小（一般面積S＜25km2）時，可不經(jīng)過高斯投影直接把球面視為平面，簡化計算。

OY

圖5-8獨立平面直角坐標(biāo)系XⅡⅣ測區(qū)ⅢⅠ32編輯版pppt2.獨立平面直角坐標(biāo)系假定坐標(biāo)系常用于測區(qū)范圍較?。ㄒ话恪?.2坐標(biāo)計算1.坐標(biāo)方位角推算

當(dāng)轉(zhuǎn)折角為左角時：當(dāng)轉(zhuǎn)折角為右角時：33編輯版pppt§5.2坐標(biāo)計算1.坐標(biāo)方位角推算當(dāng)轉(zhuǎn)折角為左角時：當(dāng)轉(zhuǎn)2.坐標(biāo)增量計算圖5-10坐標(biāo)增量計算34編輯版pppt2.坐標(biāo)增量計算圖5-10坐標(biāo)增量計算34編輯版pppt3.坐標(biāo)正算

【例5-3】假設(shè)1-2邊長為，方位角為，1點坐標(biāo)為（3345.67，4234.78）（單位：m），求2點坐標(biāo)。解：35編輯版pppt3.坐標(biāo)正算【例5-3】假設(shè)1-2邊長為，方位角為，1點坐4.坐標(biāo)反算

【例5-4】已知1、2點坐標(biāo)分別為（4342.99，3814.29）、（2404.50，525.72）（單位：m），試計算1-2邊長及其坐標(biāo)方位角。解：36編輯版pppt4.坐標(biāo)反算【例5-4】已知1、2點坐標(biāo)分別為（4342.§5.3全站儀及其使用

一、概述全站儀（TotalStation），是全站型電子速測儀的簡稱。它由電子測角、光電測距、微處理機及其軟件組成，在測站上能完成測量水平角、豎直角、斜距等，并能自動計算平距、高差、方位角和坐標(biāo)等全部基本測量工作，還可以將測量數(shù)據(jù)傳輸給計算機實現(xiàn)測圖的自動化。全站儀結(jié)構(gòu)上可分為組合式和整體式兩種類型。全站儀測量是通過鍵盤輸入指令進行工作。鍵盤上的鍵分為硬鍵和軟鍵，每一個硬鍵都對應(yīng)著一個固定功能，或兼有第二、第三功能，軟鍵是與屏幕上顯示的功能菜單或子菜單相對應(yīng)。

37編輯版pppt§5.3全站儀及其使用一、概述37編輯版pppt二、NTS355的基本結(jié)構(gòu)及其功能

圖5-11NTS-355全站儀1-手柄，2-手柄固定螺絲，3-電池盒，4-電池盒按鈕，5-物鏡，6-物鏡調(diào)焦螺旋，7-目鏡調(diào)焦螺旋，8-瞄準(zhǔn)器，9-望遠鏡制動螺旋，10-望遠鏡微動螺旋，11-管水準(zhǔn)器，12-管水準(zhǔn)器校正螺絲，13-水平制動螺旋，14-水平微動螺旋，15-光學(xué)對中器物鏡調(diào)焦螺旋，16-光學(xué)對中器目鏡調(diào)焦螺旋，17-顯示窗，18-電源開關(guān)，19-通訊接口，20-圓水準(zhǔn)器，21-軸套鎖定紐，22-腳螺旋，23-通訊電纜38編輯版pppt二、NTS355的基本結(jié)構(gòu)及其功能圖5-11NTS-3NTS355操作面板圖5-12NTS-355操作面板表5－1NTS-355鍵盤功能表按鍵名稱功能角度測量鍵進入角度測量模式（上移鍵）距離測量鍵進入距離測量模式（下移鍵）坐標(biāo)測量鍵進入坐標(biāo)測量模式（左移鍵）菜單鍵進入菜單模式（右移鍵）退出鍵返回上一級狀態(tài)或返回測量模式電源開關(guān)鍵電源開關(guān)～軟鍵（功能鍵）對應(yīng)于顯示的軟鍵信息～數(shù)字鍵輸入數(shù)字和字母、小數(shù)點、負號星鍵進入星鍵模式ANGMENUF1F4ESC09POWER39編輯版ppptNTS355操作面板圖5-12NTS-355操作面板表5角度測量模式H-蜂鳴R/L豎角P3↓傾斜---V%P2↓V：90°10′20″HR：122°09′30″

置零鎖定置盤

P1↓F1F2F3F4圖5-2角度測量模式菜單表5－2角度測量模式各鍵和顯示符號的功能表頁數(shù)軟鍵顯示符號功能第1頁（P1）置零將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為0鎖定將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)鎖定置盤將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為輸入值P1↓顯示第二頁軟鍵功能第2頁（P2）傾斜設(shè)置傾斜改正開或關(guān)，若選擇開則顯示傾斜改正的角度值---V%切換豎盤讀數(shù)的顯示方式，是以角度制顯示或是以斜率百分比顯示P2↓顯示第三頁軟鍵功能第3頁（P3）H-蜂鳴水平度盤讀數(shù)分別為0°、90°、180°、270°時是否蜂鳴R/L水平度盤讀數(shù)按右/左方向計數(shù)的切換豎角豎直角顯示方式的切換，高度角或天頂角P3↓顯示第一頁軟鍵功能F1F2F3F4F1F2F3F4F1F2F3F440編輯版pppt角度測量模式V：90°10′20″F1F2F3F4圖5距離測量模式偏心放樣m/f/iP2↓HR：122°09′30″HD*[r]-<<mVD:測量模式S/AP1↓F1F2F3F4圖5-3距離測量模式菜單表5-3距離測量模式各鍵和顯示符號的功能表頁數(shù)軟鍵顯示符號功能第1頁（P1）測量啟動距離測量模式設(shè)置測距模式為精測或跟蹤S/A溫度、氣壓、棱鏡常數(shù)等設(shè)置P1↓顯示第二頁軟鍵功能第2頁（P2）偏心偏心測量模式放樣距離放樣模式m/f/i距離單位的設(shè)置，米/英尺/英寸P2↓顯示第一頁軟鍵功能F1F2F3F4F1F2F3F441編輯版pppt距離測量模式HR：122°09′30″F1F2F3F4圖5-坐標(biāo)測量模式偏心---m/f/iP3↓鏡高儀高測站P2↓N：122.347mE：502.254mZ：35.686m測量模式S/AP1↓F1F2F3F4圖5-6坐標(biāo)測量模式菜單 表5-4坐標(biāo)測量模式各鍵和顯示符號的功能表頁數(shù)軟鍵顯示符號功能第1頁（P1）測量啟動坐標(biāo)測量模式設(shè)置測距模式為精測或跟蹤S/A溫度、氣壓、棱鏡常數(shù)等設(shè)置P1↓顯示第二頁軟鍵功能第2頁（P2）鏡高設(shè)置棱鏡高度儀高設(shè)置儀器高度測站設(shè)置測站坐標(biāo)P2↓顯示第三頁軟鍵功能第3頁（P3）偏心偏心測量模式---m/f/i距離單位的設(shè)置，米/英尺/英寸P3↓顯示第一頁軟鍵功能F1F2F3F4F1F2F3F4F1F2F3F442編輯版pppt坐標(biāo)測量模式N：122.347mF1F2F3F4圖5-6星鍵模式按進入星鍵模式，可對以下項目進行設(shè)置：1．對比度調(diào)節(jié)。按星鍵后，通過按或鍵，可以調(diào)節(jié)液晶顯示屏的對比度。2．照明。按星鍵后，通過F1選擇照明，按F1或F2選擇開關(guān)背景光。3．傾斜。按星鍵后，通過F2選擇傾斜，按F1或F2選擇開關(guān)傾斜改正。4．S/A。按星鍵后，通過F4選擇S/A，對棱鏡常數(shù)和溫度氣壓進行設(shè)置。43編輯版pppt星鍵模式按進入星鍵模式，可對以下項目進行設(shè)置：4數(shù)據(jù)采集1創(chuàng)建或選擇數(shù)據(jù)采集文件圖5-23“數(shù)據(jù)采集”菜單選擇一個文件FN：

輸入調(diào)用---回車

F1F2F3F4數(shù)據(jù)采集1/2F1：輸入測站點F2：輸入后視點F3：測量P↓F1F2F3F4數(shù)據(jù)采集2/2F1：選擇文件F2：輸入編碼F3：設(shè)置P↓F1F2F3F4菜單1/3F1：數(shù)據(jù)采集F2：放樣F3：存儲管理P↓F1F2F3F444編輯版pppt數(shù)據(jù)采集1創(chuàng)建或選擇數(shù)據(jù)采集文件圖5-23“數(shù)據(jù)采數(shù)據(jù)采集2設(shè)置測站點圖5-24“選擇文件”菜單選擇一個文件F1：測量文件F2：坐標(biāo)文件F1F2F3F4選擇一個文件FN：

輸入調(diào)用---回車F1F2F3F4圖5-25設(shè)置測站點點號→J35

標(biāo)識符：

儀高：1.421m輸入查找記錄測站

F1F2F3F4N：200.000 mE：600.000mZ：50.000m>OK?[是][否]F1F2F3F4點號：J35

標(biāo)識符：

儀高：1.421m>記錄?[是][否]F1F2F3F445編輯版pppt數(shù)據(jù)采集2設(shè)置測站點圖5-24“選擇文件”菜單選擇一個文數(shù)據(jù)采集3設(shè)置后視點圖5-26設(shè)置后視點后視點→ J34

編碼：

鏡高：1.680m輸入置零測量后視F1F2F3F4后視點→ J34

編碼：

鏡高：1.680m角度*斜距坐標(biāo)---F1F2F3F446編輯版pppt數(shù)據(jù)采集3設(shè)置后視點圖5-26設(shè)置后視點后視點→ J34數(shù)據(jù)采集4碎部點測量圖5-27碎部測量點號：8標(biāo)識符：FW儀高：1.421m輸入查找測量同前

F1F2F3F4點號：8標(biāo)識符：FW儀高：1.421m角度斜距坐標(biāo)偏心F1F2F3F4點號：9標(biāo)識符：FW儀高：1.421m輸入查找測量同前F1F2F3F447編輯版pppt數(shù)據(jù)采集4碎部點測量圖5-27碎部測量點號：8三、NTS662的基本結(jié)構(gòu)及其功能

圖5-30NTS662型全站儀的結(jié)構(gòu)1-望遠鏡調(diào)焦螺旋，2-望遠鏡把手，3-目鏡調(diào)焦螺旋，4-目鏡，5-管水準(zhǔn)器，6-顯示屏，7-圓水準(zhǔn)器，8-電池，9-電池鎖緊桿，10-垂直制動螺旋，11-垂直微動螺旋，12-SD卡接口，13-USB接口，14-粗瞄準(zhǔn)器，15-物鏡，16-水平制動螺旋，17-水平微動螺旋，18-基座鎖緊鈕，19-儀器中心標(biāo)志，20-光學(xué)對中器，21-數(shù)據(jù)通訊串口，22-腳螺旋，23-底板48編輯版pppt三、NTS662的基本結(jié)構(gòu)及其功能圖5-30NTS49編輯版pppt49編輯版pppt50編輯版pppt50編輯版pppt51編輯版pppt51編輯版pppt52編輯版pppt52編輯版pppt53編輯版pppt53編輯版pppt54編輯版pppt54編輯版pppt55編輯版pppt55編輯版pppt56編輯版pppt56編輯版pppt57編輯版pppt57編輯版pppt58編輯版pppt58編輯版pppt四、NTS362R全站儀的基本結(jié)構(gòu)及其功能

NTS360型全站儀的結(jié)構(gòu)1-粗瞄準(zhǔn)器，2-物鏡，3-管水準(zhǔn)器，4-顯示屏，5-基座鎖定鈕，6-電池，7-電池鎖緊桿，8-SD卡接口，9-USB接口，10-水平微動螺旋，11-水平制動螺旋，12-儀器中心標(biāo)志，13-光學(xué)對中器，14-數(shù)據(jù)通訊接口，15-腳螺旋，16-底板，17-望遠鏡把手，18-目鏡，19-垂直制動螺旋，20-垂直微動螺旋，21-鍵盤，22-園水準(zhǔn)器59編輯版pppt四、NTS362R全站儀的基本結(jié)構(gòu)及其功能NTS360型NTS360型全站儀操作面板及相應(yīng)功能

NTS360型全站儀的結(jié)構(gòu)1-坐標(biāo)測量（左移鍵），2-距離測量（下移鍵），3-角度測量（上移鍵），4-數(shù)字鍵盤，5-電源開關(guān)鍵，6-星鍵，7-退出鍵，8-回車鍵，9-菜單鍵，10-F1-F4功能鍵60編輯版ppptNTS360型全站儀操作面板及相應(yīng)功能NTS360鍵盤功能表

61編輯版pppt鍵盤功能表61編輯版pppt思考題1.測量中常用的坐標(biāo)系有哪些？各自有哪些特點？2.簡述高斯投影的過程和特點。3.簡述高斯坐標(biāo)系的特點；若某點A在6°帶中的通用高斯坐標(biāo)為（3344572，20527680）（單位：m），試該點所在投影帶的中央子午線經(jīng)度并說明該坐標(biāo)的意義？4.簡述坐標(biāo)測量的基本原理。5.全站儀的測量模式有哪些？每個模式具備哪些功能？6.簡述全站儀采集數(shù)據(jù)的基本過程。7.簡述三款常用的南方全站儀儀器結(jié)構(gòu)上的不同之處。62編輯版pppt思考題62編輯版pppt第五章坐標(biāo)測量

NTS355NTS662NTS362R63編輯版pppt第五章坐標(biāo)測量NTS355NTS662NTS362R1第五章坐標(biāo)測量

重點問題：

高斯平面直角坐標(biāo)系及高斯坐標(biāo)測量平面直角坐標(biāo)的計算

全站儀的結(jié)構(gòu)及其使用12364編輯版pppt第五章坐標(biāo)測量重點問題：測量平面直角坐標(biāo)的P圖5-1天文地理坐標(biāo)系

ONS赤道大地水準(zhǔn)面首子午線§5.1坐標(biāo)系統(tǒng)一、地理坐標(biāo)系

1、天文地理坐標(biāo)系大地水準(zhǔn)面和鉛垂線是天文地理坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面和線地面點的坐標(biāo)是它沿鉛垂線在大地水準(zhǔn)面上投影點的經(jīng)度和緯度（，）正高是地面點沿鉛垂線到大地水準(zhǔn)面的距離65編輯版ppptP圖5-1天文地理坐標(biāo)系ONS赤道大地水準(zhǔn)面首§5.12、大地地理坐標(biāo)系NSMP格林尼治天文臺LBH大地經(jīng)度(L)

大地緯度(B)大地高(H)

過地面點的子午面與起始子午面之間的夾角過地面點的法線與赤道面之間的夾角地面點沿法線至參考橢球面的距離G我國目前常用的坐標(biāo)系中：1954年北京坐標(biāo)系和1980年國家大地坐標(biāo)系是參心坐標(biāo)系，WGS-84大地坐標(biāo)系和2000國家大地坐標(biāo)系是地心坐標(biāo)系。66編輯版pppt2、大地地理坐標(biāo)系NSMP格林尼治LBH大地經(jīng)度(L)(1)1954年北京坐標(biāo)系

時間：20世紀(jì)50年代

橢球：前蘇聯(lián)克拉索夫斯基橢球元素坐標(biāo)原點：前蘇聯(lián)境內(nèi)的普爾科沃存在問題：

①參考橢球長半軸比地球總橢球的長100多米；②橢球基準(zhǔn)軸定向不明確；③橢球面與我國大地水準(zhǔn)面差異不均勻，東部局部地區(qū)高程異常達68m，西部新疆地區(qū)高程異常為零；④點位精度偏低。

67編輯版pppt(1)1954年北京坐標(biāo)系時間：20世紀(jì)50年代5編輯版(2)1980年國家大地坐標(biāo)系

時間：20世紀(jì)70年代末

橢球：IUGG-75（1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會）地球橢球橢球定向：短軸Z軸由地心指向1968.0地極原點（JYD）的方向坐標(biāo)原點：我國中部陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)

精度：橢球面與我國境內(nèi)大地水準(zhǔn)面密合最佳，差距在±20m之內(nèi)，邊長精度為1/500000。68編輯版pppt(2)1980年國家大地坐標(biāo)系時間：20世紀(jì)70年代末6(3)WGS-84大地坐標(biāo)系

時間：美國軍方1987年橢球：IUGG-79（1979年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十七屆大會）地球橢球橢球定向：Z軸由地心指向BIH（國際時間局）1984.0地極原點（CTP）的方向

坐標(biāo)原點：地球質(zhì)心

應(yīng)用：GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)

69編輯版pppt(3)WGS-84大地坐標(biāo)系時間：美國軍方1987年7編輯(4)

2000國家大地坐標(biāo)系

時間：2008年7月1日我國開始統(tǒng)一使用

橢球：2000參考橢球

橢球定向：Z軸由地心指向BIH（國際時間局）1984.0地極原點（CTP）的方向坐標(biāo)原點：地球質(zhì)心

特點：2000國家大地坐標(biāo)系（ChinaGeodeticCoordinateSystem2000，簡稱CGCS2000）是由2000國家GPS大地控制網(wǎng)、2000國家重力基本網(wǎng)及用常規(guī)大地測量技術(shù)建立的國家天地大地網(wǎng)聯(lián)合平差獲得的三維地心坐標(biāo)系統(tǒng)70編輯版pppt(4)2000國家大地坐標(biāo)系時間：2008年7月1日我二、空間直角坐標(biāo)系1.定義：坐標(biāo)原點O選在地球橢球中心，對于總地球橢球，坐標(biāo)原點與地球質(zhì)心重合；Z軸指向地球北極；X軸為格林尼治子午面與地球赤道面交線；Y軸垂直于XOZ平面，構(gòu)成右手坐標(biāo)系。

XYOZzNS圖5-3空間直角坐標(biāo)系Pxy71編輯版pppt二、空間直角坐標(biāo)系1.定義：坐標(biāo)原點O選在地球橢球中心，對于2.大地坐標(biāo)與空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系：式中，N—P點的卯酉圈曲率半徑；—第一偏心率。（B,L,H）（X,Y,Z）（X,Y,Z）（B,L,H）式中，；；；－長半軸半徑。72編輯版pppt2.大地坐標(biāo)與空間直角坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系：式中，N—P點的卯酉圈三、平面直角坐標(biāo)系1.高斯平面直角坐標(biāo)系

2.獨立平面直角坐標(biāo)系

73編輯版pppt三、平面直角坐標(biāo)系1.高斯平面直角坐標(biāo)系11編輯版ppp1、高斯投影與高斯坐標(biāo)系

1、地圖投影的概念

2、地圖投影的分類

3、高斯-克呂格投影分帶子午線中央子午線赤道母線母線74編輯版pppt1、高斯投影與高斯坐標(biāo)系1、地圖投影的概念分帶子午線1、地圖投影的概念珠穆朗瑪峰8844.43m馬里亞納海溝-11034m陸地面積≈29%海洋面積≈71%長半徑：6378140m短半徑：6356755.3m75編輯版pppt1、地圖投影的概念珠穆朗瑪峰8844.43m馬里亞納海溝投影過程示意圖76編輯版pppt投影過程示意圖14編輯版pppt地圖投影的內(nèi)涵地圖投影

依據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，將不可展的地球曲面運用特定的數(shù)學(xué)方法展示到平面上，最終在地表面點與地圖平面點之間建立一一對應(yīng)的關(guān)系

(B,L)(x,y)77編輯版pppt地圖投影的內(nèi)涵地圖投影依據(jù)一定的數(shù)學(xué)法則，將不可展的地2、地圖投影的分類按投影面分類按投影方式分類變形特征分類78編輯版pppt2、地圖投影的分類按投影面分類16編輯版pppt按投影面分類方位投影

圓錐投影

圓柱投影

79編輯版pppt按投影面分類方位投影圓錐投影圓柱投影17編輯版pppt按投影方式分類橫軸

正軸

斜軸

80編輯版pppt按投影方式分類橫軸正軸斜軸18編輯版pppt變形特征分類任意投影

等角投影等積投影81編輯版pppt變形特征分類任意投影等角投影等積投影19編輯版pppt3、高斯-克呂格投影高斯(Gauss,CarlFriedrich,1777-1855)，德國數(shù)學(xué)家，天文學(xué)家，物理學(xué)家。82編輯版pppt3、高斯-克呂格投影高斯(Gauss,CarlFriedr高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系

（1）.

高斯投影的概念

（2）.

高斯投影的分帶和編號

（3）.

高斯平面直角坐標(biāo)系

（4）、高斯投影的關(guān)系式83編輯版pppt高斯-克呂格平面直角坐標(biāo)系（1）.

高斯投影的概念

（1）.

高斯投影的概念等角橫軸橢圓柱投影特點：1.中央子午線和地球赤道投影成為直線且為投影對稱軸；2.等角投影，經(jīng)緯線投影后保持相互垂直關(guān)系；3.中央子午線上沒有長度變形。投影演示84編輯版pppt（1）.

高斯投影的概念等角橫軸橢圓柱投影特點：投影演示26分帶法3分帶法（2）.

高斯投影的分帶和編號85編輯版pppt6分帶法3分帶法（2）.

高斯投影的分帶和編號23編高斯投影的分帶和編號6°分帶法：從格林尼治零度經(jīng)線起，每6°分為一個投影帶，全球共分為多少個投影帶？

投影帶號n和中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算公式為：12313141516172930311201352426283032345759616帶3帶06121872849616818039157587991711773°分帶法：從東經(jīng)1°30′起，每3°為一帶，將全球劃分為多少個投影帶？

投影帶號n和中央經(jīng)線經(jīng)度L0的計算公式為：L0=(6°*n—3°)L0=(3°*n)86編輯版pppt高斯投影的分帶和編號6°分帶法：12課堂思考題1、如何根據(jù)某一點的經(jīng)度來計算其所在投影帶的帶號？

EX：A點的經(jīng)度為東經(jīng)119°32′，則A點所在的6°帶和3°帶的帶號分別為多少？12313141516172930311201352426283032345759616帶3帶06121872849616818039157587991711772、為什么3°帶是東經(jīng)1.5°開始的？87編輯版pppt課堂思考題1、如何根據(jù)某一點的經(jīng)度來計算其所在投影帶的帶號？（3）.高斯平面直角坐標(biāo)系及坐標(biāo)本初子午線l=0°經(jīng)線緯線XYZNEW=0-90°SPOR=0-180°E=0-90°N??赤道

f=0°??=0-180°W-經(jīng)度-緯度R–地球半徑O–地球球心XYo赤道中央經(jīng)線88編輯版pppt（3）.高斯平面直角坐標(biāo)系及坐標(biāo)本初子午線l=0°經(jīng)線高斯平面直角坐標(biāo)系的特點1、坐標(biāo)軸的特點o赤道中央子午線XYⅠⅡⅢⅣ△X△Y2、象限及方位角的特點3、坐標(biāo)計算的特點XA=X0+△X=X0+DcosαYA=Y0+△Y=Y0+DsinαADα89編輯版pppt高斯平面直角坐標(biāo)系的特點1、坐標(biāo)軸的特點o赤道中央子午線XY高斯平面直角坐標(biāo)特點我國規(guī)定將各帶縱坐標(biāo)軸西移500公里（實質(zhì)是將所有y值加上500公里）Y坐標(biāo)值前再加上所在投影帶帶號EX:假設(shè)某點在第18帶Y=743.353kmX=464.784kmY+500km加帶號Y=243.353kmX=464.784km原始坐標(biāo)（真實坐標(biāo)）Y=18743.353kmX=464.784km高斯坐標(biāo)（名義坐標(biāo)）500km第X帶90編輯版pppt高斯平面直角坐標(biāo)特點我國規(guī)定將各帶縱坐標(biāo)軸西移500公里（實4、高斯投影的關(guān)系式高斯-克呂格投影正解公式：（B,L）→(X,Y)，原點緯度0，中央經(jīng)度L0上面公式中東緯偏移FE=500000米+帶號*1000000；高斯-克呂格投影比例因子k0=191編輯版pppt4、高斯投影的關(guān)系式高斯-克呂格投影正解公式：（B,L）→(高斯-克呂格投影反解公式：

(X,Y)→（B,L），原點緯度0，中央經(jīng)度L0

坐標(biāo)換算程序92編輯版pppt高斯-克呂格投影反解公式：

93編輯版pppt31編輯版pppt2.獨立平面直角坐標(biāo)系

假定坐標(biāo)系常用于測區(qū)范圍較?。ㄒ话忝娣eS＜25km2）時，可不經(jīng)過高斯投影直接把球面視為平面，簡化計算。

OY

圖5-8獨立平面直角坐標(biāo)系XⅡⅣ測區(qū)ⅢⅠ94編輯版pppt2.獨立平面直角坐標(biāo)系假定坐標(biāo)系常用于測區(qū)范圍較?。ㄒ话恪?.2坐標(biāo)計算1.坐標(biāo)方位角推算

當(dāng)轉(zhuǎn)折角為左角時：當(dāng)轉(zhuǎn)折角為右角時：95編輯版pppt§5.2坐標(biāo)計算1.坐標(biāo)方位角推算當(dāng)轉(zhuǎn)折角為左角時：當(dāng)轉(zhuǎn)2.坐標(biāo)增量計算圖5-10坐標(biāo)增量計算96編輯版pppt2.坐標(biāo)增量計算圖5-10坐標(biāo)增量計算34編輯版pppt3.坐標(biāo)正算

【例5-3】假設(shè)1-2邊長為，方位角為，1點坐標(biāo)為（3345.67，4234.78）（單位：m），求2點坐標(biāo)。解：97編輯版pppt3.坐標(biāo)正算【例5-3】假設(shè)1-2邊長為，方位角為，1點坐4.坐標(biāo)反算

【例5-4】已知1、2點坐標(biāo)分別為（4342.99，3814.29）、（2404.50，525.72）（單位：m），試計算1-2邊長及其坐標(biāo)方位角。解：98編輯版pppt4.坐標(biāo)反算【例5-4】已知1、2點坐標(biāo)分別為（4342.§5.3全站儀及其使用

一、概述全站儀（TotalStation），是全站型電子速測儀的簡稱。它由電子測角、光電測距、微處理機及其軟件組成，在測站上能完成測量水平角、豎直角、斜距等，并能自動計算平距、高差、方位角和坐標(biāo)等全部基本測量工作，還可以將測量數(shù)據(jù)傳輸給計算機實現(xiàn)測圖的自動化。全站儀結(jié)構(gòu)上可分為組合式和整體式兩種類型。全站儀測量是通過鍵盤輸入指令進行工作。鍵盤上的鍵分為硬鍵和軟鍵，每一個硬鍵都對應(yīng)著一個固定功能，或兼有第二、第三功能，軟鍵是與屏幕上顯示的功能菜單或子菜單相對應(yīng)。

99編輯版pppt§5.3全站儀及其使用一、概述37編輯版pppt二、NTS355的基本結(jié)構(gòu)及其功能

圖5-11NTS-355全站儀1-手柄，2-手柄固定螺絲，3-電池盒，4-電池盒按鈕，5-物鏡，6-物鏡調(diào)焦螺旋，7-目鏡調(diào)焦螺旋，8-瞄準(zhǔn)器，9-望遠鏡制動螺旋，10-望遠鏡微動螺旋，11-管水準(zhǔn)器，12-管水準(zhǔn)器校正螺絲，13-水平制動螺旋，14-水平微動螺旋，15-光學(xué)對中器物鏡調(diào)焦螺旋，16-光學(xué)對中器目鏡調(diào)焦螺旋，17-顯示窗，18-電源開關(guān)，19-通訊接口，20-圓水準(zhǔn)器，21-軸套鎖定紐，22-腳螺旋，23-通訊電纜100編輯版pppt二、NTS355的基本結(jié)構(gòu)及其功能圖5-11NTS-3NTS355操作面板圖5-12NTS-355操作面板表5－1NTS-355鍵盤功能表按鍵名稱功能角度測量鍵進入角度測量模式（上移鍵）距離測量鍵進入距離測量模式（下移鍵）坐標(biāo)測量鍵進入坐標(biāo)測量模式（左移鍵）菜單鍵進入菜單模式（右移鍵）退出鍵返回上一級狀態(tài)或返回測量模式電源開關(guān)鍵電源開關(guān)～軟鍵（功能鍵）對應(yīng)于顯示的軟鍵信息～數(shù)字鍵輸入數(shù)字和字母、小數(shù)點、負號星鍵進入星鍵模式ANGMENUF1F4ESC09POWER101編輯版ppptNTS355操作面板圖5-12NTS-355操作面板表5角度測量模式H-蜂鳴R/L豎角P3↓傾斜---V%P2↓V：90°10′20″HR：122°09′30″

置零鎖定置盤

P1↓F1F2F3F4圖5-2角度測量模式菜單表5－2角度測量模式各鍵和顯示符號的功能表頁數(shù)軟鍵顯示符號功能第1頁（P1）置零將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為0鎖定將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)鎖定置盤將當(dāng)前視線方向的水平度盤讀數(shù)設(shè)置為輸入值P1↓顯示第二頁軟鍵功能第2頁（P2）傾斜設(shè)置傾斜改正開或關(guān)，若選擇開則顯示傾斜改正的角度值---V%切換豎盤讀數(shù)的顯示方式，是以角度制顯示或是以斜率百分比顯示P2↓顯示第三頁軟鍵功能第3頁（P3）H-蜂鳴水平度盤讀數(shù)分別為0°、90°、180°、270°時是否蜂鳴R/L水平度盤讀數(shù)按右/左方向計數(shù)的切換豎角豎直角顯示方式的切換，高度角或天頂角P3↓顯示第一頁軟鍵功能F1F2F3F4F1F2F3F4F1F2F3F4102編輯版pppt角度測量模式V：90°10′20″F1F2F3F4圖5距離測量模式偏心放樣m/f/iP2↓HR：122°09′30″HD*[r]-<<mVD:測量模式S/AP1↓F1F2F3F4圖5-3距離測量模式菜單表5-3距離測量模式各鍵和顯示符號的功能表頁數(shù)軟鍵顯示符號功能第1頁（P1）測量啟動距離測量模式設(shè)置測距模式為精測或跟蹤S/A溫度、氣壓、棱鏡常數(shù)等設(shè)置P1↓顯示第二頁軟鍵功能第2頁（P2）偏心偏心測量模式放樣距離放樣模式m/f/i距離單位的設(shè)置，米/英尺/英寸P2↓顯示第一頁軟鍵功能F1F2F3F4F1F2F3F4103編輯版pppt距離測量模式HR：122°09′30″F1F2F3F4圖5-坐標(biāo)測量模式偏心---m/f/iP3↓鏡高儀高測站P2↓N：122.347mE：502.254mZ：35.686m測量模式S/AP1↓F1F2F3F4圖5-6坐標(biāo)測量模式菜單 表5-4坐標(biāo)測量模式各鍵和顯示符號的功能表頁數(shù)軟鍵顯示符號功能第1頁（P1）測量啟動坐標(biāo)測量模式設(shè)置測距模式為精測或跟蹤S/A溫度、氣壓、棱鏡常數(shù)等設(shè)置P1↓顯示第二頁軟鍵功能第2頁（P2）鏡高設(shè)置棱鏡高度儀高設(shè)置儀器高度測站設(shè)置測站坐標(biāo)P2↓顯示第三頁軟鍵功能第3頁（P3）偏心偏心測量模式---m/f/i距離單位的設(shè)置，米/英尺/英寸P3↓顯示第一頁軟鍵功能F1F2F3F4F1F2F3F4F1F2F3F4104編輯版pppt坐標(biāo)測量模式N：122.347mF1F2F3F4圖5-6星鍵模式按進入星鍵模式，可對以下項目進行設(shè)置：1．對比度調(diào)節(jié)。按星鍵后，通過按或鍵，可以調(diào)節(jié)液晶顯示屏的對比度。2．照明。按星鍵后，通過F1選擇照明，按F1或F2選擇開關(guān)背景光。3．傾斜。按星鍵后，通過F2選擇傾斜，按F1或F2選擇開關(guān)傾斜改正。4．S/A。按星鍵后，通過F4選擇S/A，對棱鏡常數(shù)和溫度氣壓進行設(shè)置。105編輯版pppt星鍵模式按進入星鍵模式，可對以下項目進行設(shè)置：4數(shù)據(jù)采集1創(chuàng)建或選擇數(shù)據(jù)采集文件圖5-23“數(shù)據(jù)采集”菜單選擇一個文件FN：

輸入調(diào)用---回車

F1F2F3F4數(shù)據(jù)采集1/2F1：輸入測站點F2：輸入后視點F3：測量P↓F1F2F3F4數(shù)據(jù)采集2/2F1：選擇文件F2：輸入編碼F3：設(shè)置P↓F1F2F3F4菜單1/3F1：數(shù)據(jù)