園林測(cè)量-鄭建22課件講解

園林測(cè)量主講教師：鄭建忠地球的形狀與大小地球的形狀與大小

地球的形狀似一個(gè)橢球，它的自然表面是一個(gè)極其復(fù)雜的不規(guī)則曲面，有高山、丘陵、平地、凹地和海洋等。這樣的高低起伏對(duì)地球而言是微小的，總體形狀接近于兩極略扁的橢球體。地球的形狀與大小在大陸上，最高點(diǎn)珠穆拉瑪峰高出平均海水面8848.86m。在海洋中，最深點(diǎn)是馬里亞納海溝，低于平均海水面11022m。地球表面最高與最低兩點(diǎn)高差近20km。地球的形狀與大小測(cè)量工作基準(zhǔn)面--大地水準(zhǔn)面1

因地球表面水域面積占71%，陸地面積僅占29%，因此，地球總的形狀可以認(rèn)為是被海水包圍的球體。可以假想將靜止的海水面延伸到大陸內(nèi)部，形成一個(gè)封閉曲面，這個(gè)靜止的海水面稱(chēng)為水準(zhǔn)面（不唯一）。

海水面有潮汐變化，時(shí)高時(shí)低，所以水準(zhǔn)面有無(wú)數(shù)多個(gè)，其中通過(guò)平均海水面的一個(gè)水準(zhǔn)面稱(chēng)為大地水準(zhǔn)面（唯一、不規(guī)則曲面）靜止海水面陸地大地水準(zhǔn)面地球的形狀與大小測(cè)量工作基準(zhǔn)線(xiàn)--鉛垂線(xiàn)2重力的作用線(xiàn)稱(chēng)為鉛垂線(xiàn)。水準(zhǔn)面的特性：處處與鉛垂線(xiàn)垂直的連續(xù)、封閉曲面。地球的形狀與大小測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算的基準(zhǔn)面--參考橢球面3

由于大地水準(zhǔn)面是一個(gè)不規(guī)則的曲面，不能用數(shù)學(xué)公式表述，也難以在其面上處理測(cè)量成果，因而需要尋找一個(gè)理想的幾何體代表地球的形狀和大小。我國(guó)選擇了一個(gè)大小、形狀與大地水準(zhǔn)面接近又能用數(shù)學(xué)公式表達(dá)的旋轉(zhuǎn)橢球來(lái)代表地球的形狀和大小。

即由橢圓NESW繞其短軸NS旋轉(zhuǎn)，可用數(shù)學(xué)式表示的光滑曲面。我們稱(chēng)為參考橢球面。地球的形狀與大小測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算的基準(zhǔn)線(xiàn)--法線(xiàn)4

法線(xiàn)--地表任一點(diǎn)向參考橢球面作垂線(xiàn)。決定地球橢球體形狀、大小的參數(shù)為橢圓的長(zhǎng)半徑a和短半徑b、扁率e，隨著空間科學(xué)的進(jìn)步，可以越來(lái)越精確地測(cè)定這些參數(shù)，截止目前，已知其精確值為：由于參考橢球體的扁率很小，當(dāng)測(cè)區(qū)面積不大時(shí)，可以把地球視為圓球，其半徑為R＝(2a+b)/3≈6371kma=6378137mb=63566752m扁率e=(a-b)/a=1/298.253地球的形狀與大小實(shí)際地球大地體參