矿山测量 教案03

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1、榆林工业学校教案用纸课程矿山测量授课班级序号03课时2日期课题地面点位的确定教学目的1、掌握大地水准面、水准面的概念及特点。2、了解地球形状及大小，掌握其基本数据3、理解各种坐标系的定义，掌握测量工作的基本概念及基本原则。重点难点各种坐标系的定义及异同。教具常规教具作业P18第2、5题课后小结课后应布置习题加以巩固。教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计时间分配：教学方法：以讲授法为主。1．将数学上的笛卡尔坐标系与测量坐标系进行对比，用举例的方法来阐明它们的优缺点。复习：测量学的分类第一章测量学基本知识§1.1地面点位的确定一、地球的形状和大小地球是一个南北极稍扁，赤道

2、稍长，平均半径约为6371km的椭球。海洋面积约占71%，陆地面积约占29%测量工作是在地球表面进行的，而地球自然表面很不规则，有高山、丘陵、平原和海洋。其中最高的珠穆朗玛蜂高出海水面达8848.13m，最低的马里亚纳海沟低于海水面达11022m。但是这样的高低起伏，相对于地球半径6371km来说还是很小的，再顾及到海洋约占整个地球表面的71％，因此，人们把海水面所包围的地球形体看作地球的形状。二、测量基准面——大地水准面水准面(levelsurface)：静止的水面。水准面是受地球重力影响而形成的，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，并且是一个重力场的等位面（处处与铅垂线垂直的连

3、续封闭曲面）。水平面：与水准面相切的平面称为水平面。      大地水准面(geoid)：水面可高可低，因此符合上述特点的水准面有无数多个，其中与平均海水面吻合并向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面，称为大地水准面。水准面有无穷个，而大地水准面是唯一的。大地水准面是测量工作的基准面大地体：由大地水准面所包围的地球形体，称为大地体。水准面和大地水准面图铅垂线(plumbline)：由于地球的自转运动，地球上任一点都要受到离心力和地球引力的双重作用，这两个力的合力称为重力，重力的方向线称为铅垂线。铅垂线是测量工作的基准线。（参考椭球体作为测量计算工作的基准面）三、测量计算基准面——旋转椭

4、球　　由于地球内部质量分布不均匀，引起铅垂线的方向产生不规则的变化，致使大地水准面成为一个复杂的曲面，无法在这个曲面上进行测量数据的处理。为了使用方便，通常用一个非常接近于大地水准面，并可用数学公式表示的几何形体(即地球椭球体)来代替地球的形状作为测量计算工作的基准面。地球椭球体是—个椭圆绕其短轴(b)旋转而成的形体，故地球椭球体又称为旋转椭球体，旋转椭球体的大小及形状由长半径a(或短半径b)和扁率α所决定。我国目前采用的旋转椭球体元素值为：三轴椭球体长半轴a=6378140m短半轴b=6356755.3m扁率α=(a-b)/a=1/298.257由于参考椭球体的扁率很小，在地形测

5、量中常把地球当作圆球体看待，其平均半径为R=(a+a+b)/3=6371km由一椭圆（长半轴a，短半轴b）绕其短半轴b旋转而成的椭球体。同时,选择陕西省泾阳县永乐镇某点为大地原点(geodeticorigin)（AVI文件），并进行了大地定位。从而建立起来全国统一的大地坐标系，这就是现在使用的“1980年国家大地坐标系”。我国采用的椭球参数：椭球参数年代长半径m扁率大地坐标系克拉索夫斯基椭球194063782451/298.31954年北京坐标系IUGG1975年大会推荐的参数197563781401/298.2571980年国家大地坐标系IUGG第17届大会推荐的参数198463

6、781371/298.25722WGS-84世界大地坐标系    地球自然表面、水准面、大地水准面、参考椭球面、铅垂线、法线间的关系图