长春广播电视大学 测量学基础点位的确定

　　测量的传统任务主要包括两个方面，一为测绘地形图，二为施工放样。此外，为各种工程建设进行安全监测也是测量的重要任务之一。

1．2．1　地球的形状和大小
　　一、水准面和大地水准面
　　水准面是假想处于静止状态的海水面延伸穿过陆地和岛屿，将地球包围起来的封闭曲面（图1-1）。由于海水面的高度不断变化，水准面即有无数个，而大地水准面则是通过平均海水面的水准面。大地水准面所包围的球体称为大地体。
　　水准面和大地水准面具有共同的特性，即处处与铅垂线方向相垂直，其形状不规则。
　　二、地球椭球
　　用一椭圆面绕其短轴旋转而成的椭球体来代替大地体（图1-2），这样的椭球体即为地球椭球。
　　地理学或测量学中有时可以将地球视为圆球，其半径为6371公里。
1．2．2　坐标系统
 
　　测量工作的本质就是确定地面点的空间位置。地面点的空间位置可用其三维坐标表示，其中二维是球面或平面坐标。在不同的测量工作中需要采用不同的坐标系统。
　　一、大地坐标系　　
　　大地坐标系是以大地经度、大地纬度表示地面点的球面坐标。
　　如图1-3所示，过地面p点的子午面与过英国格林尼治天文台的起始子午面之间的二面角L为p点的大地经度，简称经度，由起始子午面向东的称为东经，由起始子午面向西的称为西经，取值范围均为0o～180o；过p点的椭球法线与赤道面的交角B为p点的大地纬度，简称纬度，由赤道面向北的称为北纬，由赤道面向南的称为南纬，取值范围均为0o～90o。  

　　二、高斯平面直角坐标系　　
　　将地面点位投影到平面上，可用平面直角坐标来表示。高斯平面直角坐标系采用的是高斯投影。
　　高斯投影是一种横轴椭圆柱投影，即设想用一个椭圆柱套住地球椭球体，使椭圆柱的中轴横向通过椭球体的中心，将椭球面上的点位和图形投影到椭圆柱的面上，然后将椭圆柱沿通过南、北极的母线展开成平面，即得到高斯投影平面（图1-4(a)）。在此平面上，椭球体和椭圆柱相切的一条子午线和赤道的投影为两条相互正交的直线，即构成高斯平面直角坐标系。该子午线称为中央子午线，其投影为直角坐标系的纵轴，赤道的投影则为直角坐标系的横轴。只有中央子午线投影后的长度保持不变，而其它的图形投影后均会发生变形，且离开中央子午线越远，变形越大（图1-4(b)）
　　为了将这种变形限制在一定的容许范围以内，高斯采用了分带投影的方法，即将地球椭球体在椭圆柱内按一定的经度区间（经差）进行旋转，每旋转一次就构成一个狭长的投影带。投影带的经差为6o的简称为六度带，自格林尼治天文台的起始子午线起始，共分60带，编号为1～60（图1-5）。投影带的经差为3o的简称为三度带，自东经1.5o始，共分120带，编号为1～120（图1-5）。
　　由于我国领土全部位于赤道以北，因此，所有投影带内的X坐标均为正值，而Y值在同一投影带内有正有负（图1-6(a)）。为此，将每个投影带的坐标纵轴西移500公里，使所有Y坐标均为正值，同时在Y坐标前冠以带号，以利于使用。

　　三、独立平面直角坐标系　
1．2．3　高程系统
　　地面点空间位置的第三维坐标是高程。地面点的高程，是指地面点沿铅垂线到一定基准面的距离。测量中定义以大地水准面作基准面的高程为绝对高程，简称高程，以H表示；以其它任意水准面作基准面的高程为相对高程或假定高程，以H'表示。地面任意两点之间的高程之差称为高差，用h表示（图1-9）。
　　hAB = HB - H A= H'B - H'A　　　　（1-5）
　　我国解放后，以黄海平均海水面作为高程基准面，称为1956年黄海高程系。
　　80年代初，有关部门推算出新的黄海平均海水面，由此建立了我国新的高程系统，称为1985年国家高程基准。
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