1.3 地球的形状和大小（课件）《工程测量基本技能》同步精品课堂（江苏凤凰教育出版社）

TEMPLATE 1.3 地球的形状和大小 《工程测量基本技能》凤凰教育出版社 第一章测量基本知识 1 目录 教学目标 教学重难点 教学过程 课后作业 教学目标 掌握水准面、大地水准面、铅垂线、大地体、参考椭球面、参考椭球体相互之间的区别和联系 能力目标 掌握水准面、大地水准面、铅垂线、大地体、参考椭球面、参考椭球体的概念； 知识目标 要求学生坚持精益求精、专注严谨、仔细钻研的工作作风 素质目标 教学重难点 掌握水准面、大地水准面、铅垂线、大地体、参考椭球面、参考椭球体的概念 教学重点 掌握水准面、大地水准面、铅垂线、大地体、参考椭球面、参考椭球体相互之间的区别和联系 教学难点 地球的形状和大小 测量工作是在地球表面进行的，测量成果又需要归算到一平面上，才能进行计算与绘图，因此要先对地球的形状和大小有所了解。 知识引入 Part1 地球的形状和大小 新知学习 一、地球的形状和大小 我们可以把地球看作是被海水包围起来的球体，也就是设想有一个静止的海水面延伸穿过大陆和岛屿后形成的闭合曲面，这个封闭的曲面被称为水准面。 水准面有无数多个，其中通过平均海水面的水准面叫作大地水准面，它是一个封闭曲面，并处处与铅垂线垂直，它所包围的地球形体被称为大地体，过水准面上任意一点与水准面相切的平面被称为水平面。 新知学习 一、地球的形状和大小 由于地球内部质量分布不均匀引起铅垂线方向的变化，大地水准面成为一个十分复杂而又不规则的曲面，在这个曲面上是无法进行数学计算的。 在实际工作中，人们用与其逼近的地球椭球体的表面代替大地水准面，以便把测量结果归算到地球椭球体上，进行计算和绘图。 新知学习 一、地球的形状和大小 地球椭球体表面是一个数学表面，它与大地水准面不完全一致，有的地方稍高一些，有的地方稍低一些，但其差数一般不超过±150m,两极不超过±30m,地球椭球体的形状和大小，由椭球参数长半轴a、短半轴b和扁率f来表示。 新知学习 一、地球的形状和大小 我国1980年以后采用的数值为a=6378.140km,b=6356.755km,f=1:298.257,由于地球椭球体的扁率很小，十分接近于圆球，因此在工程测量中可以将地球看成圆球体，半径采用与椭球等体积的球体半径，即取地球椭球体三个半径的平均值作为该球体的半径：R=(a+a+b)/3=6371km。 互动 一、测量技术的任务 大地水准面是复杂而又不规则的曲面， 为了能对测量成果进行计算 和绘图，怎么办? Part2 测量工作的基准线、基准面 新知学习 二、测量工作的基准线、基准面 1.铅垂线 如图(a)所示，由于地球的自转，其表面任一质点P除受万有引力的作用外，还受到离心力的影响。两者的合力被称为重力，重力的方向为铅垂线方向。铅垂线是测量工作的基准线。 互动 一、测量技术的任务 观察图(a),结合地球运动规律， 思考重力与引力两者间的关系。 新知学习 二、测量工作的基准线、基准面 2.水准面与大地水准面 如图(a)所示，假想静止不动的水面延伸穿过陆地，包围整个地球，形成一个封闭的曲面，这个封闭的曲面被称为水准面，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。 由于水准面的高度未确定，因此符合该定义的水准面有无数个，其中与平均海水面相吻合的水准面被称为大地水准面，它所包围的地球形体被称为大地体。在实际测量中，以大地水准面作为测量工作的基准面。 新知学习 二、测量工作的基准线、基准面 3.参考椭球面 由于地球内部物质的密度分布不均，造成地球地面各处万有引力大小不同，重力方向产生变化，所以大地水准面实际上是一个有微小起伏的不规则曲面。如果将地面物体投影到这个复杂曲面上，将无法进行测量计算和绘图，因此必须用一个与大地水准面非常接近的、能用数学公式表示的椭球面作为投影的基准面。 新知学习 二、测量工作的基准线、基准面 3.参考椭球面 如图(b)所示，这个椭球面是由长半轴为a、短半轴为b的椭圆NESW绕其短轴NS旋转而成的椭球体面，旋转椭球又被称为参考椭球，其表面被称为参考椭球面。由地表任一点向参考椭球面所作的垂线被称为法线，地表点铅垂线与法线一般不重合，其夹角δ被称为垂线偏差。 新知学习 二、测量工作的基准线、基准面 3.参考椭球面 决定参考椭球大小的元素是椭圆的长半轴a、短半轴b;决定参考椭球形状的两个元素是扁率f和第一偏心率e,GPS测量使用的参考椭球元素值列于下表。 序号 坐标系名称 长半轴a 短半轴b 扁率f 第一偏心率平方e² 1 1954北京坐标系 6378245 6356863.01877304 1:298.3 0.00669342162297 2 1980西安坐标系 6378140 6356755.28815752 1:298.257 0.00669438499959 3 2000国家大地坐标系 6378137 6356752.31414036 1:298.257222101 0.00669438002290 4 WGS-84坐标系 6378137 6356752.31424517 1:298.257223563 0.00669437999013 互动 一、测量技术的任务 1.(判断题)水准面上任意一点的铅垂线都垂直于该点的平面。 2.对地球的认识过程可归纳为 → → → → A.自然球体 B.地球椭球体 C.大地体 D.球体 E.局部平面 课后总结 测量工作是在地球表面进行的，测量成果又需要归算到一平面上，才能进行计算与绘图，因此要先对地球的形状和大小有所了解。 由于地球的自转，其表面任一质点P除受万有引力的作用外，还受到离心力的影响。两者的合力被称为重力，重力的方向为铅垂线方向。 地球的形状和大小 测量工作的基准线、基准面 测量工作的基本原则是（）。 A.由低级到高级，由局部到整体，先碎部后控制 B.由高级到低级，由整体到局部，先控制后碎部 C.由低级到高级，由整体到局部，先碎部后控制 D.由高级到低级，由局部到整体，先碎部后控制 随堂练习 答案：B 解析： 测量工作必须遵循“由高级到低级，由整体到局部，先控制后碎部”的原则。这是为了防止误差积累，确保测量成果的精度和可靠性。 在地形测量中，为了准确描绘地物和地貌，通常需要选择（）。 A.任意点 B.特征点 C.中心点 D.边缘点 随堂练习 答案：B 解析： 在地物和地貌的轮廓线上，选择具有特征意义的点（如转折点、最高点、最低点等），可以较准确地反映实地情况，从而绘制出准确的地形图。 测量工作的基本任务可以归结为（）。 A.确定地面点的高程 B.绘制地形图 C.确定地面点的位置 D.测量地物大小 随堂练习 答案：C 解析： 无论是测绘地形图还是施工放样，测量工作的核心任务都是确定地面点的空间位置，包括其平面坐标和高程。 在实际测量中，通常不能直接测出地面点的（）。 A.距离 B.角度 C.坐标和高程 D.方向 随堂练习 答案：C 解析： 由于测量条件限制，通常不能直接测出点的坐标和高程，而是通过测量基本要素（如角度、距离）并结合已知数据计算得出。 为了防止测量误差的积累，测量工作应遵循的程序是（）。 A.先碎部后控制 B.先控制后碎部 C.先局部后整体 D.先低级后高级 随堂练习 答案：B 解析： “先控制后碎部”是测量工作的基本程序，先建立控制网保证整体精度，再进行碎部测量，避免误差传递和积累。 地球自然表面的形状是（）。 A.规则的 B.平坦的 C.极其复杂的 D.简单的 随堂练习 答案：C 解析： 地球自然表面地形起伏多变，地物和地貌种类繁多，形状极其复杂，因此测量工作需要采用科学的方法进行表示和绘制。 在地形图上表示地物和地貌时，通常使用（）。 A.实物照片 B.特定符号 C.文字描述 D.颜色区分 随堂练习 答案：B 解析： 地形图采用统一的图式符号系统，用特定符号表示地物（如房屋、道路）和地貌（如等高线、山峰），便于识别和使用。 在测量过程中，误差是不可避免的，因此必须（）。 A.忽略误差 B.重复测量直到无误 C.采取正确的测量程序和方法 D.仅依赖高精度仪器 随堂练习 答案：C 解析： 误差虽不可避免，但可以通过科学的测量程序、合理的观测方法和严格的操作规范来控制和减小误差的影响，确保成果质量。 课后练习 简答题： 1.简述测量技术的基本内容。 2.简述测量工作的基本原则。 3.简述测量工作的程序。 感谢观看 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $