PDF《第一章 地球的结构和物理性质》

根据坐标原理,利用经纬线绘制出了世界地图;

特别是他第一个创造了 地理 学 这个词;

并写成专著《地理学概论》三卷. 我国是世界上第一个最早实测子午线弧长的国家. 我国唐代天文学家张遂于公元

724 年主持测量了大体上位于同一经线上 的滑县、开封、扶沟和上蔡四地的正午影长、和北极高(仰极高度)即纬度 并测量了水平距离,根据测量结果,推算出子午线一度弧长约为

351 里80 步 (唐时:1 里=300 步;

1 步=5 尺,1 尺=0.247m) ,计算出当时测得的子午线

1 度弧长为 132.03km,与现代测量值约又 21km 之差,但上述成果没有用来推 算地球半径. 比较早而且比较精确的地球半径成果, 应推 1619-1670 年法国用三角测量 法测出的 6372km,它已接近现代常用值. 张华: 《地球概论》讲义

第一章 地球的结构和物理性质

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第四节 地球椭球

一、地球椭球(旋转椭球体) 地球形状的精确一些的表示方法,即第二级近似,用地球椭球来代表, 以地球椭球面作为地球表面的参考面. 地球椭球 又称 地球椭球体 或 旋转椭球体 .在天文大地测量过程中, 以及在地球科学研究时,为了把观测结果归算到一个统一的基准面上,不考 虑地表的起伏,选定一个非常接近大地水准面的旋转椭球,来代表地球大小 和形状.用旋转椭球面来代表地球的数学表面. 采用旋转椭球面作为地球表面的参考面的原因有二:一是因为大地水准 面是一个微有起伏的不太规则的复杂曲面,既难以表述又不能在其上进行测 量学计算;

二是旋转椭球面是一个很简单的数学表面,只要旋转长、短半径 选择得当, 它既能很近似地代替大地水准面, 又能很方便的在其上进行运算. 旋转椭球 一个椭圆绕其本身的短轴旋转一周而形成的球体,即椭球的纵 截面(经圈)是一个椭圆,横截面(赤道)是一个正圆,称为旋转椭球.旋 转椭球面的直角坐标系为:

2 2

2 2

2 ( )

1 x y z b a + + = 式中:a――赤道半径,长半径 b――极道半径,短半径 α――扁率, a b a α ? = a、b、α 统称为地球元素 地球椭球的表示法:通常用长半径 a 和和扁率 α 表示地球椭球.因为 α 是a,b 的函数故只需测算得 a、α 即可求得全部地球元素 地球元素值的测定方法:地球元素值过去是用弧度测量(利用天文和大 张华: 《地球概论》讲义

第一章 地球的结构和物理性质

7 地测量的结果推算)和重力测量的方法测定的.从20 世纪

60 年代以后,世 界上各大国多应用大地测量卫星的观测资料与弧度测量、重力测量相结合, 求出更为精确的地球元素值. 历史上,世界各国都曾反复测定过地球元素.我国就是世界上最早实测 子午线长的国家.法国的兰勃椭球(1800 年)曾用来定义 1m 的长度,1m 等于兰勃椭球 90°子午线弧长的一千万分之一.美国的海福特椭球(1910 年)于1924 年曾被国际大地测量与地球物理联合会确定为 国际椭球 .苏联 的克拉索夫斯基椭球曾被苏联、东欧国家、我国、朝鲜和越南等国使用过.

1978 年,我国第一次推算出的地球椭球为: a=6378143m;

α=1:298.255

二、参考椭球(参考椭圆体) 参考椭球 又称 参考椭圆体 ,一个国家为处理其大地测量成果,而采 用一定大小和形状的 地球椭球 , 并确定它和大地测量原点的关系以后, 即 地 球椭球经过定位以后 ,这个地球椭球称为参考椭球,其表面称为 参考椭球 面 .换句话说,参考椭球就是固定在特定位置上的地球椭球,其表面作为测 量计算的辅助表面. 据此可知,一个正确的参考椭球体必须具备两个条件: 必要条件:选择的地球元素 a 和α能较精确地代表地球的大小. 充分条件:用适当的定位方法,确定所选择的地球椭球与地球实体(大 地体)的相对关系和绝对关系.