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地球椭球体

2022-07-15 00:28:39 百科资料

众所周知我们的地球表面是一个凸凹不平的表面,而对于地球测量而言,地表是一个无法用数学公式表达的曲面,这样的曲面不能作为测量和制图的基准面。假想一个扁率极小的椭圆,绕大地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体,此椭球体近似于大地水准面。地球椭球体表面是一个规则的数学表面,可以用数学公式表达,所以在测量和制图中就用它替代地球的自然表面。因此就有了地球椭球体的概念。一般在制图或测量中就用旋转椭球来代替大地球体,这个旋转球体通常称为地球椭球体,简称椭球体。

  • 中文名 地球椭球体
  • 外文名 Ellipsoid
  • 别称 地球椭圆体
  • 表示单位 长半径和扁率

定义

  地球椭球体又称"地球椭圆体"和"地球扁球体"。代表地球大小和形状的数学曲面。以长半径和扁率表示。因它十分迫近于椭球体,故通常以参考椭球体表示地球椭球体的形状和大小。椭圆绕其短轴旋转所成的形体,并近似于地球大地水准面。大地水准面的形状即用相对于参考椭球体的偏离来表示。通常所说地球的形状和大小,实际上就是以参考椭球体的半长径、半短径和扁率来表示。1975年国际大地测量与地球物理联合会推荐的数据为:半长径6378140米,半短径6356755米,扁率1∶298.257。通俗地说就是将大地体绕短轴飞速旋转所形成的一个表面光滑的,规则的地球形体。是对地球形体的描述,是为了测量成果的计算和测图工作的需要而定义的。

解释

  地球的形状接近于旋转椭球体。一个与处于流体静力平衡状态的海洋面重合,并延伸到大陆内部的水准面,叫大地水准面。大地水准面忽略了地面上的凸凹不平,但由于地球内物质分布的不均匀,大地水准面仍是起伏不平,为了定量描述地球的形状而不受起伏的影响,测量上把与大地水准面符合得最理想的旋转椭球体叫做地球椭球体。但是,更严格地说,地球椭球体的三个轴均不相等,它不是旋转椭球体,而是三轴椭球体。尽管如此,由于赤道椭圆扁率很小(约1/91827),而且计算复杂,这个形状未被采用。目前,仍取旋转椭球体形状作为地球形状的描述。人造卫星发射成功后,利用人造卫星测地大大提高了测地的精确度。1979年,国际大地测量和地球物理联合会决定从1980年开始采用新的椭球体参数为:地球的赤道半径a=6378137米;地球的极半径b=6356752米;地球的赤道周长L=2πa=40075.7公里。实际上,测量得到的大地水准面形状与旋转椭球体有差异:从纵剖面可以看到平均经线形状,大致象个"梨"形,北极处突出10~20米,南极凹进20~30米。

  这种投影,将中央经线投影为直线,其长度没有变形,与球面实际长度相等,其余经线为向极点收敛的弧线,距中央经线愈远,变形愈大。随远离中央经线,面积变形也愈大。若采用分带投影的方法,可使投影边缘的变形不致过大。我国各种大、中比例尺地形图采用了不同的高斯-克吕格投影带。其中大于1∶1万的地形图采用3°带;1∶2.5万至1∶50万的地形图采用6°带。

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