经典三级视频在线观看 地球曲率对水平距离的影响
农田面积测量仪来测量地面点的点位,通常是用点的坐标及高程来表示的。地理坐标是地面点在参考椭球面上的投影,而平面直角坐标则是先将地面点投影到参考椭球面上,然后再把参考椭球面投影到平面上,所以确定点的坐标的基准面是参考椭球面。高程的基准面是大地水准面。在测量精度要求不高及测区面积不大的时候,可把参考椭球面及大地水准面当作圆球面来看待。
然而在圆球面上处理测量数据,也是很复杂的。由于地球的半径很大,在局部地区,其曲面与平面很接近,如用水平面来代替球面,收割机面积测量仪处理测量数据将非常方便。
从理论上讲,用水平面代替球面将产生变形,因为曲面上的图形不破裂、不起皱是不能展位平面的。由于测量和绘图不可避免地会产生一定的误差,如果将球面的一部分当作平面,其产生的误差不超过测量与绘图的误差,这时就可允许用水平面来代替球面。
如下图所示,A、B为地面上两点,沿铅垂线方向投影到球面上的A'、B'。过A'点作一水平面,则该水平面与A点的铅垂线正交,设B点在该水平面上的投影为B''。设D为A、B两点投影在水平面上的距离,D'为投影在球面上的弧长,则两者之差△D即为用水平面代替球面所引起的误差。
△D= D- D'
由于D=Rtanθ,D'=Rθ,则有△D= Rtanθ- Rθ=R(tanθ-θ)
将tanθ用级数展开,即:tanθ=θ+1/3θ3+2/15θ5+…
由于考虑用水平面代替球面是在较小的局部地区,所以θ角很小,上式中省略高次项,只取前两项,代入上式中得△D=1/3 Rθ3
以θ= D'/R带入上式中,因D'与D相差很小,所以D代替D',得
△D= D3/3 R2
或△D/D=D2/3R2
取R=6371千米,以不同D值带入上面的式中,就可以得出距离误差△D及相对误差△D/D,如下表:所示:
由上表可知,当地面上两点间距离为20千米时,用水平面上距离代替球面弧长的距离相对误差约为1/30万,这样微小的误差,在测量距离时是允许的。因此,对距离测量来说,在以10千米为半径的范围内,可以用水平面代替球面。
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