第二章地图的数学基础第一节地球体地球不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体。一、概念大地水准面的意义⑴.地球形体的一级逼近：对地球形状的很好近似，其面上高出与面下缺少的相当。⑵.起伏波动在制图学中可忽略：对大地测量和地球物理学有研究价值，但在制图业务中，均把地球当作正球体。⑶.重力等位面：可使用仪器测得海拔高程（某点到大地水准面的高度）。3、地球椭球体(地球数学表面)：扁率极小的椭圆绕大地球体短轴旋转所成的规则椭球体，表面是一个规则的数学表面，可以用数学公式表达，在测量和制图中用它替代地球的自然表面。(二级逼近)4、参考椭球体：与局部地区的大地水准面复合最好的一个地球椭球体。(三级逼近)静止的海平面→地球表面a=6378.137km……中国1952年前采用海福特（Hayford）椭球体；1953—1980年采用克拉索夫斯基椭球体（坐标原点是前苏联玻尔可夫天文台）；自1980年开始采用新参考椭球体系，并确定陕西泾阳县永乐镇北洪流村为“1980西安坐标系”大地坐标的起算点。地理坐标——用经纬度表示地面点位的球面坐标。一、地理坐标P起始子午面大地控制网：由平面控制网和高程控制网组成。平面控制网高程控制网:按统一规范，由精确测定高程的地面点组成，以水准测量或三角高程测量完成。依精度不同，分为四等。以人造卫星为基础的无线电导航系统，可提供高精度、全天候、实时动态定位、定时及导航服务。由三个独立的部分组成：空间部分、地面支撑系统、用户设备部分。1、空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星（白色）。它们在高度20200km的近圆形轨道上运行，分布在六个轨道面上，轨道倾角55°，两个轨道面之间在经度上相隔60°，每个轨道面上布放四颗卫星。卫星在空间的这种配置，保障了在地球上任意地点，任意时刻，至少同时可见到四颗卫星。2、地面支撑系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。它向GPS导航卫星提供一系列描述卫星运动及其轨道的参数；监控卫星沿着预定轨道运行；保持各颗卫星处于GPS时间系统及监控卫星上各种设备是否正常工作等。3、用户设备部分：GPS接收机——接收卫星信号，经数据处理得到接收机所在点位的导航和定位信息。通常会显示出用户的位置、速度和时间。还可显示一些附加数据，如到航路点的距离和航向或提供图示。GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)是全球卫星导航系统的总称,中国的北斗导航系统、欧洲的伽利略导航系统(GALILEO)、俄罗斯的格罗纳斯(GLONASS)和美国的GPS都包括在内。GPS（全球定位系统GlobalPositioningSystem），是美国的定位导航系统。1、美国全球定位系统GPS⑵GPS由美国国防部控制，可提供军民两种服务。军码定位精度10米，仅供美军及盟友使用；民码定位精度20米左右，平时向全球开放，战时能实施局部关闭。⑶是目前最成功的卫星导航系统，在实际应用和产业化上处于国际垄断地位。GPS已经成为一个国际性的产业。尤其是从2000年5月1日24点开始，美国宣布中止了SA政策，促使GPS产业进入一个更加高速增长的时期。1.2、GPS应用：2、我国卫星导航系统发展从2009年开始，全球将有四套卫星定位导航系统提供服务，卫星定位导航接收机的发展趋势是由单系统向多系统兼容转变，新一代的卫星定位导航接收机，将能够同时兼容接收这些系统的信号，为用户提供更加稳定、可靠、精确的服务，多系统兼容接收机代替单系统接收机成为必然。