1/3
F1：数据采集
F2：放样
F3：存储管理 P↓
选择一个文件
数据采集
1/2
FN：
F1：输入测站点
F2：输入后视点
输入 调用 - - - 回车 F3：测量
P↓
数据采集
2/2
F1：选择文件
F2：输入编码
F3：设置
P↓
F1 F2 F3 F4
F1 F2 F3 F4 F1 F2 F3 F4 F1 F2 F3 F4高斯投ຫໍສະໝຸດ 的关系式高斯平面直角坐标系
500km
第X带
国家统一高斯通用直角坐标
（1）为了避免横坐标出现负值，故规定将坐标纵轴向西平移500km。 即将自然值的横坐标Y加上500000米； （2）为了根据横坐标能确定该点位于哪一个六度带内，再在新的横 坐标Y之前标以带号。
X
X'
o
O'
500km
Y 图2-13
高斯平面直角坐标系的建立 是采用横轴椭圆柱等角投影 方法。
中央子午线 N
o
高斯(Gauss,1777-1855)， 德国数学家，天文学 家，物理学家。
高斯投影
1.中央子午线和地球赤道投影成为直线 且为投影对称轴； 2.等角投影，经纬线投影后保持相互垂 直关系； 3.中央子午线上没有长度变形。
分带投影：将地球按一定的经差值分割成若干带,按一 定的投影方法进行投影。 一般采用按经差6°和3°进行投影分带。
地面点的坐标是它沿铅垂线在大地 水准面上投影点的经度和纬度
（ , ）
正高是地面点沿铅垂线到大地水准 面的距离
N
P
首
子 午
O
线
赤道
大地水准面 S
图5-1 天文地理坐标系
大地地理坐标系
– 基准面：参考椭球面 – 基准线：法线
表示地面点在地球椭球面上 的位置，用地面点沿投影到 椭球面上的投影点的大地经 度L和大地纬度B，表示。
§5.3 全站仪及其使用
一、概述
• 全站仪（Total Station），是全站型电子速测仪的简称。 它由电子测角、光电测距、微处理机及其软件组成，在测 站上能完成测量水平角、竖直角、斜距等，并能自动计算 平距、高差、方位角和坐标等全部基本测量工作，还可以 将测量数据传输给计算机实现测图的自动化。
>OK?
200.000 m 600.000m 50.000m
[是] [否]
点号：J35 标识符：
仪高： 1.421m >记录? [是] [否]
第五章 坐标测量
主要内容
➢高斯平面直角坐标系及高斯坐标 ➢测量平面直角坐标的计算 ➢全站仪的结构及其使用
§5.1 空间位置表示方法
地面点的空间位置表示方法
1.二维坐标系和一维坐标系组合表示
地理坐标和高程 平面直角坐标和高程
2.三维的空间直角坐标
天文地理坐标系
大地水准面和铅垂线是天文地理坐 标系的基准面和基准线
F3
F4
图5-2 角度测量模式菜单
页数
第1页 （P1）
第2页 （P2）
第3页 （P3）
软键 F1 F2
F3 F4 F1 F2
F3 F4 F1
F2 F3 F4
表5－2 角度测量模式各键和显示符号的功能表
显示符号
功能
置零 锁定
将当前视线方向的水平度盘读数设置为0 将当前视线方向的水平度盘读数锁定
置盘 将当前视线方向的水平度盘读数设置为输入值
P1↓ 倾斜
显示第二页软键功能 设置倾斜改正开或关，若选择开则显示倾斜改正的角度值
--V% P2↓ H-蜂鸣 R/L 竖角
切换竖盘读数的显示方式，是以角度制显示或是以斜率百分比显示 显示第三页软键功能 水平度盘读数分别为0°、90°、180°、270°时是否蜂鸣 水平度盘读数按右/左方向计数的切换 竖直角显示方式的切换，高度角或天顶角
我国目前采用的国家大地坐标系是1954年北京坐标 系和1980年国家大地坐标系 。
– 1954年北京坐标系是采用了克拉索夫斯基椭球元素， a=6378245m，b=6356863m，与前苏联的坐标系进行联 测，通过计算而建立的。
– 1980年国家大地坐标系是采用了新的椭球元素进行定 位定向，a=6378140m，b=6356755m，其大地原点设在 我国中部：——陕西省泾阳县永乐镇。
78o36'48'' 78o36'48''
3170.04m 4355.80m
• 4.坐标反算
D12
(x2 x1)2 ( y2 y1)2
x122 y122
12 arctan
y2 y1 x2 x1
arctan y12 x12
【例5-4】已知1、2点坐标分别为（4342.99,3814.29）、 （2404.50，525.72）（单位：m），试计算1-2边长及其 坐标方位角
测量
启动坐标测量
模式
设置测距模式为精测或跟踪
S/A P1↓ 镜高
温度、气压、棱镜常数等设置 显示第二页软键功能 设置棱镜高度
仪高
设置仪器高度
测站
设置测站坐标
P2↓ 偏心
显示第三页软键功能 偏心测量模式
--m/f/i P3↓
距离单位的设置，米/英尺/英寸 显示第一页软键功能
星键模式
按 进入星键模式，可对以下项目进行设置： • 1．对比度调节。按星键后，通过按 或 键，
Y轴向
北
X
测区
O
Y
测量平面直角坐标系
数学平面直角坐标系
x
y
地面点的高程
绝对高程（海拔）：地面点到 大 地水准面铅垂距离。 相对高程： 某点沿铅垂线方向到 任意水准面的距离 高差： 地面上两点高程之差。
高程系统
水准原点：全国高程的起算点。
1956年黄海高程系：水准原点的绝对高程为 72.289m。该 高程系是由1950年至1956年，7年的验潮资料计算确定 的黄海平均海水面作为高程系统的基准面。
1985年国家高程基准：水准原点的绝对高程为 72.260m。 它是以青岛验潮站1952年至1979年验潮资料计算确定的 黄海平均海水面作为高程系统的基准面。
空间直角坐标系
– 以椭球体中心O为原点，起始子午面与赤道面交线为X 轴，赤道面上与 X轴正交的方向为Y轴，椭球体的旋转 轴为Z轴，指向符合右手规则。在该坐标系中，P点的 点位用OP在这三个坐标轴上的投影X，Y，Z表示 。
高斯投影 6°带：自 0°子午线起，每隔经差 6°自西向东分 带，依次编号为 1，2，3，…60。 高斯投影 3° 带：自东经 1° 开始,每隔 3°由西向东按 1， 2，3 …120顺序编号。
A点的经度为东经119°32′，则A点所在的6°带和3 °带的带号分别为多少？
如果知道某点的经度，就可以计算出该点所在6°带的带号 N， 该带的中央子午线的经度 L0为： L=6n-3 如果知道某点的经度，就可以求出该点所在3°带的带号n ， 该3°带的中央子午线的经度L为： L=3n。
解： D12 (x2 x1)2 ( y2 y1)2
(2404.50 4342.99)2 (525.72 3814.29)2 3817.39m
12 arctan
y2 y1 x2 x1
arctan
525.72 3814.29 2404.50 4342.99
239o28'56''
退出键
返回上一级状态或返回测量模式
电源开关键
电源开关
软键（功能键） 对应于显示的软键信息
数字键
输入数字和字母、小数点、负号
星键
进入星键模式
V： 90°10′20″ HR：122°09′30″
置零 锁定 置盘 P1↓ 倾斜 - - - V% P2↓ H-蜂鸣 R/L 竖角 P3↓
角度测量模式
F1
F2
可以调节液晶显示屏的对比度。 • 2．照明。按星键后，通过F1选择照明，按 F1
或 F2 选择开关背景光。 • 3．倾斜。按星键后，通过 F2 选择倾斜，按
F1或F2选择开关倾斜改正。 • 4．S/A。按星键后，通过 F4选择S/A，对棱镜
常数和温度气压进行设置。
数据采集1
创建或选择数据采集文件
菜单
图5-23 “数据采集”菜单
数据采集2
• 设置测站点
选择一个文件 F1：测量文件 F2：坐标文件
选择一个文件
FN： 输入 调用 - - - 回车
F1 F2 F3 F4
F1 F2 F3 F4
图5-24 “选择文件”菜单
点号→J35 标识符：
仪高： 1.421m 输入 查找 记录 测站
N： E： Z：
平面直角坐标系
由于地理坐标是球面坐标，在工程建设规划、设计 、 施工中，测量和计算十分不便。
地图投影
– 地球表面的任意点，利用一定数学法则，转换到地图 平面，建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上 的点与投影平面（即地图平面）上点之间的一一对应 关系
按投影面分类
方位投影
圆柱投影
圆锥投影
高斯平面直角坐标系
P3↓ 显示第一页软键功能
HR：122°09′30″
HD*[r]
-<< m
VD:
测量 模式 S/A P1↓
偏心 放样 m/f/i P2↓
F1 F2 F3 F4 图5-3 距离测量模式菜单
距离测量模式
页数
第1页 （P1）
第2页 （P2）
表5-3 距离测量模式各键和显示符号的功能表
软键 F1 F2 F3 F4
NTS355操作面板
图5-12 NTS-355操作面板