基準面（定義三維球狀的參數(shù)和控制點）

基準理論

區(qū)域基準面

外營力作用時，其向下侵蝕有一最低之限度，此一限度，就是侵蝕基準面，亦稱基準面（Base Level）。換言之，基準面就是地表向下侵蝕的終極面，以河川為例，當河床低于此一終極面時，河流就不能再向下侵蝕。

所謂終極基準面（Ultimate Base Level）或永久基準面，是指海水面（Sea Level）而言，事實上海水面并非永久不變的，當?shù)貧ぷ儎踊虮ê笸藭r，常使海陸之相對位置發(fā)生變遷。至于湖面、堅巖層及水庫等，均為臨時基準面（Temporary Base Level），或稱局部基準面。由于侵蝕營力性質(zhì)不同，其基準面亦隨之而異，例如海蝕以波浪作用向下所能到達之波浪基準（Wave Base）為其基準面，風蝕與溶蝕以地下水面為其基準面，冰河侵蝕以雪線為其基準面。

如果陸地上升，基準面即隨之下降；反之，則會相對地上升?；鶞拭嫦陆党е虑治g作用加速進行；基準面上升，則產(chǎn)生沉積作用。

測量學上所說之基準面，是指平均海水面而言，平均海水面是測量陸地高程與海洋深度之起算點，須由特設之驗潮站經(jīng)過多年之觀測始可采用。就中國言，中國大陸地區(qū)之高程起算點為浙江坎門平均海水面；以零公尺起算；臺灣省與澎湖群島之高程起算點則為基隆與馬公平均海水面，亦以零公尺起算。上述地區(qū)，測量海洋深度，亦復如此。

沉積基準面相對于地表會產(chǎn)生波狀升降，在此過程中伴隨著可容空間的變化。一個基準面旋回由一個上升半旋回和隨后的一個下降半旋回組成?；鶞拭嫔仙?，向陸方向有新增可容空間產(chǎn)生，當基準面下降時，剩余可容空間向盆收縮。在一個基準面旋回變化過程中（可理解為時間域）保存下來的沉積地層為一個成因地層單元，即成因?qū)有?，其以時間面為界面，因而為一個時間地層單元，也就是說一個基準面旋回是等時的。

基準數(shù)據(jù)

當更改基準面或修正基準面時，地理坐標系（數(shù)據(jù)的坐標值）將發(fā)生改變。

以下是加利福尼亞州雷德蘭茲的一個控制點基于北美洲基準面 1983（NAD 1983 或 NAD83）的度分秒 (DMS) 坐標：

34 01 43.77884 -117 12 57.75961

該點在北美洲基準面 1927（NAD 1927 或 NAD27）中的坐標是：

34 01 43.72995 -117 12 54.61539

兩坐標經(jīng)度值有約 3 秒的差異，而緯度值有約 0.05 秒的差異。

NAD 1983 和 1984 世界坐標系 (WGS 1984) 在大部分應用中是相同的。以下是同一個控制點在 WGS 1984 中的坐標：

34 01 43.778837 -117 12 57.75961

基準種類

在過去的 15 年中，衛(wèi)星數(shù)據(jù)為測地學家提供了新的測量結(jié)果，用于定義與地球最吻合的、坐標與地球質(zhì)心相關聯(lián)的旋轉(zhuǎn)橢球體。地球中心（或地心）基準面使用地球的質(zhì)心作為原點。最新開發(fā)的并且使用最廣泛的基準是 WGS 1984。它被用作在世界范圍內(nèi)進行定位測量的框架。

局域基準面是在特定區(qū)域內(nèi)與地球表面極為吻合的旋轉(zhuǎn)橢球體。旋轉(zhuǎn)橢球體表面上的點與地球表面上的特定位置相匹配。該點也被稱作基準面的原點。原點的坐標是固定的，其他點由其計算獲得。區(qū)域基準面的坐標系原點不在地心上。區(qū)域基準面的旋轉(zhuǎn)橢球體中心距地心有一定偏移。NAD 1927 和歐洲基準面 1950 (ED 1950) 都是區(qū)域基準面。NAD 1927 旨在盡可能與北美洲吻合，而 ED 1950 是為歐洲而構(gòu)建。因為區(qū)域基準面的旋轉(zhuǎn)橢球體只與地表某特定區(qū)域吻合得很好，所以它不適用于該區(qū)域之外的其他區(qū)域。

NAD 1927：

NAD 1927 使用 Clarke 1866 旋轉(zhuǎn)橢球體表示地球形狀。此基準面的原點是位于堪薩斯州的一個名為 Meades Ranch 的地球點。許多 NAD 1927 控制點都是基于 19 世紀的觀測結(jié)果進行計算的。這些計算結(jié)果歷經(jīng)多年分階段手動得出。因此，各觀測站均存在不同誤差。

NAD 1983：

測繪和大地測量學領域取得的多項技術進步（電子經(jīng)緯儀、全球定位系統(tǒng) (GPS) 衛(wèi)星、甚長基線干涉測量法和多普勒系統(tǒng)等）使得現(xiàn)有控制點網(wǎng)絡的許多缺點都暴露出來。當連接現(xiàn)有控制點與新確定的測繪結(jié)果時，差異尤為明顯。新基準面的確立允許單個基準面全面復蓋北美及周圍地區(qū)。

1983 北美洲基準面使用 1980 大地參考系 (GRS) 旋轉(zhuǎn)橢球體基于地球和衛(wèi)星兩方面的觀測結(jié)果繪制而成。此基準面的原點是地球的質(zhì)心。這會對所有經(jīng)度值和緯度值的表面位置產(chǎn)生足夠的影響，使得北美洲先前控制點的位置發(fā)生偏移，與 NAD 1927 相比有時會偏移 500 英尺。多個國家經(jīng)過 10 年的努力，為美國、加拿大、墨西哥、格陵蘭島、中美洲和加勒比海地區(qū)連接出了一個控制點網(wǎng)絡。

GRS 1980 旋轉(zhuǎn)橢球體與 1984 世界坐標系 (WGS) 旋轉(zhuǎn)橢球體幾乎完全一致。WGS 1984 和 NAD 1983 坐標系都以地心為中心。1986 年最初發(fā)布時，NAD 1983 和 WGS 1984 被認為是一致的。但事實并非如此。WGS 1984 被綁定到國際地球參考系統(tǒng) (ITRF)。而 NAD 1983 被綁定到北美構(gòu)造板塊，以盡量減少今后對坐標值所做的更改。這導致 NAD 1983 和 WGS 1984 出現(xiàn)漂移。通常，WGS 1984 和 NAD 1983 中的坐標約有一到兩米的偏差。GPS 數(shù)據(jù)實際上是根據(jù) WGS 1984 坐標系報告的。但是，如果使用了任何類型的外部控制網(wǎng)絡，如連續(xù)運行參考站 (CORS) 服務，則 GPS 坐標將與該坐標系而非 WGS 1984 相關聯(lián)。

HARN 或 HPGN：

美國各州一直在使用最新測繪技術以盡可能將 NAD 1983 基準面重新調(diào)整到更高精度，這些技術在開發(fā) NAD 1983 基準面時尚未得到廣泛應用。這項名為“高精度參照網(wǎng)絡”(HARN) 的工作以前被稱為“高精度大地網(wǎng)”(HPGN)，屬于“國家大地測量局”(NGS) 與各州的合作項目。

時下除阿拉斯加州以外，其他美國所有州都重新進行了測繪，已發(fā)布了 49 個州和五個準州的變換格網(wǎng)文件。經(jīng)過調(diào)整的控制點已在“國家大地測量局”數(shù)據(jù)庫中進行了標注，標注形式為 NAD83 (19xx) 或 NAD83 (20xx)，其中 xx 代表調(diào)整年份。某些點已調(diào)整多次，因此年份可能與 HARN 最初的重新調(diào)整年份不同。NGS 從未發(fā)布過在原始 HARN 與之后重新調(diào)整過的 HARN 之間進行轉(zhuǎn)換的變換結(jié)果。

其他 NAD 1983 重新調(diào)整：

NGS 保留了 CORS 站的參照網(wǎng)絡。這一組控制點被標注為 NAD 1983 (CORS96)，這些點通過變換被綁定到 ITRF。其他大地控制點使用調(diào)整年份進行標注。NGS 在美國全國范圍內(nèi)進行了重新調(diào)整。除 CORS 站以外的全部現(xiàn)有控制點均已更新，現(xiàn)已標注了 NAD 1983 (NSRS2007)。重新調(diào)整后的官方名稱是 2007 全國空間參考系 (NSRS)。對于美國大部分地區(qū)，HARN 坐標系和 NSRS2007 之間的差異只有幾厘米。因此，對于 NAD 1983 (NSRS2007) 和較早實現(xiàn)的 NAD 1983，并沒有針對二者之間的轉(zhuǎn)換計算和發(fā)布任何標準化變換，詳細信息，請訪問 NGS 網(wǎng)站。

其他美國基準面：

阿拉斯加、夏威夷、美屬薩摩亞、關島、波多黎各和維爾京群島以及阿拉斯加島除 NAD 1927 外還使用其他基準面。在 NAD 1983 或其歷次重新調(diào)整中都參照了最新數(shù)據(jù)。

加拿大國基準面：

在采用 NAD 1983 前，加拿大進行了數(shù)次重新調(diào)整。先后實施了名為 NAD 1927 DEF 1976（通常稱為 MAY76）的全國調(diào)整，以及名為 NAD 1927 CGQ77 的魁北克省地區(qū)調(diào)整。沿海省份進行了單獨調(diào)整并定義了 1977 平均地球坐標系 (ATS 1977)。上世紀八十年代，加拿大開始與美國一起定義 NAD 1983。從那時起，加拿大重新調(diào)整了其控制網(wǎng)絡，該參考系時下稱為 NAD 1983 (CSRS)。CSRS 代表加拿大空間參考系。

應用領域

（一）、利用基準面原理對華北地區(qū)中、晚石炭世古地理進行了研究。劃分出短期、中期和長期基準面旋回，并對基準面長期旋回進行了對比。在此基礎上，分別將基準面上升期和下降期作為編圖單元，進行古地理分析，對本地區(qū)沉積面貌有了新的認識：上升期（本溪組）發(fā)育兩大體系，下降期（太原組）發(fā)育四大體系。

以基準面半旋回為編圖單元，中、晚石炭世的沉積古地理的面貌更加清晰且規(guī)律性更強，在該區(qū)進行海陸過渡相基準面原理地層分析是可行的。

（二）、基準是機械制造中應用十分廣泛的一個概念，機械產(chǎn)品從設計時零件尺寸的標注，制造時工件的定位，校驗時尺寸的測量，一直到裝配時零部件的的裝配位置確定等，都要用到基準的概念?；鶞示褪怯脕泶_定生產(chǎn)對象上幾何關系所依據(jù)的點，線或面.

基準分為：⑴ 設計基準、⑵ 工藝基準

工藝基準又分為： ⑴工序基準、 ⑵定位基準、⑶ 測量基準、 ⑷裝配基準

基準面是指以之為基準用來確定其他點，線，面等尺寸的表面，分為設計基準面和加工基準面，前者指圖紙上的基準面，后者用于實際加工，該兩者最好是指工件的同一個表面，基準面通常是指一個平面。在實際的操作中，基準面是為了保證加工精度和便于測量，在工件上選定的一個面作為定位面，在車削加工，常以工件的外圓面、臺階面或端面做為基準，目的就是為了便于加工和測量。

在加工中，盡量使設計基準和定位基準相重合，在多工步加工中盡量使用同一個基準面，也不要使用毛坯面做為基準面，這樣便于保證加工的準確性，減少由于基準不重合造成的誤差。

作為初學者也可以這樣來理解：基準面就是在加工工件中，工件上相對于機床（或夾具上）一個相對固定的一個面，以此來保證其它部位加工的準確性和測量的準確性。