现代大地测量学的基本内容
现代大地测量学的基本内容
现代大地测量学的基本内容包括以下几部分：
1. 地球的数学模型：这是现代大地测量学的核心理论之一。它通过数学方法描述地球的几何形态和地球重力场，包括地球的椭球模型、地球的旋转模型、地球的重力场模型等。
2. 地球的重力场：地球的重力场是大地测量学的重要研究对象之一。它可以通过地球的重力加速度和地球的重力异常来研究。现代大地测量学通过建立全球重力场模型，研究地球的重力场分布和变化，揭示地球的质量分布和地球内部的结构。
3. 大地测量观测技术：现代大地测量学采用高精度、高效率的观测技术，如卫星轨道测量技术、全球定位系统（GPS）技术、激光雷达技术等，对地球表面和地球内部进行高精度测量。
4. 大地测量数据处理：现代大地测量学通过数据处理技术，对大地测量数据进行处理和分析，提取有用的信息，例如地球表面的几何形态、地球重力场的分布和变化等。
5. 地球科学应用：现代大地测量学在地球科学领域有着广泛的应用，例如地震监测、火山监测、海平面监测、地球内部结构研究等。同时，现代大地测量学也为航天、航海、道路建设等领域提供了重要的技术支持。
总之，现代大地测量学是一门涉及面广、综合性强的学科，它通过数学模型、观测技术、数据处理等技术手段，研究地球的几何形态和地球重力场，为地球科学研究和实际应用提供重要的技术支持。
大地测量学
大地测量学 大地测量学是地球学科的重要分支，是测绘科学的基础学科，在测绘专业的课程设置中占有重要的地位和作用。其主要测定地球大小；研究地球形状；测定地面点的几何位置，将地面点沿法线方向投影于地球椭球面上，用投影点在椭球面上的大地纬度和大地经度表示该点的水平位置，用地面点至投影点的法线距离表示该点的大地高程。这点的几何位置也可以用一个以地球质心为原点的空间直角坐标系中的三维坐标来表示。就其本质来说，他是一门地球信息学，即为人类的活动提供地球空间信息的学科。 大地测量学的的内容包括几何大地测量学、物理大地测量学、空间大地测量学。 几何大地测量学主要是研究确定地球形状、大小和确定地面点三维空间的理论及技术、因此有关精密的角度、距离测量、水准测量，地球椭圆球体的参数及模型，椭圆面上测量成果的计算、平差、投影变换以及大地控制网建立的原理和技术方法等，是几何大地测量学的基本内容。 物理大地测量学研究用武力方法（重力测量）确定地球的形状及外部重力场。它的主要内容是重力测量及其归化、地球及外部重力场模型、大地测量边值问题、重力为理论、球谐函数、利用重力测量研究地球形状及椭圆球体参数等。 空间大地测量学是研究以卫星及其它空间探测器实施大地测量的理论和技术。主要内容包括卫星多普勒技术，海洋卫星雷达测高，激光卫星测距以及卫星定位系统（GPS)和GLONASS，我国的“北斗”卫星定位导航系统，卫星定位定轨理论以及应用卫星及空间探测器在全国性大地测量控制网，全球性的地球动态参数求定和重力场模型的精华、地壳形变、板块运功的、海空导航、导弹制导等方面的研究。因此较确切地讲。空间大地测量学的开创。使大地测量学迈入了以可变地球为研究对象，实施全球动态就对测量的现代大地测量新时期。 学科发展史——萌芽阶段在17世纪以前，大地测量只是处于萌芽状态。公元前 3世纪，亚历山大的埃拉托斯特尼首先应用几何学中圆周上一段弧AB的长度S、对应的中心角r同圆半径R的关系，估计了地球的半径长度，由于圆弧的两端A和B大致位于同一子午圈上，以后在此基础上发展为子午弧度测量。公元724年,中国唐代的南宫说等人在张遂的指导下，首次在今河南省境内实测了一条长约 300公里的子午弧。其他国家也相继进行过类似的工作。然而由于当时测量工具简陋，技术粗糙，所得结果精度不高，只能看作是人类试图测定地球大小的初步尝试。 大地测量学科的形成人类对于地球形状的认识在17世纪有了较大的突破。继牛顿于1687年发表万有引力定律之后,荷兰的惠更斯于1690年在其著作《论重力起因》中，根据地球表面的重力值从赤道向两极增加的规律，得出地球的外形为两极略扁的扁球体的论断。1743年法国的A.C.克莱洛发表了《地球形状理论》，提出了克莱洛定律。惠更斯和克莱洛的研究为由物理学观点研究地球形状奠定了理论基础。 此外,17世纪初荷兰的斯涅耳首创了三角测量。这种方法可以测算地面上相距几百公里，甚至更远的两点间的距离，克服了在地面上直接测量弧长的困难。随后又有望远镜、测微器、水准器等的发明，测量仪器精度大幅度的提高，为大地测量学的发展奠定了技术基础。因此可以说大地测量学是在17世纪末叶形成的。 测定地球形状大小，测定地面点空间坐标，点间距离和方向，测定和描述地球重力场、重力异常及空间分布，测定和描述地重力等位面的起伏形状等是该学科的主要任务。具体内容包括如下一些方面： 1.建立和保持陆地上的国家和全球三维大地控制网，并考虑这些网中点位随时间的变化。
大地测量学
1、大地测量学的定义、作用及基本内容。 定义：在一定的时间—空间参考系统中，测量和描绘地球及其他行星体的形状及其重力场并监测其变化为人类活动提供空间信息的一门学科。 作用：①大地测量学在国民经济各项建设和社会发展中发挥着基础先行性的重要保证作用。 ②大地测量学在防灾，减灾救灾及环境监测、评价与保护中发挥着独具风貌的特殊作用。 ③大地测量学是发展空间技术和国防建设的重要保障。 ④大地测量在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要。 基本内容：①确定地球形状及外部重力场及其随时间的变化，建立统一的大地测量坐标系，研究地壳形变，测定极移以及海洋水面地形及其变化等。 ②研究月球及太阳系行星的形状及重力场。 ③建立和维持具有高科技水平的国家和全球的天文大地水平控制网和精密水准网以及海洋大地控制网，以满足国民经济和国防建设的需要。 研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。 研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关的大地测量计算。 研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法，测量数据库建立及应用等。 2、什么是大地测量基准？ 用于定义地球参考椭球的一系列参数，主要包括椭球的大小和形状，椭球短半轴，椭球中心的位置。 3、什么是椭球定位与定向？椭球定向一般应满足那些条件？ 椭球定位：确定椭球中心的位置，可分为两类：局部定位和地心定位。 椭球定向：确定椭球旋转轴的方向。 椭球定向满足两个平行条件： ①椭球短轴平行于地球自转轴。 ②大地起始子午面平行于天文起始子午面。 4、什么是天球坐标系，地固坐标系，地心地固坐标系，参心地固坐标系？ 天球坐标系——用于研究天体和人造卫星的定位与运动，为了确定天球上某一点的位置所引进的坐标系。 地固坐标系——也称地球坐标系，是固定在地球上与地球一起旋转的坐标系。地心地固坐标系——以总地球椭球为基准的坐标系，与地球体固连在一起且与 地球同步运动，以地心为原点的坐标系。 参心地固坐标系——以参考椭球为基准的坐标系，与地球固连在一起且与地球 同步运动，以参考椭球的中心为原点的坐标系。 5、大地线—椭球面上两点间的最短距离。 6、大地主题解算——知道某些大地元素推求另一些大地元素的计算问题。分为正解和反解。
(完整word版)大地测量学基础
大地测量学基础 一、大地测量的基本概念 1、大地测量学的定义 它是一门量测和描绘地球表面的科学。它也包括确定地球重力场和海底地形。也就是研究和测定地球形状、大小和地球重力场，以及测定地面点几何位置的学科。测绘学的一个分支。 主要任务是测量和描绘地球并监测其变化,为人类活动提供关于地球的空间信息。是一门地球信息学科。是一切测绘科学技术的基础. 测绘学的一个分支。研究和测定地球形状、大小和地球重力场,以及测定地面点几何位置的学科. 大地测量学中测定地球的大小，是指测定地球椭球的大小；研究地球形状，是指研究大地水准面的形状;测定地面点的几何位置，是指测定以地球椭球面为参考的地面点的位置。将地面点沿法线方向投影于地球椭球面上，用投影点在椭球面上的大地纬度和大地经度表示该点的水平位置，用地面点至投影点的法线距离表示该点的大地高程。这点的几何位置也可以用一个以地球质心为原点的空间直角坐标系中的三维坐标来表示。 大地测量工作为大规模测制地形图提供地面的水平位置控制网和高程控制网,为用重力勘探地下矿藏提供重力控制点，同时也为发射人造地球卫星、导弹和各种航天器提供地面站的精确坐标和地球重力场资料. 内容和分支学科解决大地测量学所提出的任务，传统上有两种方法:几何法和物理法。随着20世纪50年代末人造地球卫星的出现，又产生了卫星法。所以现代大地测量学包括几何大地测量学、物理大地测量学和卫星大地测量学3个主要部分。 几何法是用一个同地球外形最为接近的几何体（即旋转椭球，称为参考椭球）代表地球形状，用天文大地测量方法测定这个椭球的形状和大小，并以它的表面为基础推算地面点的几何位置。 物理法是从物理学观点出发研究地球形状的理论。用一个同全球平均海水面位能相等的重力等位面（大地水准面)代表地球的实际形状,用地面重力测量数据研究大地水准面相对于地球椭球面的起伏。 卫星法是利用卫星在地球引力场中的轨道运动，从尽可能均匀分布在整个地球表面上的十几个至几十个跟踪站,观测至卫星瞬间位置的方向、距离或距离差。积累对不同高度和不同倾角的卫星的长期（数年）观测资
大地测量学基础知识
第一章 1.大地测量学的定义 大地测量学是在一定的时间-空间参考系统中，测量和描绘地球及其他行星体的一门学科。 2.大地测量学的基本体系 以三个基本分支为主所构成的基本体系。 几何大地测量学 物理大地测量学 空间大地测量学 3.大地测量学的基本任务 精确确定地面点位及其变化 研究地球重力场、地球形状和地球动力现象 4.大地测量学的基本内容 1、大地测量基础知识（基准面和基准线，坐标系统和时间系统，地球重力场等）； 2、大地测量学的基本理论（地球椭球基本的理论,高斯投影的基本理论，大地坐标系统的建立与坐标系统的转换等）； 3、大地测量基本技术与方法（经典的、现代的） 4、大地控制网的建立（包括国家大地控制网、工程控制网。形式有三角网、导线网、高程网、GPS网等）； 5、大地测量数据处理（概算与平差计算）。 5.大地测量学的基本作用 1、为地形测图与大型工程测量提供基本控制； 2、为城建和矿山工程测量提供起始数据； 3、为地球科学的研究提供信息； 4、在防灾、减灾和救灾中的作用； 5、发展空间技术和国防建设的重要保障。 第二章 1.岁差章动极移 由于日、月等天体的影响，类似于旋转陀螺，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生 ε=?，旋转周期为26000缓慢旋转，形成一个倒圆锥体，其锥角等于黄赤交角23.5 年，这种运动称为岁差。 月球绕地球旋转的轨道称为白道，由于白道对黄道有约5?的倾斜，使得月球引力产生的大小和方向不断变化，从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期运动，振幅为9.21''，这种现象称为章动。 地球自转轴存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象称为极移。 2.恒星时太阳时原子时 以春分点作为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间，称为恒星时。 以真太阳作为基本参考点，由其周日视运动确定的时间，称为真太阳时。 原子时是一种以原子谐振信号周期为标准，并对它进行连续计数的时标。原子时的基本单位是原子时秒， 3.协调世界时 为保证时间与季节的协调一致，便于日常使用，建立以原子时秒长为计量单位、
大地测量学知识点整理
大地测量学知识点整理 大地测量学是地球科学中的重要分支，主要研究地球形状、地球尺度、地球重力场以及地球形变等内容，以提供高精度的地球表面形状数据和相 应的地球参数，为地理信息系统、地震监测、导航定位等应用领域提供数 据支撑。下面整理了大地测量学的相关知识点，供参考。 1.大地测量学的基本概念和目标 -大地测量学是研究地球形状、地球尺度和地球重力场等基本问题的 学科。 -目标是通过测量获取地球形状和地球的尺度，研究地球形变以及地 球的物理特性。 2.大地测量学中的基本概念 -测地线：两点间的最短路径，是地球上长度最短的曲线。 -大地弧长：测地线上两点之间的弧长。 -大地方位角：从给定点出发沿大地弧到达目标点的方位角。 -大地纬度：从球心到椭球面上一点所沿椭球面正常方向得到的经过 球面正北方向的夹角。 -大地经度：从球心到椭球面上一点所沿椭球面正常方向得到的经过 球面正东方向的夹角。 3.大地测量中的基本测量方法 -天文测量法：利用天体的观测数据，如经纬度、高度角等进行测量。
-重力法：通过测量地球上不同位置的重力加速度来推断地球上的形状和尺度。 -大地水准测量法：通过测量水平方向上的高程差来确定地球形状。 -大地测角法：通过测量角度来计算地球上两点之间的距离和方位。 -大地卫星测高法：利用卫星测高技术获取地球表面高程信息。 4.大地测量学中的地球形状与尺度参数 -长半轴：椭球长半径。 -短半轴：椭球短半径。 -扁率：长半轴与短半轴之差与长半轴的比值。 -第一偏心率：椭球短半轴和长半轴之差与短半径之和的比值。 -第二偏心率：椭球短半轴和长半轴之差与长半径之和的比值。 -极曲率半径：极点处其中一纬度圈切线半径的倒数。 5.大地测量学中的地球重力场参数 -重力加速度：单位质点在地球表面所受的重力作用的大小。 -重力位能：单位质点在其中一高度上的重力位能。 -重力势：单位质点受重力作用产生的势能。 -重力梯度：垂直于重力方向的重力场的变化率。 -重力异常：其中一点的重力场与理论重力场之差。 6.大地测量学中的地球形变研究
大地测量学知识点
第一章 大地测量学定义 广义：大地测量学是在一定的时间-空间参考系统中，测量和描绘地球及其他行星体的一门学科。 狭义：大地测量学是测量和描绘地球表面的科学。包含测定地球形状与大小，测定地面点几何位置，确定地球重力场，以及在地球上进行必须顾及地球曲率的那些测量工作。 大地测量学最基本的任务是测量和描绘地球并监测其变化，为人类活动提供关于地球等行星体的空间信息。 P1 P4 P6(了解几个阶段、了解展望) 大地测量学的地位和作用： 1、大地测量学在国民经济各项建设和社会发展中发挥着基础先行性的重要保证作用 2、大地测量学在防灾、减灾、救灾及环境监测、评价与保护中发挥着独具风貌的特殊作用 3、大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障 4、大地测量在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要 5、大地测量学是测绘学科的各分支学科（其中包括大地测量、工程测量、海洋测量、矿山测量、航空摄影测量与遥感、地图学与地理信息系统等）的基础科学 现代大地测量学三个基本分支：几何大地测量学、物理大地测量学、空间大地测量学 第二章
开普勒三大行星运动定律： 1、行星轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上 2、行星运动中，与太阳连线哎单位时间内扫过的面积相等 3、行星绕轨道运动周期的平方与轨道长半轴的立方之比为常数 地轴方向相对于空间的变化（岁差和章动）（可出简答题） 地轴相对于地球本体内部结构的相对位置变化（极移） 历元：对于卫星系统或天文学，某一事件相应的时刻。 对于时间的描述，可采用一维的时间坐标轴，有时间原点、度量单位（尺度）两大要素，原点可根据需要进行指定，度量单位采用时刻和时间间隔两种形式。 任何一个周期运动，如果满足如下三项要求，就可以作为计量时间的方法： 1、运动是连续的 2、运动的周期具有足够的稳定性 3、运动是可观测的 多种时间系统 以地球自转运动为基础：恒星时和世界时 以地球公转运动为基础：历书时→太阳系质心力学时、地球质心力学时 以物质内部原子运动特征为基础：原子时 协调世界时（P23） 大地基准：建立大地基准就是求定旋转椭球的参数及其定向（椭球旋转轴平行于地球的旋转轴，椭球的起始子午面平行于地球的起始子午面）和定位（旋转椭球中心与地球中心的相对关系）。 天球：以地球质心为中心，以无穷大为半径的假想球体。
大地测量学基础知识
第一章 1. 大地测量学的定义 大地测量学是在一定的时间-空间参考系统中，测量和描绘地球及其他行星体的一门学科。 2. 大地测量学的基本体系 以三个基本分支为主所构成的基本体系。 '几何大地测量学 :物理大地测量学 .空间大地测量学 3. 大地测量学的基本任务 精确确定地面点位及其变化 研究地球重力场、地球形状和地球动力现象 4. 大地测量学的基本内容 1、大地测量基础知识（基准面和基准线，坐标系统和时间系统，地球重力场等）； 2、大地测量学的基本理论（地球椭球基本的理论，高斯投影的基本理论，大地坐标系统的建立与坐标系统的转换等）； 3、大地测量基本技术与方法（经典的、现代的） 4、大地控制网的建立（包括国家大地控制网、工程控制网。形式有三角网、导 线网、高程网、GPS网等）； 5、大地测量数据处理（概算与平差计算）。 5. 大地测量学的基本作用 1、为地形测图与大型工程测量提供基本控制； 2、为城建和矿山工程测量提供起始数据； 3、为地球科学的研究提供信息； 4、在防灾、减灾和救灾中的作用； 5、发展空间技术和国防建设的重要保障。 第二章 1.岁差章动极移 由于日、月等天体的影响，类似于旋转陀螺，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，形成一个倒圆锥体，其锥角等于黄赤交角23.5，旋转周期为26000年，这种运动称为岁差。 月球绕地球旋转的轨道称为白道，由于白道对黄道有约5的倾斜，使得月球引 力产生的大小和方向不断变化，从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期运动，振幅为9.21，这种现象称为章动。 地球自转轴存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，从而导致极点在地 球表面上的位置随时间而变化，这种现象称为极移。 2.恒星时太阳时原子时 以春分点作为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间，称为恒星时。 以真太阳作为基本参考点，由其周日视运动确定的时间，称为真太阳时。 原子时是一种以原子谐振信号周期为标准，并对它进行连续计数的时标。原子时 的基本单位是原子时秒， 3.协调世界时 为保证时间与季节的协调一致，便于日常使用，建立以原子时秒长为计量单位、
大地测量学基础教案
大地测量学基础教案 大地测量学基础教案 一、课程概述 大地测量学是一门研究地球形状、大小、重力场、地形等方面及其变化的学科。本课程是大地测量学的基础课程，主要内容包括大地测量学概述、测量误差及其处理、大地基准面、大地测量与地图之间的关系、大地测量学方法及应用等方面，旨在培养学生对大地测量学基本知识的掌握与应用，以及培养其解决测量问题的能力。 二、教学目标 1. 掌握大地测量学基本概念和原理。 2. 掌握大地测量学中的误差分析及处理方法。 3. 掌握大地基准面及参考椭球体的定义和确定方法。 4. 了解大地测量与地图之间的关系。 5. 了解大地测量学的发展历程和主要应用领域。 6. 培养学生分析和解决大地测量学问题的能力。 三、教学内容及进度 第一讲：大地测量学概述 1.1. 大地测量学的发展历程 1.2. 大地测量学的研究对象 1.3. 大地测量学的应用领域 第二讲：测量误差及处理 2.1. 大地测量误差类型 2.2. 测量误差的传递和合成 2.3. 测量精度的评定 2.4. 误差处理方法
第三讲：大地基准面 3.1. 大地基准面的定义和确定 3.2. 大地基准面的分类 3.3. 大地基准面的传递 第四讲：大地测量与地图 4.1. 大地测量学与地图的关系 4.2. 地图投影及其分类 4.3. 地图比例尺及其表示方法 第五讲：大地测量方法 5.1. 相对测量方法 5.2. 绝对测量方法 5.3. 全球定位系统及其应用 第六讲：大地测量学应用 6.1. 地球形状、大小、重力场研究 6.2. 地形测量及其应用 6.3. 工程测量与导航定位 四、教学方法 本课程采用讲解结合案例分析和课堂讨论的教学方法。每个章节将重点介绍相关理论，并通过案例分析展示其应用实例，然后引导学生进行课堂讨论，鼓励学生自主思考、提出 问题并解答问题，以达到教学目标。 五、考核方式 本课程的考核方式包括日常作业、期中考试和期末考试。日常作业占20%的成绩，期 中考试占30%的成绩，期末考试占50%的成绩。考试形式为闭卷笔试，难度适中，内容覆盖全课程。期末考试还将设置一些开放性问题，鼓励学生深入思考和探讨。 六、教学资源
大地测量学知识点
1.大地坐标系：地面点在参考椭圆的位置用大地经度和纬度表示，若地面的点不在椭球面上，它沿法线到椭球面的距离称为大地高 2.空间大地直角坐标系：是大地坐标系相应的三维大地直角坐标系 3.地心坐标系：定义大地坐标系时，如果选择的旋转椭球为总地球椭球，椭球中心就是地质 中心，再定义坐标轴的指向，此时建立的大地坐标系叫做地心坐标系 大地方位角：p点的子午面与过p点法线及Q点的平面所成的角度 正高系统：地面上一点沿铅垂线到大地水准面的距离 正常高系统：一点沿铅垂线到似水准面的距离 国家水准网布设的原则：从高级到低级，从整体到局部，分为四个等级布设，逐级控制，逐级加密 4.理论闭合差：在闭合的环形水准路线中，由于水准面不平行所产生的闭合差 5.大地高系统：地面一点沿法线到椭球面的距离 6.平面控制网的测量方法 三角测量：在地面上按一定的要求选定一系列的点，他们与周围的邻近点通视，并构成相互联接的三角网状图形，称为三角网，网中各点称为三角点，在各点上可以进行水平角测量，精确观测各三角内角，另外至少精确测量一条三角形边长度D和方位角，作为网的起始边长和起始方位角，推算边长，方位角进而推算各点坐标 三边测量：根据三角形的余弦公式，便可求出三角形内角，进而推算出各边的方位角和各点坐标 7.国家高程基准的参考面有平均海水面，大地水准面，似大地水准面，参考椭球面1956年黄海高程系统1985年国家高程基准 8.角度观测误差分析 视准轴误差：视准轴不垂直于水平轴产生水平轴误差：水平轴不垂直于垂直轴产生 这2个的消除误差方法为取盘左盘右读数取平均值 垂直轴倾斜误差：垂直轴本身偏离铅垂线的位置，即不竖直 解决的方法：观测时，气泡不得偏离一格，测回之间重新整理仪器，观测目标的垂直角大于3度，按气泡偏离的格数计算垂直轴倾斜改正 9.方向观测法是在一测回内将测站上所有要观测的方向先置盘左位置，逐一照准进行观测，再盘右的位置依次观测，取盘左盘右的平均值作为各方向的观测值。 观测规则：1选择距离适中，通视良好，成像清晰的方向作为0方向 2.观测前应认真调好焦距，消除视差 3.上下半测回照准部目标次序相反，并使每一目标观测操作时间大致相等 4.半测回开始前，照准部按规定的方向旋转1到2周 5.在观测时水准管的气泡中心偏离不得超过一格 10,。测回：照准目标一次，读数2到4次 11.水准仪中s代表水，其下标表示该仪器所能达到的每千米往返测高差中数的偶然中误差 12，水准标尺零点差：水准标尺的注记从其地面起算，如果从底面至第一注记分划线中线的距离与注记不符，其差数叫 一对水准标尺零点差：一对水准标尺的零点差之差 13.水准测量的误差 仪器误差：视准轴与水准管轴不平行的误差水准标尺每米长度的误差两水准标尺零点差的影响（消除方法：前后视距相等，累积差小于限值，观测中间不变焦距，对观测成果改正计算，测站数为偶数） 外界误差：温度变化对I角的影响大气垂直折光的影响仪器脚架和标尺垂直位移的影响（消除方法：打伞，前后视距相等，视线距离地面一定的高度，后前前后观测程序读数间隔时间相等） 观测误差：水准器气泡置中误差，照准水准标尺上分划的误差和读数误差(消除方法：高灵敏度补偿器，同时采用照准部上的分划线) 14.二等水准测量技术要点：视线高度≥0.3，视距长度≤50M，前后视距差≤1m，前后视距累积差≤3m，基辅读数≤0.4m，基辅高差≤0.6m
山东交通学院大地测量学基础重点(1)
大地测量学基础 1、大地测量学的定义与作用 定义：在一定的时间与空间参考系统中，测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化，研究近地空间定位技术并为人类活动提供关于地球的空间信息的一门学科 作用：大地测量学为地球科学研究提供时空坐标基础； 大地测量学在防灾及环境监测中发挥着特殊作用； 大地测量学是发展空间技术和国防建设的重要保障； 建立大地控制网为测绘工程提供大地参考框架。 2、大地测量学的基本体系和内容 基本体系：几何大地测量学 物理大地测量学 空间大地测量学 内容：确定地球形状及外部重力场及其随时间的变化，建立统一的大地测量坐标系； 研究月球及太阳系行星的形状及重力场； 建立和维持国家天文大地水平控制网和精密水准网； 研究高精度观测技术和方法； 研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关的大地测量计算。 3、大地测量学的发展简史及展望（以上三个课本第一章内容） 发展简史：地球圆球阶段 地球椭球阶段 大地水准面阶段 现代大地测量新时期 展望：全球卫星导航定位系统(GNSS)，激光测卫(SLR)以及甚长基线干涉测量(VLBI)是主导本学科发展的主要的空间大地测量技术； 空间大地网在地球科学研究中发挥重要作用； 精化地球重力场模型是大地测量学的重要发展目标； 深空大地测量为空间探测提供定位技术保障，深空网的建设将是空间大地测量的重要内容。 4、岁差：地球绕地轴旋转，由于日月等天体的影响，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生 缓慢旋转，形成一个倒圆椎体，这种运动叫做岁差。 5、章动：地球受日月引力的影响，瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转，大致形成椭 圆形轨迹，这种现象叫章动 6、极移：地球自转轴处了章动、岁差的变化外，还存在着相对于地球体自身内部结构的 相对位置变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象叫极移。 7、国际协议原点：国际上采用的5个纬度服务站以1900-1905年的平均纬度所确定的平 级作为基准点 8、恒星时：以春分点作为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间叫恒星时。 9、世界时：以格林尼治子夜起算的平太阳时称为世界时。 10、原子时：是一种以原子谐振信号周期为标准，并对他进行连续计数的时标。 11、协调世界时：以原子时秒长为计量单位、在时刻上与平太阳时之差小于0.9秒的时间系统。 12、协议天球、瞬时平天球、瞬时真天球、瞬时地球、协议地球之间的关系图（见PPT4）
大地测量学知识点
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大地坐标系：采用大地经度L 、大地纬度B 和大地高H 来描述地面上一点的空间位置的。 克莱罗定理： 大地测量学：在一定的时间与空间参考系中，测量和描绘地球及其他行星体的一门学科。 开普勒三定律：行星运动的轨迹是椭圆；太阳位于其椭圆的一个焦点上； 在单位时间内扫过的面积相等； 运动的周期的平方与轨道的长半轴的立方的比为常数。 岁差：由于日、月等天体的影响，有类似于旋转陀螺在重力场中的进动，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，是地轴方向相对于空间的长周期运动，旋转周期为26000年。 章动：月球运行的轨道与月的之间距离是不断变化的，使得月球引力产生的大小和方向不断变化，从而导致北天极在天球上绕黄极旋转的轨道不是平滑的小圆，而是类似圆的波浪曲线运动。 极移：地球自转轴存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化。 大地经度Ｌ：为大地起始子午面与该点所在的子午面所构成的二面角，由起始子午面起算，向东为正，称东经（0°～180°），向西为负，称西经（0°～180°）。 大地纬度：大地纬度Ｂ是过该点作椭球面的法线与赤道面的夹角，由赤道面起算，向) sin 1(2ϕβγγϕ⋅+=e
北为正，称北纬（0°～90°），向南为负，称南纬（0°～90°）。 大地水准面：平均海水面按处处与重力方向垂直的特性向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面，是完全静止的海水面所形成的重力等位面。 总（平均）地球椭球：与地球的物理性质、大地体的几何大小相同的旋转椭球体。 参考椭球：大地水准面形状不规则，而最佳拟合于区域性大地水准面的旋转椭球面叫做~。 正常椭球：大地水准面的规则形状（一般指旋转椭球面）。 椭球定位：指确定该椭球中心的位置，分为：局部定位和地心定位。 椭球定向：指确定椭球旋转轴的方向。 一点定位： 多点定位： 大地测量参考框架：固定在地面上的控制网坐标参考架，高程参考架，重力参考架。 1954年北京坐标系：是我国广泛采用的大地测量坐标系。该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科沃坐标系。该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球。 1980年国家大地坐标系(亦称1980西安坐标系) ：是1978年我国决定建立新的国家大地坐标系统，对全国天文大地网施行整体平差。采用国际大地测量协会1975年推荐的参考椭球。 新1954年北京坐标系（BJ54新）：是由1980年国家大地坐标系（GDZ80）转换得 ,,,K K K K K K K K L B A H H λϕα====正∑∑==min) min(22 新新或ζN
大地测量学基础课程知识要点
大地测量学基础课程知识要点 1、大地水准面：假定海水面完全处于静止和平衡状态（没有风浪、潮汐及大气压变化的影响），把这个海 水面伸延到大陆下面，形成一个封闭曲面，在这个面上都保持与重力方向正交的特性，则这个封闭曲面称为大地水准面。 2、球面角超：球面多边形的内角和与相应平面上的内角和与（n-2）×180°的差值（或答为球面三角形和180° 也可）。 3、底点纬度：在y =0时，把x直接作为中央子午线弧长对应的大地纬度B，叫底点纬度。 4、高程异常：似大地水准面与椭球面的高程差。 5、水准标尺零点差：一对水准标尺的零点误差之差。 6.重力位相等的面称为重力等位面，这也就是我们通常所说的水准面。 7.垂直于旋转轴的平面与椭球面相截所得的圆，叫纬圈。 8.我国规定采用正常高高程系统作为我国高程的统一系统。 9、主曲率半径M是任意法截弧曲率半径RA的极小值。 10、M、R、N三个曲率半径间的关系可表示为N>R>M。 11、方向改正中，三等和四等三角测量不加垂线偏差改正和截面差改正，应加入标高差改正。 12.大地基准是指能够最佳拟合地球形状的地球椭球的参数及椭球定位和定向。 13．兰伯特投影是正形正轴圆锥投影。 14．圆锥面与椭球面相切的纬线称之为标准纬线。 15、截面差改正数值主要与照准点的高程有关。 16、我国采用的1954年北京坐标系应用的是克拉索夫斯基椭球参数。 17．在高斯平面上，过p点的子午线的切线的北极方向与坐标轴x正向的交角叫子午线收敛角。 18.与椭球面上一点的子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合圈称为卯酉圈。 19.由水准面不平行而引起的水准环线闭合差，称为理论闭合差 20.空间坐标系：以椭球体中心为原点，起始子午面与赤道面交线为X轴，在赤道面上与X轴正交的方向为Y轴，椭球体的旋转轴为Z轴，构成右手坐标系O-XYZ。 21.垂线偏差改正：将以垂线为依据的地面观测的水平方向观测值归算到以法线为依据的方向值应加的改正。 22.高斯投影：横轴椭圆柱等角投影（假象有一个椭圆柱横套在地球椭球体外，并与某一条子午线相切，椭球柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定投影方法，将中央子午线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱上，再将此柱面展开成投影面）。 23.参心坐标系：依据参考椭球所建立的坐标系（以参心为原点）。 24.极动：地球自转轴除了上述空间的变化外，还存在相对于地球体自身内部的相对位置的变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象称为极动。 25、建立国家平面大地控制网的方法有哪些？其基本原则是什么？ 答：基本方法： 1）、常规大地测量法（1）三角测量法（2）导线测量法（3）三边测量及边角同测法 2）、天文测量法 3）、利用现代定位新技术 （1）GPS测量（2）甚长基线干涉测量系统(VLBI)（3）惯性测量系统(INS) 基本原则：①大地控制网应分级布设、逐级控制②大地控制网应有足够的精度 ③大地控制网应有一定的密度④大地控制网应有统一的技术规格和要求 26、在精密水准测量概算中包括哪些计算工作？ 答：水准测量概算主要计算工作： （1）水准标尺每米长度误差的改正数计算（2）正常水准面不平行的改正数计算 （3）水准路线闭合差计算（4）高差改正数的计算 27、什么是大地主题正反算？简述高斯平均引数正反算的基本思想。 答：已知某些大地元素推求另一些大地元素的计算工作叫大地主题解算 1）大地测量主题正算（解）： 已知：P１(L１，Ｂ１），Ｐ１至P２的大地线长S及其大地方位角Ａ１２， 计算：P２(L２，Ｂ２），和大地线S在P２点的反方位角Ａ２１，这类问题叫做大地主题正算。 2）大地测量主题反算（解）： 已知：P１(L１，Ｂ１）和P２(L２，Ｂ２）， 计算：P１至P２的大地线长S及其正、反方位角A１２和Ａ２１，这类问题叫做大地主题反算。 高斯平均引数正反算基本思想： （1）把勒让德级数在P１点展开改在大地线长度中点Ms/2处展开，以使级数的公式项数减少，收敛快，精度高； （2）考虑到求定中点M的Bs/2和As/2复杂性，将M点用大地线两端点平均纬度及平均方位角相对应的m点来代替大地线的中点Ms/2 ；
《大地测量学基础》知识点
《大地测量学基础》知识点 1、垂线偏差：同一测站点上铅垂线与椭球面法线之间的夹角u，即是垂线偏差。u通常用南北方向分量ζ和东西方向分量η表示。垂线同平均地球椭球（或参考椭球）法线之间的夹角称为绝对垂线偏差（或相对垂线偏差），统称天文大地垂线偏差，实际重力场中的重力向量g同正常重力场中的正常重力向量γ之间的夹角称重力垂线偏差。 2、法截面、法截线、大地线 包含椭球面上一点的法线的平面叫法截面 它是法截面与椭球面的交截线，也叫法截线 大地线（geodesic）是指地球椭球面上连接两点的最短程曲线。在球面上，大圆弧(球面上的法截线)是对应的大地线。但在地球椭球体面上，除两点均位于大地子午线或纬线上外，大地线均位于它两个端点的正反法截线之间。 3、总（平均）地球椭球与参考椭球 大地体：大地水准面所包围的形体 总地球椭球：顾及地球的几何和物理参数，在全球范围内与大地体最佳吻合的地球椭球。 参考椭球：具有确定椭球参数，经过局部定位和定向，与某国（或地区）大地水准面最佳拟合的地球椭球。与某国（或地区）大地水准面最佳拟合的旋转椭球面叫参考椭球面。
4、大地水准面、似大地水准面 瞬时、静止的平均海水面延伸到大陆内部，处处与铅垂线相垂直的连续封闭曲面称为大地水准面。（或：把完全静止的海水面所形成的重力等位面，专称它为大地水准面） 似大地水准面：与大地水准面很接近的基准面。 5. 水准面上各点的重力加速度g随纬度和物质分布不同而变化（即水准面不同点上的重力值是不同的）。使高差h不等，因而两水准面不相平行。 6、正常重力位 是一个函数简单，不涉及地球形状和密度，便可直接计算得到地球重力位近似值的辅助重力位。与此相关的力就叫做正常重力。 7、正常椭球、水准椭球、地球大地基准常数 正常椭球：正常椭球面所包围的形体，是大地水准面的规则形状。可有多个。 水准椭球：水准椭球面所包围的形体，是大地水准面的规则形状。仅有一个。 地球大地基准常数：地球正常(水准)椭球的基本参数，即a,J 2,fM, 8.大地基准、高程基准、重力基准 大地基准是建立国家大地坐标系统和推算国家大地控制网中各点大地坐标的基本依据，它包括一组大地测量参数和一组起算
现代大地测量
重力场与现代科技 1、大地测量学概述 大地测量学又叫测地学，是地球科学的一个分支学科，是一门研究地球形状及其行星几何和物理形态（特征）的一门基础学科。它包括物理大地测量学、几何大地测量学、卫星大地测量学和空间大地测量学，几何大地测量学和物理大地测量学构成了现代大地测量的基本体系，它的基本任务是研究全球，建立与时相依的地球参考坐标框架、研究地球形状及其外部重力场的理论与方法、研究描述极移、固体潮和地壳运动等地球动力学问题、研究高精度的定位理论与方法。 大地测量学研究的对象，有地球形状学、有地球重力场、还有地球的运动，三者是相互支持、密不可分的、不可孤立的一个整体。大地测量学的主要分支，有几何大地测量学、物理大地测量学和卫星大地测量学。几何大地测量学和物理大地测量学是构成现代大地测量学的一个重要基础，卫星大地测量学是现代大地测量发展的一个重要的标志，几何大地测量中在我们传统大地测量主要是通过三角几何的关系，来传递大地测量坐标，方法主要有测角和测距，有测角的经纬仪和测距的测距仪，在测距仪研制出来以前，我们主要是采用钢、线尺来量测距离，然后通过角度来传递大地测量坐标，而高程测量，我们主要是利用精密水准测量的方法，就是几何水准测量的方法来传递高程，现在大地测量的发展成为跨越时代的主要的标志基础是在于空间技术、电子计算机技术和电子无线电技术等推动下，正是因为它们技术的迅速和跨越式的发展，使大地测量学实现了里程碑的跨越，其标志是卫星和空间大地测量的出现，这两种测量基本上取代了传统的几何大地测量和天文测量。 在经典大地测量中，坐标的维护和计算的过程中，我们主要是利用天球、天体天文学的测量，也就是说我们利用恒星来作为标准的坐标框架，来传递我们地面点的大地测量坐标，而随着卫星大地测量学的发展，特别是全球定位技术的发展，使我们大地测量坐标系，由原先只局限于自然的天体而转移为依靠人造地球卫星，这也就是说，自1957苏联的第一颗人造卫星上天以后，标志着我们大地测量也就在那一天诞生了。而全球定位GPS技术，从1973年开始研制，共有24颗卫星、3颗备用卫星，其卫星轨道在20000公里，与我们的自然天体离得相当近，GPS技术的先进性在于，与传统大地测量来比，它是全球的、全天候的。因为以前我们在几何大地测量过程中，受到天气的制约很大，而GPS技术可以达到10的负8次方到10的负6次方。所以高精度的GPS技术就取代了传统大地测量。并且GPS技术，有着廉价、高效、实时的特点，这更是传统大地测量中所不能与之相比的。传统大地测量需要周期非常长，例如我们国家，天文大地测量坐标系的建立，要历经30年，望远观测观测了10年，而在当时，采用手摇的计算机进行计算，用了10年之久。GPS技术的水平精度，可以达到米级、甚至毫米级，可以用来进行高精度、高动态的定位。 GPS技术大地高的精度垂直方向的分量，在椭球坐标系下，可以达到毫米级和分米级，所以它可应用于测定精密的大地测量坐标框架，还可以测地壳运动和地球的自转，以及变化。空间大地测量区别于传统大地测量的另外一个重要标志，在GPS出现以前，我们是采用甚长基线干涉也就是在远距离6000到10000公里，架设设电望远镜所进行的干涉测量，进行了重复的全天候的、全球的精密重复测距，而GPS在几千公里，甚至10000公里测距，精度可以达到10的负8次方、负9次方，它的测距精度能达到两个厘米，所以它主要应用在大地测量学和全球变化以及地球动力学方面，来研究大地测量坐标系的框架及其尺度变化和测定板块漂移速率。因为我们地球是由若干个板块构成，它每个板块的运动速率，GPS技术出现以前是用甚长基线干涉测量的。 卫星大地测量，是大地测量发展的一个重要的标志，它也是大地测量发展的一个重要的研究方向。卫星大地测量，2000年发射的CHAMP卫星和2002年发射GRACE卫星采取卫卫跟
【大学考试资料】-大地测量学基础复习重点
《大地测量学基础》 1.大地测量学是通过在广大的地面上建立大地控制网，精确测定大地控制网点的坐标，研究测定地球形状、大小和地球重力场的理论、技术与方法的学科。现代大地测量学包括空间、物理和几何大地测量学 2.现代大地测量的三个分支是几何：确定地球的形状和大小及确定地面点的几何位置。物理：用物理方法（重力测量）确定地球形状及其外部重力场。空间：以人造地球卫星及格其他空间探测器为代表的空间大地测量的理论、技术与方法。 3.大地测量是测绘学的一个分支。主要任务是测量和描绘地球并监测其变化，为人类活动提供关于地球的空间信息。是一门地球信息学科。是一切测绘科学技术的基础。 4.人类认识地球阶段地球圆球阶段，首次用子午圈弧长测量法来估算地球半径。这是人类应用弧度测量概念对地球大小的第一次估算。地球椭球阶段，在这阶段，几何大地测量在验证了牛顿的万有引力定律和证实地球为椭球学说之后，开始走向成熟发展的道路，取得的成绩主要体现在一下几个方面：1）长度单位的建立2）最小二乘法的提出3）椭球大地测量学的形成4）弧度测量大规模展开5）推算了不同的地球椭球参数。这个阶段为物理大地测量学奠定了基础理论。大地水准面阶段，几何大地测量学的发展：1）天文大地网的布设有了重大发展，2）因瓦基线尺出现物理大地测量学的发展1）大地测量边值问题理论的提出2）提出了新的椭球参数现代大地测量新时期以地磁波测距、人造地球卫星定位系统及其长基线干涉测量等为代表的新的测量技术的出现，使大地测量定位、确定地球参数及重力场，构筑数字地球等基本测绘任务都以崭新的理论和方法来进行。由于高精度绝对重力仪和相对重力仪的研究成功和使用，有些国家建立了自己的高精度重力网，大地控制网优化设计理论和最小二乘法的配置法的提出和应用。 5.现代大地测量技术传统方法：几何法和物理法。随着人造地球卫星的出现，又产生了卫星法。 6.大地测量基本任务是技术任务:精确测定大地控制点的位置及其随时间的变化也就是它的运动速度场，建立精密的大地控制网，作为测图的控制，为国家经济建设和国防建设服务.科学任务:测定地球形状、大小和重力场，提供地球的数学模型，为地球及其相关科学服务。 7.大地测量作用是(1)为地形测图与大型工程测量提供基本控制；(2)为城建和矿山工程测量提供起始数据；(3)为地球科学的研究提供信息；(4)在防灾、减灾和救灾中的作用；(5)发展空间技术和国防建设的重要保障。 8. 大地测量研究内容是大地测量、椭球测量学、天文测量大地重力学、卫星大地测量学、惯性大地测量学 9. 精化大地水准面模型意义是首先，大地水准面或似大地水准面是获取地理空间信息的高程基准面。其次，GPS（全球定位系统）技术结合高精度高分辨率大地水准面模型，可以取代传统的水淮测量方法测定正高或正常高，真正实现GPS技术对几何和物理意义上的三维定位功能。再次，在现今GPS定位时代，精化区域性大地水准面和建立新一代传统的国家或区域性高程控制网同等重要，也是一个国家或地区建立现代高程基准的主要任务，以此满足国家经济建设和测绘科学技术的发展以及相关地学研究的需要.大地水准面精化的最终成果提供一个区域范围内的高程异常改正插值软件。 10.天球：以地球质心为忠心，以无穷大为半径的假想球体称为天球。黄道：地球绕太阳公转的平均轨道。赤道：通过地球中心划一个与地轴成直角相交的平面，在地球表面相应出现一个和地球的极距离相等的假想圆圈。白道：月球绕地球旋转的轨道。岁差：地球绕地轴旋转，可以看作巨大的陀螺旋转，由于日月等天体的影响，类似于旋转陀螺在重力场中的进动，地球的旋转轴在空间绕黄极发生缓慢旋转，形成一个倒立圆锥体，旋转周期为26000年。章动：由于白道对于黄道有约5度的倾斜，这使得月球引力产生的转矩的大小和方向不断变化，从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期圆周运动，振幅为9.21秒。极移：地球瞬时自转轴相对于地球惯性轴的运动。角速度：地球本体绕通过其质心的旋转轴自西向东旋转的角速度。线速度：地球自转时，地表面上任意一点的速度。春分点：太阳沿黄道从天赤道以南向北通过天赤道的那一点。天极：过天球中心、与地球自转轴平行的直线与天球相交的两个点。黄极：天球上与黄道角距离都是90度的两
大地测量学知识点
一、水准面与大地水准面 1、水准面 我们把重力位相等的面称为重力等位面，也就是我们通常所说的水准面。水准面有无数个。 1）水准面具有复杂的形状。 2）水准面相互既不能相交也不能相切。 3）每个水准面都对应着唯一的位能W=C=常数，在这个面上移动单位质量不做功，亦即所做的功等于0，即dW=-gsds，可见水准面是均衡面。 4）在水准面上，所有点的重力均与水准面正交。于是水准面又可定义为所有点都与铅垂线正交的面。 故设想与平均海水面相重合，不受潮汐、风浪及大气压变化影响，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面称为大地水准面 大地水准面作为测量外业的基准面，而与其相垂直的铅垂线则是外业的基准线。 似大地水准面与大地水准面在海洋上完全重合，而在大陆上也几乎重合，在山区只有2-4m 的差异 我们选择参考椭球面作为测量内业计算的基准面，而与其相垂直的法线则是内业计算的基准线。 1．参心坐标系 建立一个参心大地坐标系，必须解决以下问题：(1)确定椭球的形状和大小；(2)确定椭球中心的位置，简称定位；(3)确定椭球中心为原点的空间直角坐标系坐标轴的方向，简称定向；(4)确定大地原点。 我国几种常用参心坐标系： BJZ54、GDZ80 2．地心坐标系 地心坐标系分为地心空间大地直角坐标系和地心大地坐标系等。地心空间大地直角坐标系又可分为地心空间大地平面直角坐标系和空间大地舜时直角坐标系。 1）建立地心坐标系的意义： 2）建立地心坐标系的最理想方法是采用空间大地测量的方法。 3）地心坐标系的表述形式(判断)
1）WGS一84大地坐标系 WGS-84坐标系统的全称是World Geodical System-84（世界大地坐标系-84），它是一个地心地固坐标系统。WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统―WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。WGS一84坐标系的几何定义是：坐标系的原点是地球的质心，Z轴指向BIHl984．0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIHl984．0的零度子午面和CTP赤道的交点，y轴和Z、X轴构成右手坐标系。 CGCS2000定义：是右手地固直角坐标系。原点在地心，Z轴为国际地球旋转局（IERS）参考极（IRP）方向，X轴为IERS的参考子午面（IRM）与垂直于Z轴的赤道面的交线，Y轴Z轴和X轴构成右手正交坐标系。 水准面的不平行性，对水准测量的影响： ⑴因为水准面不平行性，如果沿水准面观测高差不等于零（应该等于零），要加改正数。 ⑵用水准测量测得两点间的高差随路线不同而有差异， ⑶在闭合环形水准路线中，由于水准面不平行性所产生的闭合差，称为理论闭合差。 正高高程系是以大地水准面为高程基准面，地面任一点的正高高程（简称正高），即该点沿垂线至大地水准面的距离。 正常高高程是以似大地水准面为基准面的高程系，地面一点的正常高高程（简称正常高），即该点到似大地水准面的距离，正常高可精确求得 力高系统的定义： 地球坐标系 天球坐标系 参心坐标系 地心坐标系 天球空间直角坐标系 天球球面坐标系 H H N H Hζ =+ =+ 正 正常