空间大地测量学的原理和实际应用

1. 空间大地测量学的基本原理

空间大地测量学是研究地球形状、尺度和其它地理现象的科学。其基本原理包

括以下几个方面：

1.1 大地测量学基本概念

•地球椭球体和大地水准面的概念

•海拔和正常高程的定义

•大地测量学的基本测量要素

1.2 大地测量学的参考系统

•大地水准面的建立和使用

•大地水准面高程系统

1.3 大地测量学基准与坐标系统

•大地水准面参考基准

•大地测量学的坐标系统和坐标参考系统

2. 空间大地测量学的实际应用

空间大地测量学在许多领域都有广泛的应用。以下是其中一些实际应用的列举：

2.1 地图制作与绘图

•地图制图中的高程测量与等高线生成

•地图制图中的地理标注与坐标定位

2.2 地理信息系统（GIS）

•GIS数据的采集与处理

•GIS中的空间分析与模型建立

2.3 工程测量与建筑

•地质勘察与地基测量

•建筑工程中的测量控制与竖井测量

2.4 交通运输与导航

•铁路、公路和航道工程中的道路线型设计和控制

•全球定位系统（GPS）与导航系统的控制

2.5 土地管理与资源调查

•土地所有权与界址的测量与划分

•农田规划与资源管理

2.6 海洋测量与航海导航

•海洋水文测量与水道设计

•航海导航系统的建立和维护

2.7 大地测量学在科学研究中的应用

•地壳形变与地震研究

•极地测量与环境变化监测

结论

空间大地测量学作为一门重要的地学学科，在各个领域都有广泛应用。了解空间大地测量学的原理和实际应用可以帮助我们更好地理解地球和地球上的各种地理现象，同时也为各个领域的工程和科学研究提供有力的支持。

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。

大地测量学

第一章绪论 1、大地测量学的任务：一是精确确定地面点位及其变化，二是研究地球重力场、地球形状和地球动力现象。 2、大地测量的作用：（一）在地形图测绘、工程建设和交通运输方面的作用在地形图测绘中，大地控制网的作用：一是控制测图误差的积累。二是统一坐标系统。三是解决椭球面和平面的矛盾。在工程建设中，大地测量的重要作用：一是在工程的设计阶段建立用于测绘大比例尺地形图的测图控制网；二是在工程施工阶段建立施工控制网；三是在工程竣工后的运营阶段建立用以监测建筑物变形为目的的变形观测专用控制网。（二）在空间技术应用和国防建设中的作用（三）在地球科学研究中的作用（四）在资源开发、环境监测与保护中的作用（五）在防灾、减灾和救灾中的作用 3、大地测量学的分类：一、按照研究地球空间的范围大小分：理论大地测量学、大地控制测量学、海洋大地测量学、工程大地测量学二、按照所研究地球的时空属性分：几何大地测量学、物理大地测量学、动力大地测量学、整体大地测量学三、按实现基本任务的技术手段分：地面大地测量学、空间大地测量学、惯性大地测量学第二章 1、天文测量是研究如何运用测量天体的方法来确定地面点在地球上的位置和某一方向线的方向，即地面地面点的天文经纬度和到某方向的天文方位角。 2、天球与地球自转有关的几个基本圈、线、点 P37 3、天体（球）的周日视运动：一种直观的由于地球由西向东自转而产生的天球或天体的视运动 4、黄赤交角：黄道面与赤道面的夹角。用g 表示。g=23°27′ 黄道面：地球绕太阳公转的平均轨道面 5、时间系统 P43 6、地球重力就是单位质点所受的地球引力和地球自转离心力的合力。 7、重力测量：绝对重力测量有两种方法，一种是利用可倒摆测定；另一种就是运用物体的自由运动测定。相对重力测量，进行相对重力测量的静力法是利用一种力来平衡物体所受的重力，重力的变化将引起平衡位置的变化，只要用相应的方法测出平衡位置的变化，就可以算出重力的变化，也就测定了两地的重力差。 8、甚长基线干涉测量，是利用电磁波干涉原理，在多个测站上同步接收河外致密射电源(类星体) 发射的无线电信号并对信号进行测站间时间延迟干涉处理以测定测站间相对位置以及从测站到射电源的方向的技术和方法。第三章 1、IGS 网，是一个建立的全球覆盖且坐标系统一的高精度大地控制网。 2、建立水平大地控制网的方法：（一）导线测量法（二）三角测量法（三）三角测量和边角同测法 3、国家水平控制网的布设原则： (一)分级布设，逐级控制（二）应有足够的精度（三）应有必要的密度（四）应有统一的规格 4、国家高程控制网的作用： 1、作为各种比例尺地形图的高程控制基础；为各项工程建设和国防建设提供高程数据。 2、精密水准测量取得的结果可以确定大地水准面和海面地形，是研究地球形状、大小的重要资料，也是研究地壳垂直形变、地震预报的重要数据 5、建立国家重力网的基本原则：（1）国家重力网应覆盖我国各省、自治区、直辖市、南海领域香港及澳门特别行政区（2）网中绝对重力点的分部应当均匀（3）重力点的布设既要顾及经济发展的需要，同时兼顾国防建设和防震减灾方面的需要（4）联测路线的网形结构要进行结构优化设计（5）新建的重力网点应尽可能与旧网点及地壳运动观测网络基本网衔接连接第四章 1、重力位的一般表达式： 2、水准面：液体静止表面称为水准面，它是处处与重力方向正交的曲面即重力等位面。 3、大地水准面：与平均海平面重合并伸展到大陆内部形成的水准面。 4、大地水准面特性：物理性；多值性；非数学性；复杂性； 5、海面地形（海面倾斜）：如果选取某一等位面作为标准海面，那么，各个海域的平均海水面相对于标准海面的高低起伏。 6、正常椭球就是一个假想的形状和质量分布很规则的旋转椭球体，他是大地水准面的规则形状，用以表示地球的理想形状。由正常椭球产生的重力场称为正常重力场。 7、参考椭球：具有确定的几何参数和定位的地球椭球。 8、由于水准面不平行性，水准测量经过不同路线测得地面点的高程不同，这是观测高程的不唯一性 9、由于水准面不平行引起的水准环线观测高差闭合差称为理论闭合差 10、大地高表示地面点沿法线至参考椭球面的距离。以参考椭球面为基准面 11、正高表示地面点沿铅垂线至大地水准面的距离。以似大地水准面为基准 12、正常高表示地面点到似大地水准面的垂直距离。以似大地水准面为基准 13、力高表示同一水准面上各点的高程相等”的高程系统 14、大地水准面与似大地水准面关系（差异、影响）大地水准面是地球形状的数学物理描述，是陆地高程的起算面是海面地形的基准面，是海面地形的基准面，是地面数字高程模型的基础，再加上大地水准面具有全球统一的性质，因此可以以大地水准面来定义世界高程基准。大地水准面是一个不可或缺的基准参考面，他是大地测量中正高系统的起算面。理论上地面点的正高是不能精确求得的，在实际计算中，引入了正常重力代替正高计算的实际重力值，从而计算出的高程称为正常高。因此产生了似大地水准面，在正常重力场和实际重力场中，似大地水准面都不是一个等位面。因此似大地水准面仅是描述地球形状的一个几何面，不具有明显的物理意义。第五章 1、球面三角形：球面上三个大圆弧所构成的闭合图形。球面角超ε：球面三角形三内角之和与平面三角形三内角之和的差。 ε=A+B+C-180° 2、球面三角形正弦公式： 3、解直角三角形的纳白尔规则：环形上任一元素的正弦等于： 1）相邻两元素正切的积； 2）相对两元素余弦的积。 4、地球椭球：大地测量中，用以代表地球形状和大小的旋转椭球 5、参考椭球面的作用： 1）一定的参考椭球确定了一定的大地坐标系； 2）它是地面点水平坐标（大地经纬度）的参考面，高程（大地高）的基准面； 3）它是描述大地水准面形状的参考面； 4）它是地图投影的参考面； 5）参考椭球面及其法线分别是大地测量计算的基准面和基准线。 6、椭球几何参数间的相互关系： 7、法线长的关系式： 8、大地坐标系与大地空间直角坐标系的互换（B ，L ，H ）→（X ，Y ，Z ）（X ，Y ，Z ） → （B ，L ，H ） C c B b A a sin sin sin sin sin sin = =??? ????-=--==-=B W e a B B e e a y B W a B B e a x sin )1(sin sin 1)1(cos cos sin 12 2 2 22 2 BD OB BF BE BE BD OB BF A a ??= = sin sin BD OB BF BE BF BD OB BE C c ??= =sin sin a b b a c 2 = a b a -= αa b a e 2 2 -= b b a e 2 2-= ' 几何六参大值=小值 2 1e ' +?2 222,11α αα-=--=e e 2 2 1,1e b a e a b ' +=-=2 21,1e a c e c a ' +=-=22 1,1e e e e e e ' +='-'=2 2 1,1e W V e V W '+=-= 小值=大值 21e -?规律 1 2 22 2 =+ b y a x x y 1(-= ??? ????-=--==-=B W e a B B e e a y B W a B B e a x sin )1(sin sin 1)1(cos cos sin 12 2 2 22 2 )(22 22 )(y x r dm f Q V W m ++?=+=? ωN H H +=正大地 ζ +=正常大地H H )(sin sin sin sin sin sin R C R c B R b A R a 半径为==???=== sin cos cos 00B Q P y B N B K P x P 长半径短半径极曲率半径扁率第一偏心率第二偏心率

(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

大地测量学 1．解释大地测量学，现代大地测量学由哪几部分组成？谈谈其基本任务和作用？大地测量学----是测绘学科的分支，是测绘学科的各学科的基础科学，是研究地球的形状、大小及地球重力场的理论、技术和方法的学科。大地测量学的主要任务：测量和描述地球并监测其变化，为人类活动提供关于地球的空间信息。具体表现在（1）、建立与维护国家及全球的地面三维大地控制网。（2）、测量并描述地球动力现象。（3）、测定地球重力及随时空的变化。大地测量学由以下三个分支构成：几何大地测量学，物理大地测量学及空间大地测量学。几何大地测量学的基本任务是确定地球的形状和大小及确定地面点的几何位置。作用：可以用来精密的测量角度，距离，水准测量，地球椭球数学性质，椭球面上测量计算，椭球数学投影变换以及地球椭球几何参数的数学模型物理大地测量学的基本任务是用物理方法确定地球形状及其外部重力场。主要内容包括位理论，地球重力场，重力测量及其归算，推求地球形状及外部重力场的理论与方法等。空间大地测量学主要研究以人造地球卫星及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。 2、大地测量学的发展经理了哪些阶段，简述各阶段的主要贡献和特点。分为一下几个阶段：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。 4．简述物理大地测量学的主要任务和内容？答：物理大地测量学也有称为理论大地测量学。它的基本任务是用物理方法（重力测量）确定地球形状及其外部重力场。主要内容包括位理论，地球重力场，重力测量及其归算，推求地球形状及外部重力场的理论与方法等。 5．解释重力、引力、离心力、引力位、离心力位、重力位、地球重力场、正常重力、正常重力位、扰动位等概念，简述其相应关系。答：地球引力及由于质点饶地球自转轴旋转而产生的离心力的合力称为地球重力。引力F是由于地球形状及其内部质量分布决定的其方向指向地心、大小 F=f²M²m/r∧2。

应用大地测量学

大地方位角：p点的子午面与过p点的法线及Q点的平面所成的角度，由子午面顺时针量起空间大地直角坐标系与大地坐标系的关系：X=（N+H）COSBCOSL Y=(N+H)COSBCOSL Z=(N(1-e^2)+H)SINB 地心坐标系：如果选择的旋转椭球为总地球椭球，椭球中心就是地球的质心，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。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。正高系统：是以大地水准面和铅垂线定义的高程系统。大地高是沿铅垂线方向到大地水准面的距离。正常高系统：是以似大地水准面为基准面的高程系统。正常高：是沿铅垂线方向到似大地水准面的距离。高程系统间的关系：H大=H正+N(大地水准面差距) H大=H常+ξ（高程异常）三角测量法：起算数据（已知方向，已知边长，已知测站点坐标）观测量（每条边的方向值）推算值（未知边的方位值及边长，未知点的坐标）精密导线测量：起算数据（已知边长，一个点的坐标）观测量（未知边长及方向值）推算值（未知点的坐标）三边测量：测定的是三角形的三条边长然后根据三角形的余弦公式，算出三个内角，进而推出个边的方位角和个点坐标。边角同测法：如果对三角网的角度和边长全部直接测定，称为边角全测网。国家高程基准：1956年青岛黄海平均海水面72.289；1985年青岛国家高程基准；、方向观测法：在一测回内将测站上所有要观测的方向先置盘坐位置，逐一照准进行观测，在盘右位置依次观测，去盘左盘右平均值作为个方向的观测值。测回：照准目标一次，读书2-4次方向观测法观测规则：选择距离适中，通视良好，成像清晰的方向作为零方向；观测前，应认真调好焦距，消除视差；上下半测回照准目标的次序相反，并使每一目标的观测操作时间大致相等，以消除或减弱与时间成比例。均匀变化的误差影响；每一测站均应进行多测回观测；观测过程中，应保持仪器的垂直轴始终居于铅垂位置。零点差：水准标尺的注记从其底面起算，如果从底面至第一注记分划中线的距离与注记不符，其差数叫做水准尺的零点差。精密水准测量的主要误差来源：仪器误差（视准轴与水准管轴不平行的误差，水准标尺每米长度误差，两水准标尺零点差的影响）外界因素引起的误差（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）观测误差的第i个水准环闭合差，F为第i个水准环的周长，N为水准环的个数。

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

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，向北为正，称北纬（0°～90°），向南为负，称南纬（0°～90°）。 ) sin 1(2?βγγ??+=e

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）转换得来。 BJ54新是在GDZ80的基础上改变GDZ80相对应的75国际椭球的几何参数为克拉索夫斯,,,K K K K K K K K L B A H H λ?α====正∑∑==min) min(22 新新或ζN

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

大地测量学的应用原理

大地测量学的应用原理介绍大地测量学是指通过一系列的地面观测和测量手段，研究地球形状、地壳运动和大地测量技术等现象的学科。大地测量学的应用范围非常广泛，涉及到地理信息系统、土地测量、导航定位、地震监测等领域。本文将介绍大地测量学的应用原理，以及其在各个领域的具体应用。应用原理大地测量学基本原理大地测量学的基本原理是通过测量地球表面上各个点的位置坐标，以确定地球的形状、大小和相对位置。大地测量学的测量手段主要分为几何测量和物理测量两类。几何测量是通过在地面上布设测量基线，并利用方位角、距离、高差等测量元素，测量地面上各个点的位置坐标。物理测量是利用地球物理现象，如地球引力、地磁场等，进行测量。例如，通过重力测量可以确定地球表面上各点的重力加速度，从而计算出地球的形状。大地测量学的应用原理大地测量学的应用原理是将大地测量学的基本原理应用到实际工程和科学研究中。具体而言，大地测量学的应用原理可以归纳为以下几个方面： 1.地理信息系统（GIS）：大地测量学在GIS领域的应用非常广泛。通过测量和记录地球表面上各个点的位置坐标，可以构建地理信息系统的空间数据。这些空间数据可用于地图制作、空间分析、资源管理等方面。 2.土地测量：大地测量学在土地测量领域的应用主要包括土地所有权界定、土地评估和土地开发。通过测量土地上各个点的位置坐标，可以确定土地的边界和范围，帮助决策者更好地进行土地管理和规划。 3.导航定位：大地测量学在导航定位领域的应用非常重要。通过利用全球定位系统（GPS）等技术，测量接收器所处的位置坐标，可以实现精确的导航定位。这种技术在航空、航海、汽车导航等领域有着广泛的应用。 4.地震监测：大地测量学在地震监测领域起着重要的作用。通过测量地壳的变形和位移，可以监测地震的发生和变化趋势，提前预警可能发生的地震灾害。这对于保护人民的生命财产安全具有重要意义。

大地测量学

(1)大地测量学的定义：在一定的时间——空间参考系中，测量和描绘地球及其他行星的一门科学。是地球科学中的一个分支。它的最基本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的空间信息。（2）普通大地测量学与经典大地测量学的区别：普通测量学：研究地球表面局部区域内测绘工作的基本理论、仪器和方法的学科，是测绘学的一个基础部分。经典大地测量学是把地球假设为刚体不变，均匀旋转的球体或椭球体，并在一定范围内测绘地球和研究其形状、大小及外部重力场。（3）现代大地测量是以空间大地测量为主要标志。（4）大地测量的基本体系：几何大地测量学物理大地测量学空间大地测量学（5）大地测量学发展的简史：第一阶段：地球圆球阶段第二阶段;地球椭球阶段第三阶段：大地水准面阶段第四阶段：现代大地测量阶段（6）岁差：地球绕地轴旋转，可以看着巨大的陀螺旋转，由于日、月等天体影响，类似于陀螺旋转在重力场中的进动，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，形成一个倒圆锥体，其锥角等于黄赤交角23.5度，其旋转周期为26000年。（7）章动：（8）极移：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变化。（9）时间系统的条件：运动是连续的运动周期具有足够的稳定性运动是可观测的（10）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。（11）世界时：以真太阳作为基本参考点，由其周日视运动确定的世间。（12）大地测量的参考框架：坐标参考框架高程参考框架重力参考框架（13）椭球定位是指确定椭球中心的位置，分为局部定位和地心定位两类（14）椭球定向应满足两个平行条件：椭球短轴平行于地球自转轴大地起始子午面平行于天文起始子午面（15）参心坐标系建立需进行的工作：1.选择或求定椭球的几何参数（长半径或扁率）2.确定椭球中心的位置（椭球定位）3.确定椭球短轴的指向（椭球定向）4.建立大地原点（16）用参考椭球参数和大地原点上的起算数据确立作为一个参心大地坐标系建成的标志（17）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。（18）垂线偏差：根据所采用的椭球不同可分为绝对垂线偏差及相对垂线偏差。垂线同总地球椭球（或参考椭球）法线构成的角度称为绝对（或相对）垂线偏差，它们总称为天文大地垂线偏差。测量方法有天文大地测量方法、重力测量方法、天文重力测量方法及gps方法。（19）大地线：是指地球椭球面上连接两点的最短程曲线。

GPS技术测量原理及其在大地测量中的应用

GPS技术测量原理及其在大地测量中的应用摘要：GPS技术在军事领域中应用很广泛，但在信息技术飞速发展的今天，GPS技术普及到了各个领域。在大地测量工作中，对精准度有着极高要求，通过对GPS技术的利用，可以保证工作效率。但就目前国内的实际情况来看，GPS网络建设还有待进一步完善，我们应当进一步增强GPS技术在大地测量工作中的服务能力。本文分析了GPS技术的基本原理和主要优势，并就其在大地测量中的具体应用进行了探讨。关键词：GPS技术；大地测量；应用我国幅员辽阔，地理环境复杂多样，大地测量难度很大，工作复杂性较强。要有效提升大地测量工作的精确度，确保大地测量的质量，必须要具备较强的技术支持。GPS技术从出现以来，因为其拥有高准确度定位、灵活性布点以及强大的环境适应能力等优势，受到了各行各业的青睐，同时在诸多行业也有了非常广泛的应用。应用GPS技术在大地测量工作中，不但能够满足其准确度的要求，另外还能够有效的彰显出测量优势，拥有极为广阔的应用发展前景。 1GPS技术测量原理进行大地测量的过程中，其最为基本的工作便是地面点定位，测量工作人员需要精确的测量出地面点在空间内的分布情况。仅仅凭借过去的测量手段已经不能够满足测量工作的实际需要。随着现代信息技术的发展和应用，大地测量工作也从过去的地面测量逐渐拓展到空中测量。而大地测量技术的日益发展，人们也开始重视GPS技术的重要价值，同时将这一技术越来越多的应用于大地测量中来。GPS技术可以对地面目标实施非常精准的定位，彻底转变了传统测量技术的短板，不仅在很大程度上提升了测量的精确度，同时还促进了测量工作效率的提升，传统那种测量某一地区需要数天或者几个月的工作，利用GPS技术仅仅需要几天就

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; 天轴、天极、天球赤道面、天球赤道、时圈、黄道、黄极、春分点

大地测量学知识点

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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

空间大地测量技术与应用

空间大地测量技术与应用空间大地测量技术是指利用卫星进行地球表面的空间定位和测量的技术，它在现代科技和工程建设中发挥着至关重要的作用。而随着卫星技术的发展，空间大地测量技术也不断更新换代，并且拥有了更广泛的应用领域。一、空间大地测量技术的原理和实现方式在空间大地测量技术中，利用卫星对地球信号的传输和反射来实现原理，主要分为GPS技术、卫星定位和卫星测高技术三种。其中，GPS技术是空间大地测量技术中应用最广的一种，它利用卫星的导航信号，通过多颗GPS卫星对地球各点的空间坐标进行测量。而卫星定位技术则是通过卫星信号的反射来实现空间大地测量，它包括星载合成孔径雷达技术、卫星激光测距技术、卫星雷达高程测量技术等多种技术。最后，卫星测高技术则主要采用卫星雷达测高、卫星激光测高和全球卫星高度测量系统（GGHS）等多种技术实现。二、空间大地测量技术的应用

由于其具有高精度、全天候、遥感性质等特点，空间大地测量技术在很多领域都有着广泛的应用。 1. 工程建设在工程领域中，空间大地测量技术主要应用于建筑、隧道、桥梁等工程的安全监控、工程量验收、勘探规划等方面。例如，在高速公路和铁路建设中，利用GPS技术可以精确测量隧道的开挖位置和隧道的形态，有利于提高工程设计和隧道施工的效率和安全性。 2. 军事防务在军事领域中，空间大地测量技术主要用于军事情报、导弹和火箭武器的制导和跟踪等方面。例如，在导弹和火箭武器研制中，通过GPS和卫星测距技术，可以实现对导弹和飞行器的精确定位和跟踪，有助于提高制导精度和制导效率。 3. 海洋渔业

在海洋渔业中，空间大地测量技术主要应用于渔业资源调查、定位导航和渔业管理等方面。例如，在指导渔民进行渔业活动时，利用GPS技术对渔船的位置和速度进行精确定位，可以更好地掌握渔业资源状况和保护渔业资源。 4. 环境监测在环境监测中，空间大地测量技术主要应用于地表变形监测、地震预警以及气象灾害监测等方面。例如，在地震预警中，通过卫星测量地震前后地表的变化，可以及时发出地震预警信息，减小地震灾害造成的损失。 5. 交通运输在交通运输领域中，空间大地测量技术主要应用于车辆导航、交通流量监测和交通规划等方面。例如，在城市道路的规划和建设中，利用GPS技术对交通流量进行测量和分析，可以更好地制定交通规划，改善交通状况。

学习空间大地测量应具备的基础知识

学习空间大地测量应具备的基础知识学习空间大地测量是一门关于测量地球表面形状和大小的学科，它在地理信息系统、地理测绘、地球科学等领域有着重要的应用。要学习空间大地测量，首先需要具备以下基础知识： 1. 地理坐标系统：地理坐标系统是一种用来描述地球上各个地点位置的系统。常见的地理坐标系统包括经纬度坐标系统和UTM坐标系统。经纬度坐标是用经度和纬度表示地点的一种方式，其中经度表示东西方向的距离，纬度表示南北方向的距离。UTM坐标是一种基于平面投影的坐标系统，将地球划分为多个具有相同大小的区域，每个区域使用不同的投影方式进行坐标表示。 2. 大地测量基本原理：大地测量是通过测量地球上的点的坐标来推算出地球的形状和大小的过程。在大地测量中，需要考虑地球的椭球形状、引力场和地球自转等因素。常用的大地测量方法包括三角测量、水准测量和重力测量。 3. 大地水准面和大地水准面：大地水准面是一个理论上的水平面，任何一点上的水平线都与该水平面垂直。大地水准面是在地球引力场的作用下，使具有统一密度的水在平静状态下所形成的水平面。大地水准面是用来定义海平面的基准面。 4. 大地测量数据处理和分析方法：在大地测量中，需要对采集到的测量数据进行处理和分析，以推算出地球的形状和大小。常见的数据处理和分析方法包括数据拟合、参数估计、误差分析等。此外，还需要掌握数据处理软件和工具的使用，例如

Matlab、ArcGIS等。 5. GPS原理和应用：全球定位系统（GPS）是一种基于卫星导航的定位技术。在大地测量中，GPS被广泛应用于获取点的坐标信息。因此，学习空间大地测量还需要了解GPS的原理和使用方法。 6. 测量仪器和设备：学习空间大地测量还需要熟悉一些测量仪器和设备的基本原理和操作方法。常见的测量仪器包括全站仪、水准仪、重力仪等。以上是学习空间大地测量应具备的基础知识。通过学习这些基础知识，我们可以更好地理解和应用大地测量的理论和方法，进一步提高地球表面形状和大小的测量精度和准确性。学习空间大地测量应具备的基础知识不仅包括地理坐标系统、大地测量基本原理、大地水准面和大地水准面、数据处理和分析方法、GPS原理和应用、测量仪器和设备等方面的内容，还需要深入了解和掌握以下相关知识。 7. 大地测量的精度和误差分析：在进行大地测量时，需要考虑测量的精度和误差。不同的测量方法和仪器会引入不同类型的误差，如随机误差、系统误差和粗差等。学习大地测量应该具备精确评估测量精度和误差的能力，以便正确解释测量结果并采取相应的纠正措施。 8. 大地测量的数学基础：大地测量是建立在数学原理之上的学科。学习大地测量需要具备一定的数学基础，如平面和空间几