大地水准面、似大地水准面、参考椭球面区别与关系
矿山测量工试题及答案—
一、单一水准路线布设形式有哪些?水准测量时为什么要求前后视距相等？答: 1）闭合水准路线、附合水准路线、水准支线.2）因为视线不能保持绝对水平（也就是所谓的i 角：视线与水平面的夹角）采用前后视距相等可以消除i角误差但实际中又不能前后视距绝对相等，只能做到消弱i 角误差而不能消除。
二、简述水准测量基本原理.答:基本原理：利用水准仪提供的水平视线，读取竖立于两个点上的水准尺上的读数，来测定两点间的高差,再根据已知点高程计算待定点高程。
设水准测量的前进方向为A点到B点，则称A点为后视点，其水准尺读书a为后视读数：称B点为前视点,其水准尺读数b为前视读数;两点间的高差等于“后视读数a”-“前视读数b"。
三、什么是坐标正算？什么是坐标反算？导线坐标计算的一般步骤是什么?答:坐标正算，就是根据直线的边长、坐标方位角和一个端点的坐标，计算直线另一个端点的坐标的工作。
根据直线的起点和终点的坐标，计算直线的水平距离和坐标方位角的过程叫坐标反算.检查外业测量数据资料；计算角度闭合差并进行分配；计算导线边坐标方位角；计算导线各边坐标增量及其闭合差并进行调整；计算各导线点坐标。
四、水准面、大地水准面、参考椭球面的区别和联系？答:(1)水准面：任何静止的液体表面称为水准面，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面。
有无数个水准面。
（2）大地水准面：静止的海水面，特点：是一个特定重力位的水准面，是一个连续的封闭的不规则的曲面，无法用数学模型来表示。
（3）参考椭球面：一个以椭圆的短轴为旋转轴的旋转椭球体的表面。
椭球体的大小和大地体十分接近。
参考椭球面可用数学模型表示。
五、什么是直线定向？如何确定直线的方向？答：直线定向就是腰确定一直线与基本方向的角度关系。
在测量中常以真子午线、磁子午线、坐标纵轴的北方向作为基本方向，如果知道一直线与子午线间的角度,可以认为该直线的方向已经确定。
表示直线方向的方法有方位角和象限角两种.工程测量中，一般常用坐标方位角来表示.六、结合角度测量原理，简述经纬仪构造。
地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者地基本概念
地球椭球体(Ellipsoid)、大地基准面(Datum)及地图投影(Projection)三者的基本概念地球椭球体(Ellipsoid)众所周知我们的地球表面是一个凸凹不平的表面，而对于地球测量而言，地表是一个无法用数学公式表达的曲面，这样的曲面不能作为测量和制图的基准面。
假想一个扁率极小的椭圆，绕大地球体短轴旋转所形成的规则椭球体称之为地球椭球体。
地球椭球体表面是一个规则的数学表面，可以用数学公式表达，所以在测量和制图中就用它替代地球的自然表面。
因此就有了地球椭球体的概念。
地球椭球体有长半径和短半径之分，长半径(a)即赤道半径，短半径(b)即极半径。
f=（a-b）/a为椭球体的扁率，表示椭球体的扁平程度。
由此可见，地球椭球体的形状和大小取决于a、b、f 。
因此，a、b、f被称为地球椭球体的三要素。
对地球椭球体而言，其围绕旋转的轴叫地轴。
地轴的北端称为地球的北极，南端称为南极；过地心与地轴垂直的平面与椭球面的交线是一个圆，这就是地球的赤道；过英国格林威治天文台旧址和地轴的平面与椭球面的交线称为本初子午线。
以地球的北极、南极、赤道和本初子午线等作为基本要素，即可构成地球椭球面的地理坐标系统(A geographic coordinate system (GCS) uses a threedimensional spherical surface to define locations on the earth.A GCS includes an angular unit of measure, a prime meridian,and a datum (based on a spheroid).)。
可以看出地理坐标系统是球面坐标系统，以经度/维度（通常以十进制度或度分秒(DMS)的形式）来表示地面点位的位置。
地理坐标系统以本初子午线为基准（向东，向西各分了1800）之东为东经其值为正，之西为西经其值为负；以赤道为基准（向南、向北各分了900）之北为北纬其值为正，之南为南纬其值为负。
大地测量学简答题、综合题
1、解释重力、引力、离心力、引力位、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=f·M·m/r∧2。
离心力P指向质点所在平行圈半径的外方向，其计算公式为P=m w∧2·p 引力位就是将单位质点从无穷远处移动到该点引力所做的功重力位就是引力位V和离心力位Q之和。
地球重力场是地球的种物理属性。
表征地球内部、表面或外部各点所受地球重力作用的空间。
根据其分布，可以研究地球内部结构、地球形状及对航天器的影响。
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的地球重力位的近似值的辅助重力位。
扰动位是地球正常重力位与地球重力位的差异。
2、解释大地水准面、大地体、总椭球、参考椭球、大地天文学、黄道面、春分点、大地水准面差距。
答：与平均还平面相重合，不受潮汐、风浪及大气压的影响，并延伸到大陆下面处处与前垂线相垂直的水准面称为大地水准面。
大地水准面是一个没有褶皱、无棱角的连续封闭曲面。
由它包围的形体称为大地体。
总的地球椭球中心和地球质心重合，总的地球椭球的短轴与地球地轴相重合，起始大地子午面和起始天文子午面重合，同时还要求总的地球椭圆和大地体最为密度。
参考椭球是指具有一定参数、定位和定向，用以代表某一地区大地水准面的地球椭球。
大地天文学主要是研究用天文测量的方法，确定地球表面的地理坐标及方位角的理论和实际问题。
黄道是太阳周年的视运动沿着大圆的运动圈。
春分点是黄道和赤道的交点，并被看作固定的恒星点。
大地水准面差距是指大地水准面与地球椭球面之间的距离4 、解释水准面的含义及性质,为什么说水准面有多个?答:含义:我们把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.性质:1、由于重力位是由点坐标唯一确定的，故水准面相互既不能相交也不能相切；2、在一个水准面上移动单位质量不做功，即所做共为0，可见水准面是均衡面；3、在水准面上，所有点的重力均与水准面正交；4、由于两个水准面之间的距离不是一个常数，故两个水准面彼此不平行；5、力线与所有水准面都正交，彼此不平行。
参考椭球面和大地水准面
参考椭球面和大地水准面
参考椭球面和大地水准面是两个重要的测地学概念，它们都是用来描述地球形状的数学模型。
参考椭球面是一个规则的椭球体，其形状和大小由长半轴、短半轴和扁率三个参数决定。
参考椭球面是大地测量中常用的基准面，用来表示地球的形状和大小。
大地水准面是一个与地球重力等位面相重合的曲面，也就是说，在大地水准面上，重力的大小和方向都是相同的。
大地水准面是描述地球形状和大小的另一种重要基准面。
一、两者的区别
参考椭球面和大地水准面之间存在着以下区别：
1．形状：参考椭球面是一个规则的椭球体，而大地水准面是一个不规则的曲面。
2．大小：参考椭球面的形状和大小由长半轴、短半轴和扁率三个参数决定，而大地水准面的形状和大小是由地球的实际形状和大小决定的。
3．用途：参考椭球面主要用于大地测量中，用来表示地球的形状和大小，而大地水准面主要用于水准测量中，用来表示高程。
二、两者之间的关系
参考椭球面和大地水准面之间存在着密切的关系，它们之间可以通过大地水准面差距来联系起来。
大地水准面差距是指大地水准面与参考椭球面之间的距离，其值在不同地区有所不同。
三、以下是一些有关参考椭球面和大地水准面的知识：
1．地球的形状并不是完美的球形，而是一个略扁的球体。
2．参考椭球面是用来近似地球形状的数学模型。
3．大地水准面是地球重力的等位面。
4．大地水准面在不同地区的高度有所不同。
5．大地水准面差距是大地水准面与参考椭球面之间的距离。
大地水准面与参考椭球面的关系
大地水准面与参考椭球面的关系1. 引言说到大地水准面和参考椭球面，可能很多人会觉得这像是一堆科学术语的堆砌，其实这两者关系就像是你我他那种无形却密不可分的联系。
要是用生活中的例子来比喻，大地水准面就像是大地的“平常心”，而参考椭球面就像是地球的“标准化身”。
搞清楚这两者的关系，等于是拿到了打开地图的钥匙，顺便也了解了地球上的那点“秘密”。
2. 大地水准面是什么2.1 基本概念大地水准面，其实就是地球表面水的理想化水平面。
说得简单一点，就是想象一下你把一个海洋装满水，然后平稳地浮在地球表面，这样的一个面就是大地水准面。
它的好处就是能让我们有一个统一的标准，去测量地球上各种高低起伏。
就像你买的那块蛋糕上有一层奶油，奶油的表面就是我们大地水准面的“标准面”。
2.2 实际应用在现实生活中，我们常常用大地水准面来做各种测量，比如说建房子、修铁路等等。
要是没有这个标准，我们可能会发现每个人测量的结果都不一样，就像你做蛋糕，没人告诉你糖的量，结果每个人的蛋糕都不一样味道。
大地水准面帮助我们保持一致性，确保大家的测量都是按照一个共同的标准来的。
3. 参考椭球面是什么3.1 基本概念参考椭球面呢，就是一个数学上的模型，用来模拟地球的形状。
地球并不是一个完美的圆球，而是稍微扁了一点，这个扁的程度用一个椭球来表示比较准确。
你可以把它想象成一个篮球被挤压过的形状，两端稍微扁了，但整体上还是差不多的球体。
这个参考椭球面就像是我们在地球上搞测量时的“标准模版”，让我们的计算更方便。
3.2 实际应用在地图制作和导航系统中，参考椭球面可是大显身手的地方。
地图上的经纬度、位置坐标，都是基于这个模型来计算的。
想象一下，如果没有这个标准模型，我们的GPS 可能就像迷路的小猫，时不时把你带到一条小巷子里去。
参考椭球面就好像是GPS的小指南针，让它能准确无误地告诉你该去哪儿。
4. 大地水准面与参考椭球面的关系4.1 关系的本质那大地水准面和参考椭球面之间的关系到底是什么呢？其实它们之间的关系就像是一个人的身高和体重关系一样，是一对密不可分的“好朋友”。
大地水准面、参考椭球体、基准面、地图投影之关系
1 地图投影：大地水准面：指平均海平面通过大陆延伸勾画出的一个连续的封闭曲面。
大地水准面包围的球体称为大地球体。
从大地水准面起算的陆地高度，称为绝对高度或海拔。
地球椭球体（拟地球椭球体、似地球椭球体）：近似的代表地球大小和形状的数学曲面，一般采用旋转椭球。
其大小和形状常用长半径a 和扁率α表示。
1980年中国国家大地坐标系采用国际大地测量学与地球物理学联合会第十六届大会推荐的1975年椭球参考值：a=6378140，α=1∶298257。
参考椭球体：形状、大小一定，且经过定位，定向的地球椭球体称为参考椭球。
是与某个区域如一个国家大地水准面最为密和的椭球面。
参考椭球面是测量计算的基准面，法线是测量计算的基准线。
我国的大地原点，即椭球定位做最佳拟合的参考点位于陕西省泾阳县永乐镇。
大地基准面：用于尽可能与大地水准面密合的一个椭球曲面，是人为确定的。
椭球面和地球肯定不是完全贴合的，因而，即使用同一个椭球面，不同的地区由于关心的位置不同，需要最大限度的贴合自己的那一部分，因而大地基准面就会不同。
椭球体与大地基准面之间的关系是一对多的关系，也就是基准面是在椭球体基础上建立的，但椭球体不能代表基准面，同样的椭球体能定义不同的基准面，如前苏联的Pulkovo 1942、非洲索马里的Afgooye基准面都采用了Krassovsky椭球体，但它们的大地基准面显然是不同的。
每个国家或地区均有各自的基准面，我们通常称谓的北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。
我国参照前苏联从1953年起采用克拉索夫斯基(Krassovsky)椭球体建立了我国的北京54坐标系，1978年采用国际大地测量协会推荐的1975地球椭球体（IAG75）建立了我国新的大地坐标系--西安80坐标系，目前大地测量基本上仍以北京54坐标系作为参照，北京54与西安80坐标之间的转换可查阅国家测绘局公布的对照表。
WGS1984基准面采用WGS84椭球体，它是一地心坐标系，即以地心作为椭球体中心，目前GPS测量数据多以WGS1984为基准。
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。
参考椭球面和大地水准面的关系
参考椭球面和大地水准面的关系嘿，朋友们！今天咱们来聊聊参考椭球面和大地水准面这对“神奇组合”。
先来说说大地水准面吧，这大地水准面啊，就像是地球这个大胖子的紧身衣，试图紧紧地包裹住地球不规则的身材。
它是个想象出来的面，和地球的实际形状那是紧密相连的，就好比是地球的影子伴侣，总是形影不离。
然后呢，参考椭球面就登场啦。
这参考椭球面可不像大地水准面那么“随和”，它就像是一个精心雕琢的标准模特身材的模型。
它有着规规矩矩的椭圆形状，就像一个超级完美的鸡蛋，滑溜溜的，没有一点瑕疵。
大地水准面就像是一个任性的艺术家，有着自己独特的曲线和起伏，充满了那种原始的、未经修饰的自然之美。
而参考椭球面则像是一个严谨的工程师设计出来的产物，规规矩矩，方方正正（哦，不对，是椭圆椭圆的）。
这两个面之间的关系啊，就像是一场精心编排的舞蹈。
大地水准面这个舞者自由奔放，跳着属于自己的独特舞步；参考椭球面呢，就像是它的舞伴，虽然有着自己的规范动作，但也得配合着大地水准面的节奏。
有时候，我觉得大地水准面像一个调皮的孩子，在地球表面跑来跑去，留下各种高低不平的脚印，而参考椭球面则像一个严肃的家长，试图把这些脚印整理成整齐的轨迹。
大地水准面的起伏就像大海的波涛，汹涌澎湃，充满了不确定性。
而参考椭球面则像平静的湖面，波澜不惊，静静地待在那里，仿佛在说：“看我多淡定。
”这两个面的关系还像一场魔术表演。
大地水准面是那个变幻莫测的魔术师，一会儿高一会儿低；参考椭球面则是那个用来揭秘的道具，虽然看似简单，却有着不可或缺的作用。
如果把地球看作是一个大蛋糕，大地水准面就是蛋糕表面那层不规则的奶油，参考椭球面则是用来切割蛋糕的模具，虽然模具很标准，但奶油可不会乖乖听话。
它们俩的存在就像是生活中的一对欢喜冤家。
大地水准面不断地制造麻烦，有着数不清的小脾气；参考椭球面则在一旁耐心地应对，试图找到一种和谐共处的方式。
不过呢，虽然它们各有各的特点，但正是它们之间这种独特的关系，才让我们能够更好地了解地球这个神奇的星球，就像两个性格迥异的朋友，一起为地球的探索大业贡献着力量呢！。
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参考椭球面：实则就是我们所做的参考椭球表面是一个理想化的球面，可以完全利用数学公式表示球面上的点，
大地水准面：设想一个与静止的平均海水面重合并延伸到大陆内部的包围整个地球的封闭的重力位水准面。
大地水准面是大地测量基准之一，确定大地水准面是国家基础测绘中的一项重要工程。
它将几何大地测量与物理大地测量科学地结合起来，使人们在确定空间几何位置的同时南极地区布格大地水准面，还能获得海拔高度和地球引力场关系等重要信息。
大地水准面的形状反映了地球内部物质结构、密度和分布等信息，对海洋学、地震学、地球物理学、地质勘探、石油勘探等相关地球科学领域研究和应用具有重要作用。
似大地水准面：似大地水准面——从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面。
似大地水准面严格说不是水准面，但接近于水准面，只是用于计算的辅助面。
它与大地水准面不完全吻合，差值为正常高与正高之差。
正高与正常高的差值大小，与点位的高程和地球内部的质量分布有关系，在我国青藏高原等西部高海拔地区，两者差异最大可达3米，在中东部平原地区这种差异约几厘米。
在海洋面上时，似大地水准面与大地水准面重合。
关系以及用途是这样的：
正高是指从一地面点沿过此点的重力线到大地水准面的距离。
是天文地理坐标(Ψ，λ，Hg)的高程分量。
因此，大地水准面则是正高的定义基础。
正常高是指从一地面点沿过此点的正常重力线到似大地水准面的距离。
因此，似大地水准面则是正常高的定义前提。
我国规定采用的高程系统是正常高系统。
如果不是进行科学研究，只是一般使用，正常高系统结果在国内也可以称为海拔高度。
大地高是指从一地面点沿过此点的地球椭球面的法线到地球椭球面的距离。
是大地地理坐标（B，L，H）的高程分量H。
大地高与正常高的差异叫做高程异常，GPS测定的是大地高，要求正常高必须先知高程异常。
在局部GPS网中巳知一些点的高程异常（它由GPS水准算得），考虑地球重力场模型，利用多面函数拟合法求定其它点的高程异常和正常高。