空间大地测量学共140页
合集下载
《大地测量学》课件
激光雷达地形测量
利用激光雷达技术获取高 精度地形数据，常用于数 字高程模型（DEM）的建 立。
激光雷达遥感
通过激光雷达技术获取地 表信息，用于地质、环境 监测等领域。
其他大地测量技术与方法
重力测量
利用重力加速度的差异来测定地球重力场参数，常用于地球 物理研究。
惯性导航
利用惯性传感器来测定运动物体的姿态、位置和速度，常用 于海洋和航空导航。
大地测量学的应用领域
• 总结词：大地测量学的应用领域非常广泛，包括地理信息系统、资源调 查、城市规划、灾害监测等。
• 详细描述：大地测量学在地理信息系统中的应用主要是提供高精度、高分辨率的地理信息数据，用于地图制作、土地规 划、环境监测等领域。在资源调查方面，大地测量学可以通过对地球的重力场和磁场进行测量，探测地下矿产资源，并 对海洋资源进行调查和监测。此外，大地测量学在城市规划中也有广泛应用，例如通过卫星遥感技术对城市环境进行监 测和评估，以及利用GPS技术对城市交通进行管理和优化。最后，大地测量学在灾害监测方面也发挥了重要作用，例如 通过大地测量技术对地震、火山、滑坡等自然灾害进行监测和预警。
大地测量在地理信息系统中的应用领域
基础地理信息获取
大地测量提供高精度的地 理坐标和地形数据，是GIS 获取基础地理信息的重要 手段。
地图制作与更新
大地测量数据可用于制作 高精度地图，并定期更新 以确保地图的准确性和现 势性。
空间分析与应用
大地测量数据与其他空间 数据结合，可进行空间分 析、规划、决策等应用。
大地测量在地理信
05
息系统中的应用
地理信息系统概述
地理信息系统定义
地理信息系统（GIS）是一种用于采集、存储、处理、分析和显示 地理数据的计算机系统。
大地测量学基础ppt课件
测绘学院《大地测量学基础》课件
28 28
自赤道量起的到所求点的子午线弧长
所求点的大地经度与该点所在带 的中央子午线的大地经度之差
测绘学院《大地测量学基础》课件
29 29
2、高斯投影坐标反算公式： x,y >B,l
满足以下三个条件： ①x坐标轴投影后为中央子午线是投影的对称轴； ② x坐标轴投影后长度不变； ③投影具有正形性质，即正形投影条件。
12 12
1).高斯投影的原理:
高斯投影采用分带投影。将椭球面按一定经差
分带，分别进行投影。
高斯投影平面
N
中央子午线
c
赤道
赤道
S
测绘学院《大地测量学基础》课件
13 13
2)、高斯投影必须满足：
(1)高斯投影为正形投影， 即等角投影；
(2)中央子午线投影后为直 线，且为投影的对称轴；
(3)中央子午线投影后长度 不变。
测绘学院《大地测量学基础》课件
27 27
6.3高斯投影坐标正反算公式(了解)
对于任何一种投影： ①坐标对应关系是最主要的； ②如果 是正形投影，除了满足正形投影的条件外，还有它本身的 特殊条件。
1、高斯投影坐标正算公式： B,l >x,y
高斯投影必须满足以下三个条件： ①中央子午线投影后为直线； ②中央子午线投影后长度不变； ③投影具有正形性质，即正形投影条件。
11 11
2、高斯投影的基本概念
• 高斯投影是等角横切椭圆柱投影。 • 高斯投影是一种等角投影。它是由德国数学家高斯(Gauss，
1777 ~ 1855)提出，后经德国大地测量学家克吕格(Kruger， 1857~1923)加以补充完善，故又称“高斯—克吕格投影”， 简称“高斯投影”。
《大地测量学基础》课件
1
地球自转是指地球围绕自己的轴线旋转的运动， 其周期为24小时，即一天。
2
地球参考系是大地测量的基准，包括国际地球参 考系（ITRS）和世界时（UTC）等。
3
地球自转对大地测量具有重要的意义，因为地球 自转会导致天文经度变化，从而影响大地测量结 果。
大地水准面和地球椭球
大地水准面是指与平均海水面重合且与地球表面大致相吻合的虚拟静止水准面。
合成孔径雷达干涉测量技术
01
合成孔径雷达干涉测量技术是一种利用雷达信号干涉原理获取 地球表面形变的测量技术。
02
该技术在地壳形变监测、地震预报、冰川运动监测等领域具有
广泛的应用前景。
合成孔径雷达干涉测量技术具有全天候、全天时、高精度等优
03
点，但也存在数据处理复杂、对信号源要求高等挑战。
人工智能和大数据在大地测量中的应用
为地球第一偏心率。
地球重力场
地球重力场是由地球质量分布不均匀 引起的引力场，其特点是随地理位置 和时间变化。
地球重力场的研究方法包括大地测量 、卫星轨道测量和地球物理等方法。
地球重力场对大地测量具有重要的意 义，因为大地水准面是大地测量中重 要的参考面，而大地水准面的变化与 地球重力场密切相关。
地球自转和地球参考系
三角测量和导线测量
三角测量
利用三角形原理进行距离和角度的测 量，主要用于建立大地控制网和精密 测量。
导线测量
通过布设导线，逐段测量导线的长度 、角度等参数，以确定点的平面位置 。
GPS定位技术
GPS定位原理
利用卫星信号接收机接收多颗卫星信号，通过测距交会原理确定接收机所在位置。
GPS在大地测量中的应用
海洋大地测量的方法
2大地测量学.ppt
学科性质：地球科学/地学(Geosciences )
学科任务：获取和研究地球几何空间的和地 球重力场的静态和动态信息。
内容举例： ➢测定地球形状和大小(Shape & size)；
➢测定地面点空间坐标(coordinates)；
➢点间距离和方向(distance & azimuth)；
➢测定和描述地球重力场等(gravitative
28 8/14/2021
重力测量-- 绝对重力测量
自由落体原理
h
h0
0t
1 2
gt
2
当 v0=0, h0=0
M H (t)
v0=0 h0=0
h 1 gt2 2
g 2h / t 2
重力仪：
*用激光干涉测h *用石英钟测 t
❖相对重力仪，LCR重力仪，精度±15μgal ❖绝对重力仪，FG 5重力仪，精度±5 μgal
A
传递：
P
交会
已知：XA，XB
XP
传递
B
控制
A
B
XA，XB XP’
C XB，XC XP”
检查： XP’ - XP” =?
P
提高精度: (XP’+ XP” )/2
10 8/14/2021
按等级高低分为：I～IV等4级控制网类型：
➢测角三角网 ➢边角导线网 ➢测边网
11 8/14/2021
经纬仪 theodolites
29 8/14/2021
❖FG5绝对重力仪(absolute gravimeter )
❖精度(precision)±5μgal
称为“伽”或
者“盖”，是为纪
念第一个重力测量
1大地测量学的定义和作用.ppt
12
• 物理大地测量在这阶段的进展：
1.大地测量边值问题理论的提出： 英国学者斯托克司(G.G.Stokes)把真正的地球重
力位分为正常重力位和扰动位两部分，实际的重力分 为正常重力和重力异常两部分，在某些假定条件下进 行简化，通过重力异常的积分，提出了以大地水准面 为边界面的扰动位计算公式和大地水准面起伏公式。 后来，荷兰学者维宁·曼尼兹(F.A.Vening Meinesz)根据 斯托克司公式推出了以大地水准面为参考面的垂线偏 差公式。 2.提出了新的椭球参数：
现代大地测量的特征：
⑴ 研究范围大（全球：如地球两极、海洋） ⑵ 从静态到动态，从地球内部结构到动力过程。 ⑶ 观测精度越高，相对精度达到10-8~10-9，绝对精度
可到达毫米。 ⑷ 测量与数据处理周期短，但数据处理越来越复杂。
6
§3大地测量学发展简史及展望 3.1大地测量学的发展简史 ❖ 第一阶段：地球圆球阶段
量法; • 行星运动定律：1619年德国的开普勒(J.Kepler)发表了行
星运动三大定律； • 重力测量：1673年荷兰的惠更斯(C.Huygens)提出用摆进
行重力测量的原理； • 英国物理学家牛顿(L.Newton)提出地球特征：1）是两极
扁平的旋转椭球，其扁率等于1/230；2）重力加速度由 赤道向两极与sin２φ(φ——地理纬度)成比例地增加。
从远古至17世纪，人们用天文方法得到地面上同一子 午线上两点的纬度差，用大地法得到对应的子午圈弧 长，从而推得地球半径（弧度测量 ）
❖ 第二阶段：地球椭球阶段
从17世纪至19世纪下半叶，在这将近200年期间，人 们把地球作为圆球的认识推进到向两极略扁的椭球。
7
• 大地测量仪器：望远镜，游标尺，十字丝，测微器； • 大地测量方法：1615年荷兰斯涅耳(W.Snell)首创三角测
• 物理大地测量在这阶段的进展：
1.大地测量边值问题理论的提出： 英国学者斯托克司(G.G.Stokes)把真正的地球重
力位分为正常重力位和扰动位两部分，实际的重力分 为正常重力和重力异常两部分，在某些假定条件下进 行简化，通过重力异常的积分，提出了以大地水准面 为边界面的扰动位计算公式和大地水准面起伏公式。 后来，荷兰学者维宁·曼尼兹(F.A.Vening Meinesz)根据 斯托克司公式推出了以大地水准面为参考面的垂线偏 差公式。 2.提出了新的椭球参数：
现代大地测量的特征：
⑴ 研究范围大（全球：如地球两极、海洋） ⑵ 从静态到动态，从地球内部结构到动力过程。 ⑶ 观测精度越高，相对精度达到10-8~10-9，绝对精度
可到达毫米。 ⑷ 测量与数据处理周期短，但数据处理越来越复杂。
6
§3大地测量学发展简史及展望 3.1大地测量学的发展简史 ❖ 第一阶段：地球圆球阶段
量法; • 行星运动定律：1619年德国的开普勒(J.Kepler)发表了行
星运动三大定律； • 重力测量：1673年荷兰的惠更斯(C.Huygens)提出用摆进
行重力测量的原理； • 英国物理学家牛顿(L.Newton)提出地球特征：1）是两极
扁平的旋转椭球，其扁率等于1/230；2）重力加速度由 赤道向两极与sin２φ(φ——地理纬度)成比例地增加。
从远古至17世纪，人们用天文方法得到地面上同一子 午线上两点的纬度差，用大地法得到对应的子午圈弧 长，从而推得地球半径（弧度测量 ）
❖ 第二阶段：地球椭球阶段
从17世纪至19世纪下半叶，在这将近200年期间，人 们把地球作为圆球的认识推进到向两极略扁的椭球。
7
• 大地测量仪器：望远镜，游标尺，十字丝，测微器； • 大地测量方法：1615年荷兰斯涅耳(W.Snell)首创三角测
大地测量学课件 地球椭球与测量计算
● 大地测量学的发展趋势
● 高精度测量：利用新型传感器和数据处理技术，实现更高精度的测量和定位 ● 实时动态监测：利用卫星导航定位技术和遥感技术，实现实时动态监测 ● 大数据应用：利用大数据技术进行海量数据处理和分析，挖掘数据中的价值 ● 跨学科合作：与地球科学、环境科学等多学科合作，推动大地测量学的跨学科发展
● 地球椭球体的定义：地球椭球体是一个三维椭球体，它由地球的形状和大小所决定。
● 地球椭球体的性质：地球椭球体具有自转和离心力等物理性质，这些性质对大地测量学和测量计 算具有重要意义。 地球椭球体的定义与性质是大地测量学的基础知识之一，对于理解地球的形 状和大小以及测量计算具有重要意义。
● 地球椭球体的定义与性质是大地测量学的基础知识之一，对于理解地球的形状和大小以及测量计算具有 重要意义。
地球椭球模型在卫星导航 系统中的未来发展
地球椭球在重力测量中的应用
地球椭球模型与重 力测量
地球椭球在重力测 量中的应用原理
地球椭球在重力测 量中的具体应用案 例
地球椭球在重力测 量中的优缺点及未 来发展
大地测量学的发展趋势 与挑战
大地测量学的发展趋势
● 卫星导航定位技术：利用卫星导航定位技术进行高精度测量和定位 ● 遥感技术：利用遥感技术进行大范围的地形测绘和监测 ● 人工智能技术：利用人工智能技术进行自动化数据处理和分析 ● 5G通信技术：利用5G通信技术提高数据传输效率和实时性 大地测量学的发展趋势
大地测量学课件 地 球椭球与测量计算
PPT,a click to unlimited possibilities
汇报人：PPT
添加目录标题
大地测量学概 述
地球椭球体模 型
大地测量计算 基础
● 高精度测量：利用新型传感器和数据处理技术，实现更高精度的测量和定位 ● 实时动态监测：利用卫星导航定位技术和遥感技术，实现实时动态监测 ● 大数据应用：利用大数据技术进行海量数据处理和分析，挖掘数据中的价值 ● 跨学科合作：与地球科学、环境科学等多学科合作，推动大地测量学的跨学科发展
● 地球椭球体的定义：地球椭球体是一个三维椭球体，它由地球的形状和大小所决定。
● 地球椭球体的性质：地球椭球体具有自转和离心力等物理性质，这些性质对大地测量学和测量计 算具有重要意义。 地球椭球体的定义与性质是大地测量学的基础知识之一，对于理解地球的形 状和大小以及测量计算具有重要意义。
● 地球椭球体的定义与性质是大地测量学的基础知识之一，对于理解地球的形状和大小以及测量计算具有 重要意义。
地球椭球模型在卫星导航 系统中的未来发展
地球椭球在重力测量中的应用
地球椭球模型与重 力测量
地球椭球在重力测 量中的应用原理
地球椭球在重力测 量中的具体应用案 例
地球椭球在重力测 量中的优缺点及未 来发展
大地测量学的发展趋势 与挑战
大地测量学的发展趋势
● 卫星导航定位技术：利用卫星导航定位技术进行高精度测量和定位 ● 遥感技术：利用遥感技术进行大范围的地形测绘和监测 ● 人工智能技术：利用人工智能技术进行自动化数据处理和分析 ● 5G通信技术：利用5G通信技术提高数据传输效率和实时性 大地测量学的发展趋势
大地测量学课件 地 球椭球与测量计算
PPT,a click to unlimited possibilities
汇报人：PPT
添加目录标题
大地测量学概 述
地球椭球体模 型
大地测量计算 基础
空间大地测量学复习演示教学
空间大地测量学复习演示教学空间大地测量学复习第一章绪论1.什么是空间大地测量学利用自然天体或人造天体来精确测定测点的位置；精确确定地球的形状，大小，外部重力场以及它们随时间的变化状况的一整套理论和方法(或一门科学)称为空间大地测量学。
2.空间大地测量的主要任务空间大地测量要解决的问题和承担的具体任务很多，但归纳起来大体上可分为两类: 一类是建立和维持各种坐标框架;①建立和维持地球参考框架A：建立和维持全球性参考框架B：建立和维持区域性的地球参考框架②建立和维持国际天球参考框架目前国际天球参考框架ICRF是由IERS利用VLBI技术所测定的河外射电源的方向来判断和维持的；ICRF分为BCRF（日心，用于研究行星绕日）GCRF（地心，用于研究卫星绕地）③测定地球定向参数坐标转换需要知道转换参数，于是精确测定ITRS和GCRS间的转换参数是空间大地测量的一项主要任务。
一类是确定地球重力场。
意义：–高分辨率高精度的地球重力场模型对于军事部门、航空航天部门，以及大地测量，地球动力学等地学研究部门意义重大；传统大地测量的局限性–在20世纪50年代前测定地球重力场的工作进度缓慢；空间大地测量的诞生从根本上改变了这种状况–根据卫星的轨道摄动来反演地球重力场；–利用卫星测高技术来实际测定海洋地区的大地水准面反演海洋地面的重力场；–利用高-低模式和低-低模式的卫星跟踪卫星以及卫星重力梯度测量技术来反演地球重力场；–高分辨率、高精度、变化性3.传统大地测量的劣势：①测站间需保持通视a 采用光电仪器，必须通视b 需花费大量人力物力修建战标c 边长受限制d 工作难度大，效率低②无法同时精确确定点的三维坐标由于平面控制网和高程控制网是分别布设的（1）点的平面位置是由椭球面为基准面通过三角测量、导线测量得到（2）点的高程是以大地水准面或似大地水准面为基准面通过水准测量得到缺点：a 增加了工作量b 水准点一般沿道路、河流等高差起伏不大的地带布设，无精确的平面坐标c 平面控制点在山区时，位于山头上，起高程使用三角高程测量求得，无精确的高程坐标。
大地测量学完整课件
国家和全球天文大地水平控制网、精密水 准网及海洋大地控制网
4)、研究为获得高精度测量成果的仪器和方法
5)、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
6)、研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其 联合网的数学处理理论方法，测量数据库的建立及应用。
现代大地测量 (三个基本分支)
几何大地测量
物理理论大地测量
空间大地测量GPS
1)、几何大地测量学：即天文大地测量学 基本任务 确定地球形状、大小，地面点的几何位置 主要内容 国家大地测量控制网建立的理论、方法，精 密测角、测距、测水准；地球椭球数学性质，椭球面上 的测量计算，椭球数学投影，地球椭球几何参数的数学 模型等
公元827年,阿拉伯人阿尔曼孟通过弧长 测量,推算出纬度35°处的1°子午线弧 长等于111.8Km,比正确值110.95Km 只大1%
2、第二阶段:地球椭球阶段：最先由牛顿提出 在此阶段，理论方面 英国的牛顿:万有引力定律,地球椭球学说. 荷兰的斯涅耳:三角测量法 德国的开普勒:行星运动三大定律 荷兰的惠更斯:摆测重力原理 法国的勒让德:最小二乘法,重力位函数 法国的克莱罗:克莱罗定律 英国的普拉特和艾黎:地壳均衡学说
四、大地测量学的发展简史
1、第一阶段：地球圆球阶段： 将地球看成是圆球进行测量其大小（半径） 公元前六世纪，毕达哥拉斯最先提出地球圆球说。 首次地球半径测量：公元前三世纪，亚历山大学者埃拉托
色尼用子午圈弧长测量法来估算地球半径,与现代数据相比, 误差约 100Km.
亚历山大城
φ
赛尼城
S φ
R
最早一次对地球大小的实测： 我国唐代张遂指导进行。得出子午线上 纬度差一度，地面相距约132Km，与现 代值110.95Km相比，误差约21Km。
4)、研究为获得高精度测量成果的仪器和方法
5)、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
6)、研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其 联合网的数学处理理论方法，测量数据库的建立及应用。
现代大地测量 (三个基本分支)
几何大地测量
物理理论大地测量
空间大地测量GPS
1)、几何大地测量学：即天文大地测量学 基本任务 确定地球形状、大小，地面点的几何位置 主要内容 国家大地测量控制网建立的理论、方法，精 密测角、测距、测水准；地球椭球数学性质，椭球面上 的测量计算，椭球数学投影，地球椭球几何参数的数学 模型等
公元827年,阿拉伯人阿尔曼孟通过弧长 测量,推算出纬度35°处的1°子午线弧 长等于111.8Km,比正确值110.95Km 只大1%
2、第二阶段:地球椭球阶段：最先由牛顿提出 在此阶段，理论方面 英国的牛顿:万有引力定律,地球椭球学说. 荷兰的斯涅耳:三角测量法 德国的开普勒:行星运动三大定律 荷兰的惠更斯:摆测重力原理 法国的勒让德:最小二乘法,重力位函数 法国的克莱罗:克莱罗定律 英国的普拉特和艾黎:地壳均衡学说
四、大地测量学的发展简史
1、第一阶段：地球圆球阶段： 将地球看成是圆球进行测量其大小（半径） 公元前六世纪，毕达哥拉斯最先提出地球圆球说。 首次地球半径测量：公元前三世纪，亚历山大学者埃拉托
色尼用子午圈弧长测量法来估算地球半径,与现代数据相比, 误差约 100Km.
亚历山大城
φ
赛尼城
S φ
R
最早一次对地球大小的实测： 我国唐代张遂指导进行。得出子午线上 纬度差一度，地面相距约132Km，与现 代值110.95Km相比，误差约21Km。