第二章大地测量学

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1、第二章 大地测量学大地测量学的基本任务 建立和维护高精度全球和区域性大地测量系统与大地测量参考框架 获取空间点位置的静态和动态信息 测定和研究地球形状大小、地球外部重力场及其随时间的变化 测定和研究全球和区域性地球动力学现象 研究地球表面观测量向椭球和平面的投影变换及相关的大地测量问题 研究新型的大地测量仪器和大地测量方法 研究空间大地测量理论和方法 研究月球和行星大地测量理论和方法大地测量的特点 长距离，大范围 高精度 实时、快速 时间维 地心坐标 学科融合大地测量学的作用 经济建设和社会发展 防灾、减灾、和救灾 环境监测、评估与保护 发展空间技术和国防建设 地球科学研究大地测量学的发展阶段

2、学科萌芽阶段 天圆地方地圆说子午圈弧度测量、估算地球半径学科形成阶段 光学测量仪器出现、三角测量法、哥白尼日心说、开普勒行星三大定律、伽利略用自由落体原理进行重力测量、惠更斯用摆测重力、牛顿和惠更斯的地扁说19世纪的大地测量 高斯的最小二乘理论、椭球面大地测量学的形成、正形投影、大地经度、大地纬度和方位角的高斯公式、大地水准面的概念现代大地测量学的形成 人造卫星、甚长基线干涉测量、电子计算机、电磁波测距等技术的出现大地测量学的学科体系分类 大地测量学基本分支： 常规大地测量学、物理大地测量学、空间大地测量学 跨学科性质： 动力大地测量学、海洋大地测量学、月球和行星测量、天文大地测量学大地测量系

3、统与参考框架 大地测量系统是总体概念，包括：坐标系统、高程系统、深度基准、重力系统 参考框架是由若干个固定在地面上的大地网点或其它实体按相应于大地测量系统的规定模式构建，是测量系统的具体实现，包括：坐标框架、高程框架、重力测量框架大地测量坐标系统 大地测量坐标系统规定了大地测量起算基准的定义及其相应的大地测量常数。 大地坐标系统： 地心坐标系统和参心坐标系统 空间直角坐标系统、大地坐标系统和球面坐标系统 点的位置表示方法：空间直角坐标和大地坐标 大地测量坐标系统 地心坐标系统： 原点位于整个地球的质心，z轴与某一历元的地球北极重合，x轴在赤道面内指向零子午线，y轴与x,z轴构成右手坐标系。 大

4、地测量坐标系统 参心坐标系统： 原点位于参考椭球中心，z轴与地球自转轴平行，x轴在赤道面内并并行于零子午面，y轴与x,z轴构成右手坐标系。 大地测量常数 大地测量常数是指与地球一起旋转并和地球表面最佳吻合的旋转椭球的几何和物理参数。分为基本常数和导出常数。 基本常数： 地球赤道半径a;地心引力常数GM;地球动力学形状因子J2；地球自转角速度 导出常数：椭球短半轴、几何扁率大地测量坐标框架 参心坐标框架 由天文大地网实现和维持的，定义在参心坐标系统中，是一种区域性、二维静态的地球坐标框架。 1954坐标系统和1980西安坐标系统大地测量坐标框架 地心坐标框架是国际地面参考系统的具体实现，以现代大

5、地测量技术构成全球观测网点，经数据处理，得到ITRF点的站坐标和速度场。 GPS2000坐标系高程系统和高程框架 高程基准 根据青岛大港验潮站观测的黄海平均海水面为基准面，在青岛观象山上设立了水准原点 高程系统 我国的高程系统采用的是正常高系统，是地面点沿铅垂线方向至似大地水准面的距离。 高程框架 由全国高精度水准控制网实现，以黄海高程基准为起算基准，以正常高系统为高差的传递方式，建立水准控制网，其现势性通过定期复测来实现。深度基准 深度基准面通常选取在当地平均海水面以下深度为L的地方。 我国采用的深度基准面为理论最低潮面重力系统和重力测量框架 重力测量就是测定空间点的重力加速度。 我国的重力

6、基准： 50-70年代，波茨坦重力基准，参考系统为克拉索夫斯基椭球常数。 80年代，采用IUGG75椭球常数及其重力场 目前，GRS80椭球常数及其重力场 重力测量框架 由分布在全国的若干绝对重力点和相对重力点构成的重力控制网以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线构成。应用大地测量学 任务和方法 任务：在全国范围内建立高精度的大地控制网，精密确定地面点的位置。 国家平面控制网：分级布网、逐级控制 布网类型：三角网、测边网、边角网、GPS网 国家高程控制网：从高到低、从整体到局部、逐级控制、逐级加密国家平面控制网 平面控制测量目的 点位坐标的传递和控制 平面控制测量的技术 水平角测量、距离测量

7、、三角高程测量、卫星定位测量 平面控制网的布网方案 一等三角锁200km，平均边长30km平面测量仪器国家高程控制网 目的 在全国范围内建立统一的高程控制网；为地壳垂直运动、还没地形及其变化和大地水准面形状等研究提供精确的高程数据。 布网方案 从高到低、从整体到局部、逐级控制、逐级加密 一等水准网： 是国家高程控制网的骨干，环线周长 1000km1500km 二等水准网： 是国家高程控制的全面基础，环线周长 500km750km 三、四等水准网：直接为地形测图和工程建设提供高程点国家高程控制网 水准网观测国家高程控制网 水准测量仪器国家重力控制网 重力控制网的作用 在大地测量中，帮助研究地球形