測繪學(xué)概論第2章-大地測量學(xué)

123456概述大地測量系統(tǒng)與參考框架實(shí)用大地測量學(xué)橢球面大地測量學(xué)物理大地測量學(xué)衛(wèi)星大地測量學(xué)目錄CONTENTS1概述基本目標(biāo)：測定和研究地球空間點(diǎn)的位置、重力及其隨時(shí)間變化的信息,為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展、國家安全、以及地球科學(xué)和空間科學(xué)研究等提供大地測量基礎(chǔ)設(shè)施、信息和技術(shù)支持。大地測量學(xué)的基本任務(wù)現(xiàn)代大地測量學(xué)與地球科學(xué)和空間科學(xué)的多個(gè)分支相互交叉,已成為推動(dòng)地球科學(xué)、空間科學(xué)和軍事科學(xué)發(fā)展的前沿科學(xué)之一,其范圍也已從測量地球發(fā)展到測量整個(gè)地球外空間。基本任務(wù)：建立和維護(hù)高精度全球和區(qū)域性大地測量系統(tǒng)與大地測量參考框架;獲取空間點(diǎn)位置的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息;測定和研究地球形狀大小、地球外部重力場及其隨時(shí)間的變化;測定和研究全球和區(qū)域性地球動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象,包括地球自轉(zhuǎn)與極移、地球潮汐、板塊運(yùn)動(dòng)與地殼形變以及其他全球變化;大地測量學(xué)的基本任務(wù)基本任務(wù)：5.研究地球表面觀測量向橢球面和平面的投影變換及相關(guān)的大地測量計(jì)算問題;研究新型的大地測量儀器和大地測量方法;研究空間大地測量理論和方法;研究月球和行星大地測量理論和方法,研究月球或行星探測器定位、定軌和導(dǎo)航技術(shù),構(gòu)建月球或行星坐標(biāo)參考系統(tǒng)和框架,探測月球和行星重力場大地測量學(xué)的基本任務(wù)20世紀(jì)70年代以前的大地測量通常稱為傳統(tǒng)大地測量。70年代以后,形成了現(xiàn)代大地測量,它通常具有六個(gè)特點(diǎn)。長距離、大范圍高精度實(shí)時(shí)、快速“時(shí)間維”地心學(xué)科的融合現(xiàn)代大地測量學(xué)的特點(diǎn)2大地測量系統(tǒng)與參考框架大地測量參考框架有：坐標(biāo)(參考)框架、高程(參考)框架和重力測量(參考)框架大地測量系統(tǒng)是總體概念,大地測量參考框架是大地測量系統(tǒng)的具體體現(xiàn)和實(shí)現(xiàn)。大地測量系統(tǒng)包括：坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)/深度基準(zhǔn)和重力參考系統(tǒng)。大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)和大地測量常數(shù)大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)表現(xiàn)形式上：空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)、大地坐標(biāo)系統(tǒng)和球坐標(biāo)系統(tǒng)?？臻g直角坐標(biāo)一般用(x,y,z)表示;大地坐標(biāo)用(經(jīng)度λ,緯度φ,大地高H)表示原點(diǎn)位置不同：

地心坐標(biāo)系統(tǒng)和參心坐標(biāo)系統(tǒng)。大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)和大地測量常數(shù)P（B,L,H;x,y,z）ESGyzxoP’BNLHW大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)和大地測量常數(shù)地心坐標(biāo)系統(tǒng)：應(yīng)滿足以下四個(gè)條件:質(zhì)心;尺度;定向;地殼無整體旋轉(zhuǎn)。參心坐標(biāo)系統(tǒng)：西安1980坐標(biāo)系統(tǒng)：IUGG75橢球北京1954(大地)坐標(biāo)系統(tǒng)：克拉索夫斯基參考橢球大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)和大地測量常數(shù)大地測量常數(shù)：大地測量常數(shù)是指與地球一起旋轉(zhuǎn)且和地球表面最佳吻合的旋轉(zhuǎn)橢球(即地球橢球)幾何和物理參數(shù)?；境?shù)惟一定義了大地測量系統(tǒng)。大地測量基本常數(shù)：

a;GM;J2

;ω大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)和大地測量常數(shù)大地測量坐標(biāo)框架參心坐標(biāo)框架天文大地網(wǎng)實(shí)現(xiàn)和維持的定義在參心坐標(biāo)系統(tǒng)中區(qū)域性、二維、靜態(tài)地心坐標(biāo)框架國際地面參考框架(ITRF)是國際地面參考系統(tǒng)(ITRS)的具體實(shí)現(xiàn)。目前,ITRF已成為國際公認(rèn)的應(yīng)用最廣泛、精度最高的地心坐標(biāo)框架。高程基準(zhǔn)高程基準(zhǔn)定義了陸地上高程測量的起算點(diǎn)。區(qū)域性高程基準(zhǔn)可以用驗(yàn)潮站的長期平均海面來確定,通常定義該平均海面的高程為零。在地面預(yù)先設(shè)置好一固定點(diǎn)(組),利用精密水準(zhǔn)測量聯(lián)測固定點(diǎn)與該平均海面的高差,從而確定固定點(diǎn)(組)的海拔高程。這個(gè)固定點(diǎn)就稱為水準(zhǔn)原點(diǎn),其高程就是區(qū)域性水準(zhǔn)測量的起算高程。高程系統(tǒng)和高程框架高程系統(tǒng)和高程框架高程系統(tǒng)我國的高程系統(tǒng)采用正常高系統(tǒng)。正常高的起算面是似大地水準(zhǔn)面(似大地水準(zhǔn)面可由物理大地測量方法確定)。由地面點(diǎn)沿垂線向下至似大地水準(zhǔn)面之間的距離,就是該點(diǎn)的正常高,即該點(diǎn)的高程。高程系統(tǒng)和高程框架高程系統(tǒng)和高程框架高程框架高程框架是高程系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。我國水準(zhǔn)高程框架由全國高精度水準(zhǔn)控制網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，以黃海高程基準(zhǔn)為起算基準(zhǔn)，以正常高系統(tǒng)為水準(zhǔn)高差傳遞方式。水準(zhǔn)高程框架分為四個(gè)等級,分別稱為國家一、二、三、四等水準(zhǔn)控制網(wǎng)。高程框架的另一種形式是通過(似)大地水準(zhǔn)面來實(shí)現(xiàn)。高程系統(tǒng)和高程框架3實(shí)用大地測量學(xué)平面控制測量的目的點(diǎn)位的傳遞點(diǎn)位的控制國家平面控制網(wǎng)經(jīng)緯儀平面控制測量的技術(shù)水平角測量國家平面控制網(wǎng)測距儀及反射棱鏡國家平面控制網(wǎng)平面控制測量的技術(shù)距離測量平面控制測量的技術(shù)三角高程測量衛(wèi)星定位測量國家平面控制網(wǎng)2005年珠峰平面控制測量國家平面控制網(wǎng)

全國天文大地網(wǎng)共包含三角點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)48433個(gè)平面基準(zhǔn)全國天文大地網(wǎng)國家平面控制網(wǎng)的布網(wǎng)方案布網(wǎng)方案

我國大地原點(diǎn)，是1980年國家大地坐標(biāo)系起算點(diǎn)。大地原點(diǎn)位于陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。平面基準(zhǔn)大地原點(diǎn)國家平面控制網(wǎng)的布網(wǎng)方案全國一二等水準(zhǔn)路線高程基準(zhǔn)國家高程控制網(wǎng)布網(wǎng)方案國家高程控制網(wǎng)水準(zhǔn)儀及水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測儀器：水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)器高差△hAB=讀數(shù)a-讀數(shù)b△hAB水平線水平視線ABab國家高程控制網(wǎng)測高原理水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測2005年珠峰高程控制測量國家高程控制網(wǎng)

水準(zhǔn)原點(diǎn)位于青島市觀象山，是全國高程控制網(wǎng)的起算點(diǎn),原點(diǎn)高程(1985)高出黃海平均海水面72.2604米。水準(zhǔn)原點(diǎn)高程基準(zhǔn)國家高程控制網(wǎng)4橢球面大地測量學(xué)橢球面大地測量學(xué)的基本任務(wù)橢球面大地測量學(xué)：研究旋轉(zhuǎn)橢球面的數(shù)學(xué)性質(zhì)以及以該面為參考的大地測量計(jì)算問題的學(xué)科。橢球面大地測量學(xué)的基本任務(wù)是：研究大地控制網(wǎng)的地面數(shù)據(jù)向橢球面的歸算問題，研究橢球面法截線和大地線的性質(zhì)，以及橢球面三角形的解算方法；研究大地測量主題及其解算方法；研究橢球面投影到平面上的問題，以及不同形式的地球坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換問題。

A12A21S12P1P2

法截線與大地線橢球面的大地線及其解算大地測量主題包含橢球面上一點(diǎn)的法線的平面稱為法截面；法截面與該橢球面的交線稱為法截線，橢球面上的兩點(diǎn)間的最短程曲線稱為大地線高斯-克呂格投影與地形圖分帶高斯-克呂格投影高斯-克呂格投影的分帶5物理大地測量學(xué)物理大地測量學(xué)的任務(wù)和內(nèi)容地球形狀及外部重力場是地球坐標(biāo)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)高程測量最重要的參考面，大地水準(zhǔn)面是地球重力場的一個(gè)等位面地球衛(wèi)星軌道計(jì)算需要精密的重力場信息，地球重力場誤差通過影響導(dǎo)航衛(wèi)星的定軌，從而影響衛(wèi)星的定位精度物理大地測量學(xué)主要是研究利用重力等物理觀測量（包括直接觀測量和間接觀測量），確定地球形狀、地球外部重力場及其變化的科學(xué)。重力測量技術(shù)相對重力測量：測定兩點(diǎn)重力差

MA地lagAMB地lbgBLCR相對重力儀絕對重力測量自由落體原理

當(dāng)v0=0,h0=0M*用激光干涉測h*用石英鐘測tH(t)v0=0h0=0重力測量技術(shù)FG5絕對重力儀6衛(wèi)星大地測量學(xué)衛(wèi)星激光測距SLR應(yīng)用衛(wèi)星定軌測定測站的地心坐標(biāo)，建立與維持地球參考框架精確測定地球引力場,大地測量常數(shù)及其時(shí)間變化。SLR技術(shù)對確定全球坐標(biāo)系統(tǒng)有著重大貢獻(xiàn)。衛(wèi)星測高(SA)