现代大地测量 题目：现代大地测量课程报告 姓名： 学号： 专业：大地测量学与测量工程
本学期通过对现代大地测量这门课程的学习，使我对经典大地测量学和现代大地测量学的发展有了一些了解，尤其是现代大地测量学的发展及在其领域的应用有了深刻的认识。 按照 F , R 赫尔默特(1980)的经典定义，大地测量学是“测定和描绘地球表面的科学”。这是赫尔默特对“Geodesy"这个词的定义，但从这个定义的内涵去理解，倒不如说它是测绘学的定义更为恰当一些。实际上"Geodesy"这个词曾经有人译成测地学。就大地测量来说，这一定义一直沿用了很长的时期，它包括测定地面点位置、地球重力场和海底表面。通常按照这一定义，大地测量学具有两大任务：一是科学任务，即测定地球形状参数(形状和大小)和外部重力场;另一是工程技术任务，即建立全球的或区域的(国家的)高精度天文大地控制网，为测绘全国范围的各种比例尺地形图服务。而传统大地测量技术和手段，由于其定位的平均极限精度只能是10-5-10-6，一般不能分辨地球的动态变化，只能以刚性均匀旋转地球假设为前提，所以在完成以上两大任务时，其成果具有静态性、相对性、局限性，这就大大限制了大地测量学深人地球科学和工程科学去扩展其科学和工程应用目标的能力。 1．现代大地测量学的特点： 1．长距离，大范围现代大地测量学所量测的范围和间距，已可以从原来的几十公里扩展到几千公里，不再受经典大地测量中“视线”长度的制约，现代大地测量学能提供协调一致的全球性大地测量数据，例如测定全球的板块运动，冰原和冰川的流动，洋流和海平面的变化等等，因此过去总在局部地域中进行的大地测量现在已扩展为洲际的、全球的和星际的。 2．高精度现代大地测量的量测精度相对于经典大地测量而言，已提高了2 到3个数量级。例如我国天文大地网是中国60年代大地测量的最高精度，其相对精度约为3ppm，而目前GPS定位的相对精度一般情况下都可以做到0.1ppm。 3．实时，快速经典大地测量的外业观测和内业数据处理是在有相当时间间隔内完成的两个不同的工序。而现代大地测量的这两个工序，几乎可以在同一时间段内完成，即实时或准实时地完成。例如对静态或动态目标的实时定位（导航），对形变的实时监测，可以准实时测定由于大气和海洋角动量的变化与地球自转的关系。
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）观测资料，可以综合解算地球的几何参数和物理参数，以及地面跟踪站相对于地球质心的几何位置。 2、大地测量学的任务 ·确定地球形状及其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（包括地壳垂直升降及水平位移），测定极移以及海洋水面地形及其变化等。 ·研究月球及太阳系行星的形状及其重力场。 ·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。
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
该书全面地讨论了测绘基准与大地控制网、大地水准面与高程系统、参考椭球面与大地坐标系、高斯投影与高斯平面坐标系、大地坐标系的建立等测绘学的基本问题，介绍了与之相关的各类大地测量数据采集技术。 《大地测量学基础》是测绘学科的专业核心课程，在测绘工程专业的课程体系中占有重要地位，本课程以现代大地测量学的新成就和发展为着眼点，着重阐述大地测量学的基础理论、主要技术与方法，这是测绘工程专业学生必须掌握的基本知识与技能，通过该课程的学习，使学生掌握扎实的大地测量理论基础和基本技能，培养学生创新思维和灵活运用能力,具备大地坐标系、大地参考框架、高程基准、大地网建立等方面的系统知识。 该课程重点要求学生掌握以下知识： 1、熟悉现代大地测量学科现状和发展趋势、大地测量学的科学内涵及其在地学研究和工程建设中的作用，了解深空大地测量基本概念。 2、掌握大地测量基本技术与方法：大地控制网的布设方案，利用卫星定位接收机、电子全站仪、数字水准仪等观测技术建立大地控制网的观测与数据处理技术。 3、重点掌握大地测量基本概念与基础理论：包括大地测量坐标系统、时间系统、高程系统，地球重力场的基本概念，地球椭球的基本参数、椭球面上的常用坐标系及其相互关系、椭球面上的大地测量计算、将地面观测值归算至椭球面、地图数学投影变换的基本概念、高斯平面直角坐标系。
4、了解大地控制网的相关规范：全球定位系统测量规范GB/T 18314-2009，国家一、二等水准测量规范GB12897-2006。 5、具备初步的大地测量工程实践能力：通过课间实习掌握精密水准测量工作流程；通过编程实现各种坐标转换、高斯投影正反算、椭球面上大地线长度和大地方位角及曲面面积计算、大地网概算与平差等大地测量计算项目，掌握大地网数据处理的工作过程。 目录 第一章绪论 1.1 大地测量学的定义和作用 1.2 大地测量学的基本体系和内容 1.3 大地测量学的发展简史及展望 第二章坐标系统与时间系统 2.1 地球的运转 2.2 时间系统 2.3 坐标系统 第三章地球重力场及地球形状的基本理论 3.1 地球形状 3.2 地球重力场的基本原理 3.3 高程系统 3.4 关于测定垂线偏差和大地水准面差距的概念 3.5关于确定地球形状的基本概念
大地测量学习题 1.地球参考框架北京54 西安80 WGS-84 和地球参考框架的定义(由一 定量的已知精确坐标的基准点及四个基本参数决定的正常地球椭球， 并实现它的定位和定向。) 2.现代大地测量学的新特征 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。 3.大地测量学的基本内容（6点）。 （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，研究地壳变形，测定极移以及海洋水面地形及其变 化。 （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。 （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 数据处理的理论和方法，测量数据库建立及应用。 4.黄道：过天球中心与地球公转的平均轨道面平行的平面与天球相交 的大圆。 5.岁差：因地球自转轴的空间指向和黄道平面的长期变化而引起的春 分点移动现象 6.章动：地球瞬时自转轴在惯性空间不断改变方向的周期性运动 7.历元：所获数据对应的时刻也称为历元 8.协调世界时（UTC）：以国际制秒(SI)为基准，用正负闰秒的方法保 持与世界时相差在一秒以内的一种时间 9.恒星时的计量依据以春分点为参考点计时 10.世界时的计量依据以真太阳为参考点计时 11.卫星定位系统时间计量依据是源自谐振信号周期 12.世界协调时的计量依据原子时秒长 13.大地基准：用于大地坐标计算的起算数据，包括参考椭球的大小、形状及其定位、定向参数 14.天球：天文学中引进的，以选定点(常为地球)为中心，以任意长为
大地测量学发展概况简述 摘要：本文主要介简述了大地测量学的发展简史，概述了大地测量学的基本任务，并简要阐述了现代大地测量学的特点，最后对我国大地测量的未来发展进行了简单的展望。 关键字：大地测量学现代大地测量学重力场 1 大地测量学的发展简史 大地测量学是地球科学中的一个分支，具有悠久的历史。公元前3世纪，亚历山大的埃拉托色尼利用在两地观测日影的方法，首次推算出地球子午圈的周长，也是弧度测量的初始形式。724年，中国唐代的南宫说等人在张遂的指导下在今河南省境内实测了一条长约300千米的子午弧，并测同一时刻南北两点的日影长度，推算出纬度1°的子午弧长。这是世界上第一次实测弧度测量。其他国家也相继进行过类似的工作。17世纪以前，由于工具简单，技术水平低，所得结果精度不高。 1617年荷兰的斯涅耳首创三角测量法，克服了直接丈量距离的困难。随后又有望远镜、水准器、测微器等的发明，测量仪器制造逐渐完善，精度提高，为大地测量学的发展奠定了技术基础。17世纪末，英国牛顿和荷兰惠更斯从力学观点研究地球形状，提出地球是两极略扁的椭球体。1735～1741年法国科学院派两支测量队分别在赤道附近的秘鲁和北极圈附近的拉普兰进行弧度测量，证实地球是两极略扁的椭球体。中国清代康熙年间为编制《皇舆全图》，实施了大规模天文大地测量。在这次测量中，发现高纬度的东北地区每度子午弧比低纬度的河北地区的要长，这个发现比法国早。1730年英国西森发明经纬仪，促进了三角测量的发展。 1743年法国克莱罗发表了《地球形状理论》，指出用重力测量精确求定地球扁率的方法。1806年法国的勒让德和1809年德国的高斯分别发表了最小二乘法理论，产生了测量平差法。1849年英国斯托克斯创立用重力测量成果研究水准面形状的理论。 1880年瑞典耶德林提出悬链线状基线尺测量方法，继而法国制成因瓦基线尺，使丈量距离的精度明显提高。19世纪末和20世纪30年代，先后出现了摆仪和重力仪，使重力点数量大量增加，为研究地球形状和地球重力场提供大量重力数据。 20世纪40年代，电磁波测距仪的发明，克服了量距的困难，使导线测量、三边测量得到重视和发展。1957年第一颗人造地球卫星发射成功后，产生了卫星大地测量学，使大地测量学发展到一个新阶段。20世纪70年代以后，随着空间技术、计算机技术和信息技术的飞跃发展，为大地测量学注入了新的内容，形成了现代大地测量。
大地测量学思考题集 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历了哪些简短，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。 5.在精密水准测量概算中包括哪些计算工作？ 答：水准测量概算主要计算工作： （1）水准标尺每米长度误差的改正数计算（2）正常水准面不平行的改正数计算 （3）水准路线闭合差计算（4）高差改正数的计算 6．什么是水准测量理论闭合差？试阐述产生理论闭合差的原因？ 答：如果不考虑仪器本身的误差与观测误差，由同一起始水准点出发，由几何水准测量经不同的水准线路测量同一未知点的高程是不相同的，换句话说，由同一起始点测量水准闭合环线的高程闭合差不等与零，其闭合差称为水准理论闭合差。水准理论闭合差是由于水准面不平行的原因所引起的，因此在精密水准测量中，为了消除水准面不平行对水准测量的影响，一般要在几何水准观测高差中加入水准面不平行改正计算。
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历了哪些简短，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。 3．大地测量学如何控制地形测图的，大地测量未来发展方向如何？
大地测量学思考题集及答案(2014)
大地测量学思考题集 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历了哪些简短，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。 5.在精密水准测量概算中包括哪些计算工作？ 答：水准测量概算主要计算工作： （1）水准标尺每米长度误差的改正数计算（2）正常水准面不平行的改正数计算 （3）水准路线闭合差计算（4）高差改正数的计算 6．什么是水准测量理论闭合差？试阐述产生理论闭合差的原因？ 答：如果不考虑仪器本身的误差与观测误差，由同一起始水准点出发，由几何水准测量经不同的水准线路测量同一未知点的高程是不相同的，换句话说，由同一起始点测量水准闭合环线的高程闭合差不等与零，其闭合差称为水准理论闭合差。 水准理论闭合差是由于水准面不平行的原因所引起的，因此在精密水准测量中，为了消除水准面不平行对水准测量的影响，一般要在几何水准观测高差中加入水准面不平行改正计算。 5、椭球面子午线曲率半径为M，卯酉线曲率半径为N，则平均曲率半径R=MN。它们的长度通常不相等，其M、R、N大小关系为N≥R≥M。
1. 什么是大地测量学，现代大地测量学由哪几部分组成？谈谈其基本任务和作用？ 答：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. 什么是重力、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2r m M G F ?? = 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ρω 2m P = 引力位：将r M G V ?=式表示的位能称物质M 的引力位或位函数，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。 离心力位：() 2222 y x Q +=ω式称为离心力位函数 重力位:引力位V 和离心力位Q 之和，或把重力位写成+?=?r dm G W () 222 2y x +ω 地球重力场: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：正常重力场中的重力 ，赤道上的正常重力??? ??-+= 2312q a GM e αγ 极点处正常重力()q a GM p +=12 γ 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：地球正常重力位同地球重力位的差异
《大地测量学基础》 习题集 1、现代大地测量学由哪三部分组成 2、大地测量学的发展经历了哪几个阶段，各阶段有哪些主要贡献？ 3、几何大地测量学的基本任务是什么？ 4、物理大地测量学的基本任务是什么？ 5、一般地说，重力位是指什么？ 6、从物理学方面来说，引力位的含义如何？ 7、离心力位函数可如何表示 8、地球正常椭球可用哪几个基本参数确定？ 9、WGS-84地球椭球的大地基准常数为如何？ 10、高出地面3 米，正常重力值减少多少Gal？为什么？ 11、我国东部沿海海水面总趋势如何？ 13、一般地，椭球上一点的大地纬度B、球心纬度φ和归化纬度μ的大小关系如何？ 14、椭球长短轴a、b与第一偏心率e关系为：则椭球长短轴a、b与第二偏心率e’关系如何？ 15、椭球面上的一点的法线界于椭球面与短轴之间的长度，则长轴以上的长度等于多少，在长轴以下的长度等于多少？ 16、椭球面上的一点等于界于椭球面与短轴之间的长度，为什么？ 17、垂线偏差μ在子午圈和卯酉圈分量分别为ξ、η，在大地方位角为A的法截面的投影分量可如何表示？ 18、拉普拉斯方程描述了与天文方位角之间的关系如何？ 19、地面任点的正高含义如何？ 20、地面任点的正常高含义如何？ 21、正常高与正高在上数值相等吗？ 22、正常高计算公式的右边三项的意义如何？
22、实际重力位与正常重力位之差如何？ 23、何处的子午圈和卯酉圈的曲率半径相等，为什么？ 24、卯酉圈曲率半径随纬度的增大如何？ 25、球面及椭球面上两点间的最短距离是两点间的和吗？为什么？ 26、测量计算的基准面和基准线是什么？ 27、地面观测的方向值归算至椭球面上应加哪些差改正。 28、大从解析意义来讲，地测量主题解算含义如何？ 29、大地测量主题正算是指已知一点的大地坐标（L1，B1）和P1至P2点的大地线长S及大地方位角A12，推求P2点的大地坐标（L2，B2）和大地线在P2点的反方位角A21 30、勒让德级数法大地测量主题解算的实质如何？ 31、大地测量学为了解决地面同椭球面的矛盾及椭球面与平面的矛盾，必需地进行大地测量主题解算与平面投影计算，为什么？ 32、地图投影变形主要有哪些？ 33、按变形性质分，地图投影可分为哪种？ 34、高斯投影含义如何？ 35、正形投影的两个基本要求如何？ 36、椭球面上大地线长度化S为高斯平面长度D近似公式如何？ 38、建立大地坐标系包括哪三个方面要求？ 39、大地坐标系统按椭球基准可分几种？ 40、大地坐标系统按坐标表示方式可分几种？ 41、坐标系统按与地球转动关系可分几种？ 42、参考椭球定位与定向的方法可分几种？ 43、三角网的元素按其来源不同，可分为几种？ 44、国家一等三角锁为何一般布设为沿网状？ 45、布设国家平面大地控制网主要包括工作有哪些？
第二讲 习题作业 思考题 1. 大地测量学的基本任务是什么？ 2. 现代大地测量学有哪些主要特点？ 3. 现代大地测量学的基本内容是什么？ 4. 大地测量坐标系统有哪几种？它们相应的主要几何特点是什么？ 5. 简要的回顾一下我国近五十年来大地测量的进展？ 参考答案 1. 大地测量学的基本任务是什么？ 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。 任务举例：确定地球大小, 形状, 旋转及其变化；确定地球上点的位置, 高程以及它们的变化；提供地球上点的重力及其变化; 为地理信息系统和测制地图提供基础框架；为经济和国防建设提供时空基准。 2. 现代大地测量学有哪些主要特点？ 经典大地测量由于其主要测量技术手段（测角和测边）和方法本身的局限性，测量精度已近极限，测量范围也难于达到占地球面积70%的海洋和陆地自然条件恶劣的地区（高原、沙漠和原始森林等）。1957年第一颗人造地球卫星发射成功后，利用人造卫星进行大地测量成为主要技术手段，从此发展到现代大地测量。其标志是产生卫星大地测量，突破了米级测量精度，从区域性相对大地测量发展到全球的大地测量，从测量静态地球发展到可测量地球的动力学效应。 3. 现代大地测量学的基本内容是什么？ 甚长基线干涉测量；卫星激光测距；全球导航卫星系统；卫星测高；卫星重力测量 4. 大地测量坐标系统有哪几种？它们相应的主要几何特点是什么？ 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，是一种固定在地球上，随地球一起转动的非惯性坐标系统。根据原点位置不同，分为地心坐标系统和参心坐标系统；根据表现形式，分为空间直角坐标系统、大地坐标系统和球坐标系统。 地心坐标系统：原点位于地心质心（包括海洋和大气），尺度是国际统一规定的长度因子，z轴和x轴的定向由某一历元的EOP（earth orientation parameters）（地球定向参数，包括地球北极CTP（conventional terrestrial pole）和零子午线）确定，y与x、z构成空间右手直角坐标系。地心大地坐标系统的原点与总地球椭球中心重合，椭球旋转轴与CTP重合，
第一章绪论 一、大地测量学: 是指在一定的时间与空间参考系中，测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化，为人类活动提供关于地球的空间信息的一门学科。 经典大地测量：地球刚体不变、均匀旋转的球体或椭球体；范围小。奠定几何、物理大地测量基础。 现代大地测量：空间测绘技术(人造地球卫星、空间探测器)，空间大地测量为特征，范围大。 二、大地测量学的作用： 的基础保证作用。如交通运输、工程建設、土地管理、城市建設等 学在防灾，减灾，救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊作用。如地震、山体滑坡、交通事故等的监测与救援。 大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障。如:卫星、导弹、航天飞机、宇宙探测器等发射、制导、跟踪、返回工作都需要大地测量作保证。 在地球科学研究中越来越重要 测绘各学科的基础科学 三、大地测量学的任务： 经济建设中的任务： 统一全国坐标框架，建立国家和精密城市控制网，精确测定控制点的坐标，为经济建设服务。 地学研究中的任务： 1. 建立与维持高精度的坐标框架和区域性与全球的三维大地网，长期监测网点随时间的变化； 2. 监测和分析各种地球动力学现象； 3. 测定地球形状和外部重力场的精细结构及其随时间的变化。 四、大地测量学的基本体系 测量学：研究范围是不大的地球表面，把地球表面认为是平面且不损害测量精度，计算时也认为在该范围内的铅垂线彼此是平行的。 大地测量学：研究全球或相当大范围内的地球，铅垂线被认为彼此不平行，同时顾及地球的形状及重力场。 五、大地测量学的基本体系 常规大地测量学、应用大地测量学、椭球大地测量学、天文大地测量学、重力大地测量学、测量平差 现代大地测量学的基本体系 (1)几何大地测量学（2）物理大地测量学（3）空间大地测量学 六、大地测量学的发展简史 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：现代大地测量新时期 第二章坐标与时间系统 一、天球 是指以地球质心O为中心，半径r为任意长度的一个假想的球体。在天文学中，通常均把天体投影到天球的球面上，并利用球面坐标来表达或研究天体的位置及天体之间的关系。 二、天轴与天极 地球自转轴的延伸直线为天轴，天轴与天球的交点PN和PS称为天极，其中PN称为北
大地测量学与测量工程(081601) Geodesy and Surveying Engineering 学科门类：工学(08) 一级学科：测绘科学与技术(0816) 河海大学“大地测量学与测量工程”硕士点于1993年设置。该学科研究测绘理论和方法、现代测绘技术在工程建设中的综合应用、工程测量的自动化与智能化、大型工程测试理论与监测技术、安全监控信息管理系统及专家评判系统、卫星精密导航与定位技术、3S技术集成和应用等。本学科在精密工程测量、变形监测、3S集成技术等方向形成了鲜明的特色，在国内外具有较高的知名度。近年来学科承担了众多科研项目，其中国家自然科学基金、部省级基金、国家“十一五”计划支撑项目10余项，国家重大工程建设项目20余项。获国家科技进步奖、部省级科技进步奖10余项，国家发明及实用新型专利10余项。本学科现有教学及科研人员25人，其中教授6人，副教授及高级实验师10人，师资队伍学缘结构优良。学科依托测绘工程研究所、遥感空间信息工程研究所、水利建设3S技术应用联合实验室（与香港理工大学共建）以及测绘工程实验室等平台，具有良好的科研及研究生培养环境。实验室配备先进的测量仪器设备、多种开发平台软件。毕业生的主要就业方向为各类设计院、科研机构、高等院校以及国土、城建、规划等政府相关部门。 一、培养要求 培养测绘领域的高层次人才，能够胜任科学研究、高等教育、大型工程建设及技术研发与管理等方面工作。具有扎实的大地测量学与测量工程的基础理论，掌握测绘学科理论与技术研究的前沿动态，具备从事科学研究的基本素质和独立承担专业工作的技术能力，具有综合运用学科理论和技术解决生产与科研问题的能力。 二、主要研究方向 1、精密工程测量(Precise Engineering Surveying) 2、变形监测与安全评价(Deformation Monitoring and Safety Evaluation) 3、卫星导航与定位(Satellite Navigation and Positioning) 4、测量误差理论与数据处理(Surveying Error Theory and Data Processing) 5、3S技术集成与应用(Integration Technology and Application of RS/GPS/GIS ) 三、学分要求 硕士生课程总学分为30学分，其中学位课程为18学分，非学位课程为9学分，教学环节3学分。 四、课程设置
大地测量学基础（new）综合测试题 第一章 判断题 1．在大地测量学范畴内中，过地面任意两点的铅垂线彼此平行（×）。 2．现代大地测量学的三个基本分支是：几何大地测量学、物理大地测量学及空间大地测量学（ ）。 3．物理大地测量学的基本任务是：用全站仪或GPS技术确定地球的形状大小及确定地面点的几何位置（×）。 4．珠穆朗玛峰高8844.43m是相对1956年黄海平均海水面的高度（×）。 5．利用GPS定位技术进行点位测定不受任何环境的限制（×）。 选择题 1．现代大地测量学的三个基本分支是（A）。 A．几何大地测量学、物理大地测量学及空间大地测量学 B．几何大地测量学、天文大地测量学及空间大地测量学 C．测量学、物理大地测量学及空间大地测量学 D．测量学、物理大地测量学及海洋大地测量学 问答题 1.大地测量学的定义是什么? 答：大地测量学是关于测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化，为人类活动提供关于地球的空间信息。 2．大地测量学的地位和作用有哪些？ 答：大地测量学是一切测绘科学技术的基础，在国民经济建设和社会发展中发挥着决定性的基础保证作用；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；是发展空间技术和国防建设的重要保障；在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要。3．大地测量学的基本体系和内容是什么？ 答：大地测量学的基本体系由三个基本分支构成：几何大地测量学、物理大地测量学及空间大地测量学。 基本内容为： 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(包括地壳垂直升降及水平位移)，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、工程控制网和精 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； 4.研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等； 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据处理的理论和方 法，测量数据库建立及应用等。 4.大地测量学的发展经历了哪几个阶段？ 答：大地测量学的发展经历了四个阶段：地球圆球阶段、地球椭球阶段、大地水准面阶段和现代大地测量新时期。 5. 地球椭球阶段取得的主要标志性成果有哪些？ 答：有：长度单位的建立；最小二乘法的提出；椭球大地测量学的形成，解决了椭球数学性
大地测量学 大地测量学，又称为测地学。根据德国著名大地测量学家F.R. Helmert的经典定义，大地测量学是一门量测和描绘地球表面的科学。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。它也包括确定地球重力场和海底地形，是测绘学的一个分支。英文解释：A subdivision of geophysics which includes determination of the size and shape of the earth, the earth`s gravitational field, and the location of points fixed to the earth`s crust in an earth-referred coordinate system. (Source: MGH)" 简介编辑 大地测量学是测绘学的一个分支。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。 大地测量工作是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。 任务编辑 它的基本任务是研究全球，建立与时相依的地球参考坐标框架，研究地球形状及其外部重力场的理论与方法，研究描述极移固体潮及地壳运动等地球动力学问题，研究高精度定位理论与方法。 测地学 测地学 确定地球形状及其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（包括地壳垂直升降及水平位移），测定极移以及海洋水面地形及其变化等。·研究月球及太阳系行星的形状及其重力场。 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。 分支编辑 几何大地测量学亦即天文大地测量学：它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。 物理大地测量学也称理论大地测量学：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。
大地测量学知识点总结 一、名词解释。 垂线偏差：地面一点上的重力向量g 和相应椭球面上的法线向量n 之间的夹角定义为该点的垂线偏差。根据所采用的椭球不同分为绝对垂线偏差及相对垂线偏差。（P82） 大地水准面差距：是从大地水准面沿法线到地球椭球体面的距离。 正高：以大地水准面为高程基准面，地面上任意一点的正高系指该店沿垂线方向至大地水准面的距离。（P74） 正常高：以似大地水准面为参照面，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。 力高：水准面在纬度45度处的正常高。 参考椭球：具有确定参数（长半径a 和扁率α），经过局部定位和定向，同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球，叫参考椭球。（P26） 总地球椭球：除了满足地心定位和双平行条件外，在确定椭球参数时能使它在全球范围内与大地体最密合的地球椭球，叫做总地球椭球。 正常椭球（水准椭球）：其表面为正常重力位水准面的旋转椭球。 大地高：从观测点沿椭球的法线方向到椭球面的距离。（P25） 法截面（线）：过椭球面上任意一点可做一条垂直于椭球面的法线，包含这条法截线的平面叫做法截面，法截线同椭球面的交线叫法截线（或法截弧）。（P105） 卯酉圈：过椭球面上一点的法线，可做无限个法截面，其中一个与该点子午面向垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合圈称为卯酉圈。（P107） 平均曲率半径：是指经过曲面任意一点所有可能方向上的法截线曲率半径的算术平均值。（P111） 平面子午线收敛角：是地球椭球体面上一点的真子午线与位于此点所在的投影带的中央子午线之间的夹角。 大地线：椭球面上两点间的最短程曲线叫做大地线。（P120） 地图投影：将椭球面上的元素（包括坐标、方位和距离）按一定数学法则投影到平面上。（P151） 七参数：两个空间直角坐标系的坐标换算，存在着3个平移参数和3个旋转参数以及1个尺度变化参数，共计7个参数。（P44） 天文大地点：同时进行大地测量和天文测量确定经度和纬度的点。 拉普拉斯点：具有天文经纬度、天文方位角和大地经纬度的控制点。 二、 简答 大地测量学的基本内容：(P4) （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（包括 地壳垂直升降及水平位移），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。 （4） 研究为获得高精度测量成果的一起和方法等。 （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的理论和方法，测量数据库 建立及应用等。 建立大地基准的含义：（P23）求定旋转椭球的参数及其定向和定位。 椭球定位的分类：（P26）局部定位、地心定位（全球定位）。 椭球定向应满足的条件：（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。 平面二维直角坐标系换算公式：（P42） 2121cos sin sin cos x x x y y y θθθθ???????? =+ ???????-???? ?????? （貌似不考。 。。） 外业测量和内业计算的基准线和基准面：
