《应用大地测量学》第二章_大地测量基础知识

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1、第二章大地测量基础知识中国矿业大学环境与测绘学院应用大地测量学第二章大地测量基础知识第一节大地测量的基准面和基准线第二节常用大地测量坐标系统（重点）第三节时间系统第四节地球重力场基本理论第五节高程系统（重点）第六节测定垂线偏差和大地水准面差距的基本方法第七节关于确定地球形状的基本方法第八节空间大地测量简介第二章大地测量基础知识第一节大地测量的基准面和基准线第二节常用大地测量坐标系统（重点）第三节时间系统第四节地球重力场基本理论第五节高程系统（重点）第六节测定垂线偏差和大地水准面差距的基本方法第七节关于确定地球形状的基本方法第八节空间大地测量简介§2.1大

2、地测量的基准面和基准线应用大地测量学本节重点研究以下几个问题:地球自然表面铅垂线与水准面大地水准面地球椭球与参考椭球面总地球椭球垂线偏差§2.1大地测量的基准面和基准线应用大地测量学§2.1.1水准面和大地水准面§2.1.2地球椭球与参考椭球面§2.1.3垂线偏差§2.1大地测量的基准面和基准线应用大地测量学地球的自然表面大地测量是在地球自然表面上进行的，这个表面高低起伏、很不规则，不能用数学公式描述。陆地最高点－珠穆朗玛峰：峰顶岩面海拔高8844.43米海洋最低点－马里亚纳海沟：－10911米§2.1大地测量的基准面和基准线应用大地测量学§2.1.1水

3、准面和大地水准面§2.1.2地球椭球与参考椭球面§2.1.3垂线偏差§2.1.1水准面和大地水准面应用大地测量学1、野外测量的基准线和基准面——铅垂线和水准面地球上某点K所受的力：P（离心力）+F（地心引力）=G（重力）水准面：静止的液体表面。应用大地测量学2、大地水准面：选取标准：十分接近地球表面+代表地球形状和大小设想海洋处于静止平衡状态时，将它延伸到大陆下面且保持处处与铅垂线正交的包围整个地球的封闭的水准面，我们称它为大地水准面。§2.1.1水准面和大地水准面静止海水面陆地大地水准面应用大地测量学3、大地水准面的特点地表起伏不平、地壳内部物质密度分

4、布不均匀，使得重力方向产生不规则变化。由于大地水准面处处与铅垂线正交，所以大地水准面是一个无法用数学公式表示的不规则曲面。故大地水准面不能作为大地测量计算的基准面。但大地水准面是野外测量统一的基准面。与其垂直的铅垂线则是野外测量的基准线。大地水准面所包围的形体—大地体，则是多年来大地测量工作者研究的对象，认为它能代表地球的实际形状。§2.1.1水准面和大地水准面§2.1大地测量的基准面和基准线应用大地测量学§2.1.1水准面和大地水准面§2.1.2地球椭球与参考椭球面§2.1.3垂线偏差§2.1.2地球椭球与参考椭球面应用大地测量学1、地球椭球大地体接近

5、于一个具有极小扁率的旋转椭球。椭球面是一个规则的数学曲面。一般用长半径a和扁率α(或长、短半径a、b)表示椭球的形状和大小。关系：α=（a–b）/a§2.1.2地球椭球与参考椭球面应用大地测量学2、参考椭球把形状和大小与大地体相近，且两者之间相对位置确定的旋转椭球称为参考椭球。参考椭球面是测量计算的基准面，椭球面法线则是测量计算的基准线。参考椭球有许多个。适合于一个国家的参考椭球不一定适合另一个国家。应用大地测量学参考椭球面－部分参考椭球参数一览表参考椭球名称推求年代长半径a扁率f贝塞尔18416377397.1551：299.1528128克拉克186

6、66378206.41：294.9786982赫尔墨特190663781401：298.3海福特190963783881：297.0克拉索夫斯基194063782451：298.31967年大地坐标系197163781601：298.247167427国际大地测量与地球物理联合会IUGG十六届大会推荐值197563781401：298.257IUGG十七届大会推荐值197963781371：298.257IUGG十八届大会推荐值198363781361：298.257WGS-84198463781371：298.257223563§2.1.2地球椭球与参

7、考椭球面应用大地测量学3、总地球椭球从全球着眼，必须寻求一个和整个大地体最为接近、密合最好的椭球，这个椭球又称为总地球椭球或平均椭球。总地球椭球满足以下条件：（1）椭球质量等于地球质量。（2）两者的旋转角速度相等。（3）椭球体积与大地体体积相等。（4）它的表面与大地水准面之间的差距平方和为最小。（5）椭球中心与地心重合，椭球短轴与地球平自转轴重合，大地起始子午面与天文起始子午面平行。方法：卫星大地测量。§2.1.2地球椭球与参考椭球面§2.1大地测量的基准面和基准线应用大地测量学§2.1.1水准面和大地水准面§2.1.2地球椭球与参考椭球面§2.1.3垂

8、线偏差§2.1.3垂线偏差垂线偏差u--同一测站点上铅垂线与椭球面法线之间的夹角