大地测量学第一章绪论

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1、大地测量学基础第一章绪论§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与展望引言以前学习的测量学（地形测量学）是在小范围内进行，视为平面，地形图为垂直投影。大范围为曲面，怎样把地形图拼接？怎样处理观测成果？测图、定位需要坐标，需要建立坐标系，如何建立合理的坐标系？通常用大地水准面包围的形体——大地体来表示地球形状，大地体的形状到底怎样？怎样测定大地水准面起伏？我们知道可以用地理坐标（经纬度）、空间直角坐标（X，Y，Z）和高斯平面直角坐标（x,y）表示地面点位，它们之间

2、如何换算？如何在大范围内进行精密测量？一、大地测量学的定义最初：陆地测量。发展：测量和描绘地球表面的科学。包含海洋测量，测定地球形状，顾及地球曲率的测量。现代：在一定的时间与空间参考系中，测量和描绘地球及其他行星体的一门学科。（为人类活动提供关于地球空间信息的一门学科）区分：高等大地测量学——理论大地测量学；普通大地测量学——地形测量学（测量学）大地测量学的基本任务：1）技术任务：建立一个国家或地区的大地控制网2）科学任务：研究地球的形状、大小和地球外部重力场二、大地测量学的特点经典大地测量特点：椭球体刚体静态只

3、有几何意义范围较小现代大地测量特点：弹性体动态物理意义；以空间大地测量为特征，范围大。大地测量学是地学基础性学科，又是应用地学学科；大地测量学理论性强，需要很多数学、物理知识，实践性越来越弱。因此，它既是专业课，又是专业基础课。现代大地测量的特征⑴研究范围大（如地球两极、海洋,乃至月球、行星）。⑵从分维式到整体式。⑶从静态到动态。⑷从几何空间到物理-几何空间。⑸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；角度零点几秒；高程亚毫米级。⑹测量与数据处理周期短，但数据处理越来越复杂。三、大地测量学

4、的分支几何大地测量学物理大地测量学空间大地测量学（一）几何大地测量学（即天文大地测量学）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。主要内容：国家大地测量控制网(包括平面控制网和高程控制网)建立的基本原理和方法，精密角度测量，距离测量，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等。（二）物理大地测量学（即理论大地测量学）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。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

5、力场的理论与方法。（三）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。大地测量学的分支（续）从研究内容分1、应用大地测量学：建立国家大地测量控制网2、椭球大地测量学：坐标系建立、地球椭球性质、以及投影数学变换3、大地天文测量学：测量天文经度、天文纬度及天文方位角4、大地重力测量：研究重力场及重力测量方法5、测量平差：大地测量控制网平差计算现代大地测量学交叉：海洋大地测量学；宇宙大地测量学；动态大地测量学；卫星大地测量；慣性大地测量学；数学大地测量学；整体大地测量学；相

6、对大地测量学；四维大地测量学；现代大地测量数据处理学等等四、现代大地测量学的基本内容建立和维持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。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。研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关大地测量计算。研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。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(包括垂直升降及水平位移)，测定极移以

7、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重力场。五、大地测量学的作用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。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。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。大地测量在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要。大地测量学是测绘学科的各分支学科的基础科学。六、大地测量学的发展简史第一阶段：地球圆球阶

8、段，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）。公元前3世纪，亚历山大学者埃拉托色尼进行了弧度测量，估算出地球半径（与现代值大约差100km）用这种方法解决地球大小问题分为两种测量：一是属于天文部分：子午圈弧长两端点的纬度差一是属于大地部分：两端点间的子午圈弧长。用天文大地测量方法确定地球