第二章 大地测量学 Microsoft PowerPoint 演示文稿
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注册测绘师培训大地测量1-68页PPT资料
【要点】： 大地测量控制网的等级、分类、观测技术（GPS,全
站仪，水准仪）,技术方案设计。重点是：卫星定 位控制网、高程控制网、似大地水准面精化
全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009
6
全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009
7
a2(bD)2
全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009
21
大地测量系统： ● 坐标系统 ● 高程系统 ● 重力参考系统
坐标系统与参考框架
大地测量参考框架： ● 坐标参考框架 ● 高程参考框架 ●重力参考框架
22
坐标系统与参考框架
2. 1 坐标系统与坐标参考框架 1 坐标系统 1）参心坐标系统 定义： ● 原点：位于参考椭球体中心 ● Z 轴：椭球的旋转轴，与地球的自转轴平行 ● X 轴：指向大地子午面与赤道面的交点 ● Y 轴：与X和Z轴正交，构成右手坐标系。
标以及施工坐标）； 2）熟练掌握1954年北京坐标系、1980西安坐标系、
CGCS2000坐标系的相关内容； 3）熟练掌握不同坐标系之间转换的实现方法（空间 三维坐标转换、二维平面坐标转换）。
14
前言
【大地测量考试基本要求关键点】
1 大地测量控制网技术设计 2 选点、埋石 3 实施方案，外业观测 4 数据处理 5 似大地水准面精化 6 坐标系及其转换
2000国家GPS网共有28个连续运行参考站，2500多个 GPS网点组成，将数据统一归算到ITRF97(2000.0)， 是我国新一代的地心坐标参考框架.
36
坐标系统与参考框架
① 参考框架和历元的统一 ● 2000网的参考框架ITRF97 ● 参考历元为 2000.0
② 参考椭球4个基本常数
站仪，水准仪）,技术方案设计。重点是：卫星定 位控制网、高程控制网、似大地水准面精化
全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009
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全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009
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a2(bD)2
全球定位系统测量规范 GB/T 18314-2009
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大地测量系统： ● 坐标系统 ● 高程系统 ● 重力参考系统
坐标系统与参考框架
大地测量参考框架： ● 坐标参考框架 ● 高程参考框架 ●重力参考框架
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坐标系统与参考框架
2. 1 坐标系统与坐标参考框架 1 坐标系统 1）参心坐标系统 定义： ● 原点：位于参考椭球体中心 ● Z 轴：椭球的旋转轴，与地球的自转轴平行 ● X 轴：指向大地子午面与赤道面的交点 ● Y 轴：与X和Z轴正交，构成右手坐标系。
标以及施工坐标）； 2）熟练掌握1954年北京坐标系、1980西安坐标系、
CGCS2000坐标系的相关内容； 3）熟练掌握不同坐标系之间转换的实现方法（空间 三维坐标转换、二维平面坐标转换）。
14
前言
【大地测量考试基本要求关键点】
1 大地测量控制网技术设计 2 选点、埋石 3 实施方案，外业观测 4 数据处理 5 似大地水准面精化 6 坐标系及其转换
2000国家GPS网共有28个连续运行参考站，2500多个 GPS网点组成，将数据统一归算到ITRF97(2000.0)， 是我国新一代的地心坐标参考框架.
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坐标系统与参考框架
① 参考框架和历元的统一 ● 2000网的参考框架ITRF97 ● 参考历元为 2000.0
② 参考椭球4个基本常数
《大地测量学》课件
激光雷达地形测量
利用激光雷达技术获取高 精度地形数据，常用于数 字高程模型（DEM）的建 立。
激光雷达遥感
通过激光雷达技术获取地 表信息，用于地质、环境 监测等领域。
其他大地测量技术与方法
重力测量
利用重力加速度的差异来测定地球重力场参数，常用于地球 物理研究。
惯性导航
利用惯性传感器来测定运动物体的姿态、位置和速度，常用 于海洋和航空导航。
大地测量学的应用领域
• 总结词：大地测量学的应用领域非常广泛，包括地理信息系统、资源调 查、城市规划、灾害监测等。
• 详细描述：大地测量学在地理信息系统中的应用主要是提供高精度、高分辨率的地理信息数据，用于地图制作、土地规 划、环境监测等领域。在资源调查方面，大地测量学可以通过对地球的重力场和磁场进行测量，探测地下矿产资源，并 对海洋资源进行调查和监测。此外，大地测量学在城市规划中也有广泛应用，例如通过卫星遥感技术对城市环境进行监 测和评估，以及利用GPS技术对城市交通进行管理和优化。最后，大地测量学在灾害监测方面也发挥了重要作用，例如 通过大地测量技术对地震、火山、滑坡等自然灾害进行监测和预警。
大地测量在地理信息系统中的应用领域
基础地理信息获取
大地测量提供高精度的地 理坐标和地形数据，是GIS 获取基础地理信息的重要 手段。
地图制作与更新
大地测量数据可用于制作 高精度地图，并定期更新 以确保地图的准确性和现 势性。
空间分析与应用
大地测量数据与其他空间 数据结合，可进行空间分 析、规划、决策等应用。
大地测量在地理信
05
息系统中的应用
地理信息系统概述
地理信息系统定义
地理信息系统（GIS）是一种用于采集、存储、处理、分析和显示 地理数据的计算机系统。
大地测量学第2章
g=（357. 528°＋35999.050°T）（2 /360）
原子时（AT）
原子时：是一种以原子谐振信号周期为标准。原子时的基本单位是原子时 秒，定义为：在零磁场下，位于海平面的铯原子基态两个超精细能级间跃 迁辐射9192631770周所持续的时间为原子时秒，规定为国际单位制中的 时间单位。
根据原子时秒的定义，任何原子钟在确定起始历元后，都可以提供 原子时。由各实验室用足够精确的原子钟导出的原子时称为地方原子时。
高程参考系统
以大地水准面为参照面的高程系统称为正高，以似大地水准面为参照面的 高程系统称为正常高的高程系统。 正常高H正常及正高H正与大地高有如下关系：
H＝H正常＋ H＝H正＋N 式中： ——高程异常，N——大地水准面差距。
大地水准面相对于旋转椭球面的起伏
大地测量参考框架（Geodetic Reference Frame)
大地测量参考系统(Geodetic Reference System)
坐标参考系统：分为天球坐标系和地球坐标系。
天球坐标系:用于研究天体和人造卫星的定位与运动。
地球坐标系:用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体 建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系两种形式
大地坐标系
空间直角坐标
TAI－GPST=19(s) GPST的起点，规定1980年1月6日0时GPS与UTC相等。
2.3 坐标系统
基本概念
1.大地基准
所谓基准是指为描述空间位置而定义的点、线、面，在大地测量中，基准是 指用以描述地球形状的参考椭球的参数（如参考椭球的长短半轴），以及参考 椭球在空间中的定位及定向，还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。
2. 天球
天轴与天极：地球自转轴的延伸直线为天轴；天轴与天球的交点称为天极（ 为北天极 为南天极）。 天球赤道面与天球赤道：通过地球质心 与天轴垂直的平面，称为天球赤道面，它与天球 ｛相交的大圆，称为天球赤道。 天球子午面与子午圈：包含天轴并通过地球上任一点的平面，称为天球子午面，它与天 球相交的大圆，称为天球子午圈。 时圈：通过天球的平面与天球相交的半个大圆。 黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，黄道面与赤道面的夹角 ，称为黄赤空角， 约为23.5 。 黄极：通过天球中心，且垂直于黄道面的直线与天球的交点。其中靠近北天极的交点 称 为北黄极，靠近南天极的交点 为南黄极。 春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点r。
原子时（AT）
原子时：是一种以原子谐振信号周期为标准。原子时的基本单位是原子时 秒，定义为：在零磁场下，位于海平面的铯原子基态两个超精细能级间跃 迁辐射9192631770周所持续的时间为原子时秒，规定为国际单位制中的 时间单位。
根据原子时秒的定义，任何原子钟在确定起始历元后，都可以提供 原子时。由各实验室用足够精确的原子钟导出的原子时称为地方原子时。
高程参考系统
以大地水准面为参照面的高程系统称为正高，以似大地水准面为参照面的 高程系统称为正常高的高程系统。 正常高H正常及正高H正与大地高有如下关系：
H＝H正常＋ H＝H正＋N 式中： ——高程异常，N——大地水准面差距。
大地水准面相对于旋转椭球面的起伏
大地测量参考框架（Geodetic Reference Frame)
大地测量参考系统(Geodetic Reference System)
坐标参考系统：分为天球坐标系和地球坐标系。
天球坐标系:用于研究天体和人造卫星的定位与运动。
地球坐标系:用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体 建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系两种形式
大地坐标系
空间直角坐标
TAI－GPST=19(s) GPST的起点，规定1980年1月6日0时GPS与UTC相等。
2.3 坐标系统
基本概念
1.大地基准
所谓基准是指为描述空间位置而定义的点、线、面，在大地测量中，基准是 指用以描述地球形状的参考椭球的参数（如参考椭球的长短半轴），以及参考 椭球在空间中的定位及定向，还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。
2. 天球
天轴与天极：地球自转轴的延伸直线为天轴；天轴与天球的交点称为天极（ 为北天极 为南天极）。 天球赤道面与天球赤道：通过地球质心 与天轴垂直的平面，称为天球赤道面，它与天球 ｛相交的大圆，称为天球赤道。 天球子午面与子午圈：包含天轴并通过地球上任一点的平面，称为天球子午面，它与天 球相交的大圆，称为天球子午圈。 时圈：通过天球的平面与天球相交的半个大圆。 黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，黄道面与赤道面的夹角 ，称为黄赤空角， 约为23.5 。 黄极：通过天球中心，且垂直于黄道面的直线与天球的交点。其中靠近北天极的交点 称 为北黄极，靠近南天极的交点 为南黄极。 春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点r。
第二章_大地测量学_Microsoft_PowerPoint_演示文稿
2·参心坐标系统 参心坐标系统的原点位于参考椭球中心，z轴（椭球 旋转轴）与地球自转轴平行，x轴在参考椭球的赤道面并 平行于天文起始子午面。 建国初期，由于缺乏天文大地网观测资料，我国暂 时采用了克拉索夫斯基参考椭球，并与前苏联1942 年坐 标系统进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系统， 称为北京1954（大地）坐标系统。20 世纪80 年代，我国 采用国际大地测量和地球物理联合会(International Union of Geodesy and Geophysics,IUGG) 的IUGG75 椭球为参考 椭球，经过大规模的天文大地网计算，建立了比较完善 的我国独立的参心坐标系统，称为西安1980 坐标系统。 西安1980 坐标系统克服了北京1954 坐标系统对我国大地 测量计算的某些不利影响（东部地区水准面差距可达 武汉大学 测绘学院 +68m等）。
武汉大学
测绘学院
2.2.2 大地测量坐标框架 大地测量坐标框架是通过大地测量手段实现的大地测量坐标 系统。 l.参心坐标框架 传统的大地测量坐标框架是由天文大地网实现和维持的，一 般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。20世纪世界上绝大部分国家或地区都采用天文大地网来实 现和维持各自的参心坐标框架。 我国在20 世纪50～80 年代完成的全国天文大地网，不同时期 分别定义在北京1954 坐标系统和西安1980 坐标系统中。天文大地 控制点(大地点)覆盖我国大陆和海南岛。采用整体平差方法构建了 我国参心坐标框架。
武汉大学
测绘学院
2.1.3 大地测量学的现代发展 由于空间技术、计算机技术和信息技术的飞跃发展， 以电磁波测距、卫星测量、甚长基线干涉测量等新的大地 测量技术出现，形成了现代大地测量学。传统大地测量学 主要研究地球的几何形状、定向及其重力场，并关注在地 球上点的定位、重力值。现代大地测量则己超过原来传统 的研究内容，将原来所考虑的静态内容，在长距离、大范 围、实时和高精度测量的条件下，和时间这一因素联系起 来。因此，现代大地测量学可以为地球动力学、行星学、 大气学、海洋学、板块运动学和冰川学等多学科提供所需 的信息，这些信息可能是这些学科领域长期以来很难取得 的数值，并有可能解决它们相应的困惑。事实证明现代大 地测量学业已形成了学科交叉意义上的一门科学，它将更 深刻地影响和促进地球科学、环境科学和行星科学的发展 。 武汉大学 测绘学院
2大地测量学.ppt
学科性质：地球科学/地学(Geosciences )
学科任务：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。
内容举例： ➢测定地球形状和大小(Shape & size)；
➢测定地面点空间坐标(coordinates)；
➢点间距离和方向(distance & azimuth)；
➢测定和描述地球重力场等(gravitative
28 8/14/2021
重力测量-- 绝对重力测量
自由落体原理
h
h0
0t
1 2
gt
2
当 v0=0, h0=0
M H (t)
v0=0 h0=0
h 1 gt2 2
g 2h / t 2
重力仪：
*用激光干涉测h *用石英钟测 t
❖相对重力仪，LCR重力仪，精度±15μgal ❖绝对重力仪，FG 5重力仪，精度±5 μgal
A
传递：
P
交会
已知：XA，XB
XP
传递
B
控制
A
B
XA，XB XP’
C XB，XC XP”
检查： XP’ - XP” =?
P
提高精度: (XP’+ XP” )/2
10 8/14/2021
按等级高低分为：I～IV等4级控制网类型：
➢测角三角网 ➢边角导线网 ➢测边网
11 8/14/2021
经纬仪 theodolites
29 8/14/2021
❖FG5绝对重力仪(absolute gravimeter )
❖精度(precision)±5μgal
称为“伽”或
者“盖”，是为纪
念第一个重力测量
2-注册测绘师培训-大地测量.ppt
优点：各点独立观测，勿需点间通视，不会误差积累。 缺点：精度不高，受天气影响大。 用途：在每隔一定距离的三角点上观测天文来推求大地方位角，控制水
平角观测误差积累对推算方位角的影响。
39
1.3 GNSS连续运行 基准站网
1.3.1 基准站网组成
基准站
基准站1
定向天线 Modem
市话网
用户
全向天线
基准站3
37
三边测量及边角同测法
边角网精度最高，工作量较大。 适用：
✓ 建立高精度的专用控制网 ✓ 不能选择良好布设图形地区采用此法而获得较高的精度。
38
天文测量法
天文测量法是在地面点上架设仪器，通过观测天体(主要是恒 星)并记录观测瞬间的时刻，来确定地面点的地理位置，即 天文经度、天文纬度和该点至另一点的天文方位角。
市话网
基准站2
市话网
用户
数据通 信网络 基准站4 市话网
FM电台
卫星定位信号 发射台
数据中心
监控分析中心
市
进入移动电
电
话系统
信
局
基准站5
市话网
1.3.2 分类与布设原则
国家基准站网 区域基准站网 专业应用站网
陆态网
布设原则
国家基准站网：站间距100-200km,全国均匀分布满足国
家地心参考框架建设的需要
Barc tan Z(NH )
(X2Y2)N [(1e)H ]
H Z N1e2 siB n
30
(3）ITRF参考框架及其相互转换
自1988年起，IERS已经发布了ITRF88、ITRF89、ITRF90、ITRF91、 ITRF92、ITRF93、ITRF94、ITRF96、ITRF97 、ITRF2000、 ITRF2019、 ITRF2019等全球坐标参考框架。
平角观测误差积累对推算方位角的影响。
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1.3 GNSS连续运行 基准站网
1.3.1 基准站网组成
基准站
基准站1
定向天线 Modem
市话网
用户
全向天线
基准站3
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三边测量及边角同测法
边角网精度最高，工作量较大。 适用：
✓ 建立高精度的专用控制网 ✓ 不能选择良好布设图形地区采用此法而获得较高的精度。
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天文测量法
天文测量法是在地面点上架设仪器，通过观测天体(主要是恒 星)并记录观测瞬间的时刻，来确定地面点的地理位置，即 天文经度、天文纬度和该点至另一点的天文方位角。
市话网
基准站2
市话网
用户
数据通 信网络 基准站4 市话网
FM电台
卫星定位信号 发射台
数据中心
监控分析中心
市
进入移动电
电
话系统
信
局
基准站5
市话网
1.3.2 分类与布设原则
国家基准站网 区域基准站网 专业应用站网
陆态网
布设原则
国家基准站网：站间距100-200km,全国均匀分布满足国
家地心参考框架建设的需要
Barc tan Z(NH )
(X2Y2)N [(1e)H ]
H Z N1e2 siB n
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(3）ITRF参考框架及其相互转换
自1988年起，IERS已经发布了ITRF88、ITRF89、ITRF90、ITRF91、 ITRF92、ITRF93、ITRF94、ITRF96、ITRF97 、ITRF2000、 ITRF2019、 ITRF2019等全球坐标参考框架。
《大地测量仪器学》课件
测距仪具有精度高、测量速度 快、操作简便等优点，适用于 各种距离测量和工程测量。
测距仪的测量精度可达到毫米 级甚至更高，而且其体积小、 重量轻，便于携带和使用。
水准仪
总结词
详细描述
水准仪是一种利用水平视线测定地面两点 间高差的仪器。
水准仪由望远镜、水准器和基座等部分组 成。通过望远镜和水准器，可以确定水平 视线并测量高差。
详细描述
全站仪的测量精度可达到毫米级甚至更高，而且 其操作简单、携带方便，大大提高了测量工作的 效率和精度。
GPS定位系统
GPS定位系统是一种基于卫星的高精度定位系统，可 实现全球覆盖和实时定位。
输入 标题
详细描述
GPS定位系统由卫星、地面接收器和数据处理软件等 部分组成。通过接收卫星信号，地面接收器可计算出 接收点的三维坐标和时间等信息。
高精度与高效率技术发展
总结词
高精度和高效率是大地测量仪器发展的另一重要趋势，以满足更广泛的应用需求。
详细描述
高精度大地测量仪器能够提供更高精度的位置、距离、角度和时间等测量数据，满足各种高精度测量 需求，如卫星定位、航空摄影测量等。同时，高效率技术能够快速获取和处理大量测量数据，提高工 作效率，满足实时监测和应急响应等需求。
全站仪
总结词
全站仪是一种集测距、测角、计算和记录于一体 的自动化测量仪器。
总结词
全站仪具有自动化程度高、精度高、功能齐全等 优点，广泛应用于地形测量、工程测量和施工放 样等领域。
详细描述
全站仪由望远镜、电子测距仪、电子计算器、数 据存储器等部分组成。它可以自动测量水平角、 垂直角和斜距，并通过电子计算器快速计算出三 维坐标。
林业资源监测
大地测量仪器能够监测森林覆盖率、树木生长情况等林业资源信息，有助于林业 管理和生态保护。
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武汉大学
测绘学院
大地测量学的基本任务是:（1)建立和维护高精度 全球或区域性大地测量系统与大地测量参考框架 ;(2)获取空间点位置的静态和动态信息;(3)测定和研 究地球形状和大小、地球外部重力场及其随时间的 变化;(4)测定和研究全球和区域性地球动力学现象 ，包括地球自转与极移、地球潮汐、板块运动与地 壳形变以及其他全球变化;(5)研究地球表面观测量 向椭球面和平面的投影变换及相关的大地测量计算 问题;(6)研究新型的大地测量仪器和大地测量方法 ;(7)研究空间大地测量理论和方法;(8)研究月球和行 星大地测量理论和方法。研究月球或行星探测器定 位、定轨和导航技术;构建月球或行星坐标参考系 统和框架;探测月球和行星重力场。
2· 参心坐标系统
参心坐标系统的原点位于参考椭球中心，z轴（椭球 旋转轴）与地球自转轴平行，x轴在参考椭球的赤道面并 平行于天文起始子午面。
建国初期，由于缺乏天文大地网观测资料，我国暂 时采用了克拉索夫斯基参考椭球，并与前苏联1942 年坐 标系统进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系统， 称为北京1954（大地）坐标系统。20 世纪80 年代，我国 采用国际大地测量和地球物理联合会(International Union of Geodesy and Geophysics,IUGG) 的IUGG75 椭球为参考 椭球，经过大规模的天文大地网计算，建立了比较完善 的我国独立的参心坐标系统，称为西安1980 坐标系统。 西安1980 坐标系统克服了北京1954 坐标系统对我国大地 测量计算的某些不利影响（东部地区水准面差距可达 武汉大学 测绘学院 +68m等）。
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现代大地测量的六个特点。(1)长距离，大范围 。不再受“视线”长度的制约，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，因此过去总在局部地域中进行的传统 大地测量现在巳扩展为洲际的、全球的、星际 的大地测量。(2) 高精度。现代大地测量的量测 精度相对于传统大地测量而言，己提高了2～3 个数量级。(3)实时、快速。现代大地测量内、 外业几平可以在同一时间段内完成。(4)“时间 维”。 (5)地心。 (6)学科的融合。如大气折射 ，从干扰源到对大气科学做贡献；对地球动力 学，地球物理、海洋学、地质学、地震学做贡 武汉大学 测绘学院 献。
（2）大地测量导出参数 大地测量导出参数有很多，常用的有： 椭球短半轴b、几何扁率f（（a-b）/a）等
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2.2.2 大地测量坐标框架
大地测量坐标框架是通过大地测量手段实现的大地测量坐标 系统。
l.参心坐标框架
传统的大地测量坐标框架是由天文大地网实现和维持的，一 般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。20世纪世界上绝大部分国家或地区都采用天文大地网来实 现和维持各自的参心坐标框架。
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1.地心坐标系统
地心坐标系统应满足四个条件:通常表达为（1）原点 位于整个地球(包括海洋和大气) 的质心;（2）尺度是国际 统一规定的长度因子;(3)定向为国际测定的某一历元的地 球北极（Conventional Terrestrial Pole, CTP)和零子午线， 称为地球定向参数(Earth Orientation Parameters, EOP)；(4) 满足地球地壳无整体旋转（No Net Rotation NNR）的约束 条件。
我国在20 世纪50～80 年代完成的全国天文大地网，不同时期 分别定义在北京1954 坐标系统和西安1980 坐标系统中。天文大地 控制点(大地点)覆盖我国大陆和海南岛。采用整体平差方法构建了 我国参心坐标框架。
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2.地心坐标框架
国际地面参考(坐标)框架(International Terrestrial Reference Frame.ITRF)是国际地面参考(坐标)系统 (International Terrestrial Reference System,ITRS)的具体实现。它以甚长基线干涉测量(Very Long Base Interferometry, VLBI)、卫星激光测距(Satellite Laser Ranging, SLR)、激光测月(Lunar Laser Ranging, LLR)、美国的全球 定位系统(GPS)和法国的卫星多晋勒定轨定位系统(DORIS)等空间 大地测量技术构成全球观测网点，经数据处理，得到ITRF 点(地面 观测站) 的站坐标和速度场等。目前，ITRF 已成为国际公认的应 用最广泛、精度最高的地心坐标框架。
大地测量坐标系统是一种固定在地球
上，随地球一起转动的非惯性坐标系统。
根据其原点位置不同，分为地心坐标系统 和参心坐标系统。前者的原点与地球质心 重合，后者的原点与参考椭球中心重合(参 考椭球是指与某一地区或国家地球表面最佳吻合的地球椭球)。从表 现形式上分，大地测量坐标系统又分为空间直角坐标系统、大地坐 标系统和球坐标系统三种形式。空间直角坐标用(x，y, z)表示;大地 坐标用(经度L，纬度B,大地高H)表示，其中大地高H 是指空间点沿 椭球面法线方向高出椭球面的距离。
4.地球自转与地球动力学
5.国防安全与军事信息化信息化
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2.1.3 大地测量学的现代发展
由于空间技术、计算机技术和信息技术的飞跃发展， 以电磁波测距、卫星测量、甚长基线干涉测量等新的大地 测量技术出现，形成了现代大地测量学。传统大地测量学 主要研究地球的几何形状、定向及其重力场，并关注在地 球上点的定位、重力值。现代大地测量则己超过原来传统 的研究内容，将原来所考虑的静态内容，在长距离、大范 围、实时和高精度测量的条件下，和时间这一因素联系起 来。因此，现代大地测量学可以为地球动力学、行星学、 大气学、海洋学、板块运动学和冰川学等多学科提供所需 的信息，这些信息可能是这些学科领域长期以来很难取得 的数值，并有可能解决它们相应的困惑。事实证明现代大 地测量学业已形成了学科交叉意义上的一门科学，它将更 深刻地影响和促进地球科学、环境科学和行星科学的发展 。 武汉大学 测绘学院
武汉大学 测绘学院
1.经济建设 大地测量应用于大范围、跨地区工程的精密测量控制，是确保 工程规划放样到实地，确保按设计图纸实施的一种重要技术手段。 2.资源与环境发展 测定全球和局域重力场及其时变是大地测量的一个重要内容， 是勘探地下资源的重要手段。 大地测量形变监测是地壳运动监测不可缺少的技术手段。 可以实时地、无地域制约地提供大气的电离层总电子浓度，对 流层可降水分和海平面变化的数据，这些信息对无线电通信、气象 、汛情全球变化的预报预测都有重要作用。 3.空间技术与航天工程
3.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(即地球椭球)的几何和物理参数。它 分为基本常数和导出常数。基本常数唯一定义了大地测 量系统。导出常数由基本常数导出，便于大地测量应用 。大地测量常数按属性分为几何常数和物理常数。
IUGG 分别于1971、1975、1979 年推荐了三组大地 测量常数，它们对应于大地测量参考系统1967(GRS67) 、IUGG75、1980(GRS80)。我国西安1980 大地坐标系统 采用IUGG75 的大地测量 常数。目前，正被广泛使 用的常数是GRS80 定义的。 武汉大学
地心空间直角坐标系统若从几何方面或通俗的定义也 可以作如下表述:坐标系的原点位于地球质心，z轴和x轴 的定向由某一历元的EOP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( 即地球质心)重合，椭球旋转轴与CTP重合,起始大地子午 面与零子午面重合。 武汉大学 测绘学院
我国的GPS2000 网是定义在ITRS2000 地心坐标系统中的区域 性地心坐标框架。它综合了全国性的三个GPS 网观测数据,一并进 行计算而得。
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2.2.3 高程系统和高程框架
1.大地测量学所研究的是在整体上
非常接近于地球自然表面的水准面。由 于海洋占全球面积的7l%，故设想与平
大地测量系统是总体概念，大地测量参 考框架由若干个固定在地面上的大地网(点) 或其他实体(静止或运动的物体)按相应于大 地测量系统的规定模式构建，它是大地测量 系统的具体实现。
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2.2.1大地测量坐标系统和大地测量常数
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。
2.1.2大地测量学的作用与服务对象
大地测量学是测绘科学与技术的重要理论基础 ，是地理信息系统、数字地球、数字中国和数字区 域的几何和物理的基础平台，它通过将各种空间信 息源统一起来，重构这些信息源之间的几何和物理 的拓扑关联。因此，大地测量是组织、管理、融合 和分析地球海量时空信息的一个数理基础，也是描 述、构建和认知地球，进而解决地球科学问题的一 个时空平台。任何形式与地理位置有关的测绘都必 须以法定的或协议的大地测量基准为基础。各种测 绘只有在大地测量基准的基础上，才能获得统一的 、协调的、法定的点位坐标和高程，获得点之间的 空间关系和尺度。
与大地水准面很接近的似大地水准面（从地面点沿正常重力线量取正
常高所得端点构成的封闭曲面，非重力等位面，无确切物理意义， 区别就是一个是重力等位面，另一个不是）。这个面不需要任何关于地
壳结构方面的假设便可严密确定。似大地水准面与大地水准面在海洋上完全重合; 而在大陆上也几乎重合，在山区只有2～4m的差异。似大地水准面尽管不是水准 面，但它可以严密地解决关于研究与地球自然地理形状有关的问题（莫洛金斯基 武汉大学 测绘学院
a: 长半轴，b: 短半轴，c:a2/b
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(1)大地测量基本常数
地球椭球的几何和物理属性可由四个基本常数完全确定。这四 个基本常数就是大地测量基本常数。它们是地球赤道半径a；地球 动力学形状因子J2;地心引力常数GM，其中G是万有引力常数，M是 地球的陆、海和大气质 量的总和;地球自转角速度w。前两个称为大 地测量基本几何常数，后两个称为大地测量基 本物理常数。