物理大地测量学复习资料
大地测量学复习资料（考试必备）
⼤地测量学复习资料（考试必备）1.垂线同总地球椭球(或参考椭球)法线构成的⾓度称为绝对(或相对)垂线偏差2.以春分点作为基本参考点，由春分点周⽇视运动确定的时间，称为恒星时3.以真太阳作为基本参考点，由其周⽇视运动确定的时间，称为真太阳时。
⼀个真太阳⽇就是真太阳连续两次经过某地的上中天（上⼦午圈）所经历的时间。
4.以格林尼治平⼦夜为零时起算的平太阳时称为世界时5.原⼦时是⼀种以原⼦谐振信号周期为标准6.归算：就是把地⾯观测元素加⼊某些改正，使之成为椭球⾯上相应元素。
7.把以垂线为依据的地⾯观测的⽔平⽅向值归算到以法线为依据的⽅向值⽽加的改正定义为垂线偏差改正7.⼤地线椭球上两点间的最短程曲线。
8.设椭球⾯上P点的⼤地经度L，在此⼦午⾯上以椭圆中⼼O为原点建⽴地⼼纬度坐标系; 以椭球长半径a为半径作辅助圆，延长Ｐ２Ｐ与辅助圆相交Ｐ１点，则OP１与x 轴夹⾓称为P点的归化纬度u。
9.仪器加常数改正因测距仪、反光镜的安置中⼼与测距中⼼不⼀致⽽产⽣的距离改正，称仪器加常数改正,包括测距仪加常数和反光镜加常数。
10.因测距仪的基准频率等因素产⽣的尺度参数成为乘常数。
11.基本分划与辅助分划相差⼀个常数301.55cm，称为基辅差，⼜称尺常数12．控制⽹可靠性：控制⽹能够发现观测值中存在的粗差和抵抗残存粗差对平差的影响13.M是椭球⾯上⼀点，MN是过M的⼦午线，S为连接MP的⼤地线长，A为⼤地线在M点的⽅位⾓。
以M为极点；MN为极轴；P点极坐标为（S, A)⼀点定位,如果选择⼤地原点：则⼤地原点的坐标为：多点定位,采⽤⼴义弧度测量⽅程1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。
它的原点不在北京，⽽在前苏联的普尔科沃。
相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。
1954年北京坐标系的缺限:①椭球参数有较⼤误差。
②参考椭球⾯与我国⼤地⽔准⾯存在着⾃西向东明显的系统性的倾斜，在东部地区⼤地⽔准⾯差距最⼤达+68m。
大地测量学考前复习资料
１、大地水准面：假定海水面完全处于静止和平衡状态（没有风浪、潮汐及大气压变化的影响），把这个海水面伸延到大陆下面，形成一个封闭曲面，在这个面上都保持与重力方向正交的特性，则这个封闭曲面称为大地水准面。
2、球面角超：球面多边形的内角和与相应平面上的内角和与（n-2）×180°的差值3、底点纬度：在y =0时，把x 直接作为中央子午线弧长对应的大地纬度B ，叫底点纬度。
4、高程异常：似大地水准面与椭球面的高程差。
5、水准标尺零点差：一对水准标尺的零点误差之差。
2、总椭球体：总椭球体的中心与地球的质心重合，其短轴与地球的地轴重合，起始子午面与起始天文子午面重合，而且与地球体最佳密合的椭球体。
3、大地主题反算：已知椭球面上两点的大地经纬度求解两点间的大地线长度与正反方位角。
4、子午线收敛角：高斯投影面上任意点子午线的投影线的切线方向与该点坐标的正北方向的夹角。
5、水准标尺基辅差：精密水准标尺同一视线高度处的基本分划与辅助分划差。
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。
大地测量学的基本体系：几何大地测量学（确定地球的形状和大小及地球地面点的几何位置）、物理大地测量学（重力测量，确定地球形状及其外部重力场）、空间大地测量。
建立大地基准的任务：就是求定旋转椭球的参数及定向和定位。
建立大地基准的目的：建立一个与某个国家或地区拟合最佳的旋转椭球。
正高：以大地水准面为参考的高程系统。
正常高：以似大地水准面为参考面的高程系统。
地高：把纬度45°重力值作为高程系统的重力水准面。
三者关系：H=H 正常+ξ H=H 正+N ξ—高程异常 N —大地水准面差距1954北京坐标系：1）椭球参数有较大误差。
2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东的系统倾斜。
3）几何大地测量和物理大地测量的应用参考面不统一。
4）定向不明确。
1980国家大地坐标系：1）采用1975国际大地测量与地球物理联合会上推荐的4个椭球参数。
大地测量学复习资料
一.概念(1)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。
(2)大地水准面差距：(3)正高：以大地水准面为参照面的高程系统称为正高(4)正常高：以似大地水准面为参照面的高程系统称为正常高(5)力高：(6)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。
(7)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。
(8)正常椭球、水准椭球(9)大地高(10)法截面：过椭球面上任意一点可作一条垂直于椭球面的法线，包含这条法线的平面叫作法截面。
(11)卯酉圈：过椭球面上一点的法线，可作无限个法截面，其中一个与该点子午面相垂直的法截面，同椭球面相截形成的闭合的圈称为卯酉圈。
(12)相对法截线;过椭球面上一点A，可以做无数个法截面，其中通过椭球面上另一点B 的法截面与椭球面的交线，称为A、B相对法截线.(13)平均曲率半径(14)子午线收敛角(15)大地线：(16)大地元素(17)地图投影(18)七参数(19)天文大地点(20)拉普拉斯点(21)等量纬度(22)重力扁率(23)底点纬度(24)垂足纬度(25)岁差:地球受到日、月等天体的影响，导致地球旋转轴相对于空间围绕黄极呈倒圆锥体的运动，周期为26000年，这种长周期的运动称为岁差。
(26)章动:由于受到月球引力的影响，导致地球旋转轴绕黄极旋转的轨道不是平滑的小圆，而是类似圆的波浪曲线运动，周期为18.6年，振幅为9.21″的短周期运动。
2.大地测量学的研究内容；外业测量、内业计算的基准面、线。
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。
②建立和维护国家和全球的天文大地水平控制网、全球控制网。
③研究获得高精度测量成果的仪器和方法等。
④研究地球表面向椭球面和平面投影的数学变换及计算方法。
大地测量学基础复习资料
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？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。
3.什么是大地水准面、大地体、总椭球、参考椭球、大地天文学、拉普拉斯点、黄道面、春分点、大地水准面差距。
4.解释水准面的含义及性质,为什么说水准面有多个?5.解释似大地水准面含义和性质，简述水准面、大地水准面、似大地水准面的异同点？6.解释总椭球、参考椭球及正常椭球的含义、性质和作用，分析它们异同点。
7.简述地球椭球基本参数、相互关系。
8.简述大地纬度、地心纬度、归化纬度的概念，其相互关系如何？9.水准测量中，研究高程系统的作用如何？高程系统分为几种，我国规定采用哪种作为高程的统一系统。
10.绘图说明大地高,正高与正常高的关系.11.什么叫子午圈、平行圈、法截面、法截线、卯酉圈？12.简要叙述M、N、R三种曲率半径之间的关系。
13.子午线弧长和平行圈弧长是怎么变化的？14.怎样理解克莱洛定理中大地线常数C的含义？15.地面观测的方向值归算至椭球面应加哪些改正？16.白塞尔投影条件是什么？17.论述白塞尔大地主题解算步骤。
18.简述地图投影变形有几种，分别适用于何种情况。
19.简述高斯投影过程,高斯投影应满足那些条件?20.6°带和3°带的分带方法是什么?如何计算中央子午线的经度及测区带号?21.正形投影有那些特征？何为长度比?22.椭球定位分几类？什么是参数坐标系？什么是地心坐标系？其区别表现在什么方面？23.布设全国统一的平面控制网及高程控制网，分别应遵守哪些原则？24.岁差25.球面角超26.垂线偏差27.参考椭球28.理论闭合差29.大地水准面30.正高系统31.正常高系统32.垂线偏差33.空间直角坐标系34.法截面35.法截线（法截弧）36.卯酉圈：37.相对法截线38.大地线39.垂线偏差改正40.标高差改正41.截面差改正42.大地主题正解43.大地主题反解44.地图数学投影45.长度比（m）46.以___________作为基本参考点，由春分点___________运动确定的时间称为恒星时;以格林尼治子夜起算的___________称为世界时。
大地测量学基础复习资料
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ρω2m P = 引力位：将rM 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：()2222y 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+⋅=⎰rdm G W ()2222y x +ω 地球重力场:地球重力场是地球的种物理属性。
大地测量学复习重点
名词解释1.岁差地球绕地轴旋转，可以看做巨大的陀螺旋转，由于日、月等天体的影响，类似于旋转陀螺在重力场中的进动，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，形成一个倒圆锥体，其锥角等于黄赤交角23.5度，旋转周期为26000年，这种运动称为岁差2.章动月球绕地球旋转的轨道白道对于黄道约5度的倾斜，使得月球引力产生的转矩的大小和方向不断变化，从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期圆周运动，振幅9.21秒，这种现象称为章动。
3.极移地球自转轴除了岁差和章动外，还存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象称为极移。
4.大地基准用以代表地球形体的旋转椭球，建立大地基准就是求顶旋转椭球的参数及其定向（椭球旋转轴平行于地球的旋转轴，椭球的起始子午面平行于地球的起始子午面）和定位（旋转椭球中心与地球中心的相对关系）5.天球以地球质心为中心，以无穷大为半径的假想球体称为天球6.大地经度大地坐标系中，点P的子午面与起始子午面所构成的二面角L，叫做P点的大地经度。
7.大地纬度P点法线Pn与赤道面的夹角B，称为P点的大地纬度。
8.参考椭球具有确定参数（长半轴和扁率），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9.总地球椭球满足地心定位和双平行条件，在确定地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。
10.地心坐标系以总地球椭球为基准（1）地心空间直角坐标系原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治平均子午面与地球赤道的交点，Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。
（2）地心大地坐标系地球椭球的中心与地球质心重合，椭球面与大地水准面在全球范围内最佳符合，椭球的短轴与地球自转轴重合（过地球质心并指向北极），大地纬度为过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角，大地经度为过地面点的椭球子午面与格林尼治的大地子午面之间的夹角，大地高为地面点沿椭球法线至椭球面的距离。
大地测量学基础复习
4-5大地原点的四个作用
1）为参考椭球的定位和定向提供参数； 2）为天文大地网在椭球面上的计算提供起算数据； 3）为计算大地水准面差距提供起算数据； 4）作为大地坐标系的一种标志。
4-6 建立国家平面大地控制网的四个
基本原则
大地控制网应分级布设、逐级控制
大地控制网应有足够的精度
大地控制网应有一定的密度
3-1高斯投影的三个条件
（1)投影具有正形性质，即正形投影条件
(2)中央子午线投影后为直线,且为投影点的对 称轴，即对称条件；
(3)中央子午线投影后长度不变，即正长条件。
3-2高斯投影坐标正算公式的三个特点
(1) 当l等于常数时，随着B的增加x值增大，y值 减小；又因，所以无论B值为正或负，y值不变。
2、精密经纬仪----wild T3等 3、精密测距仪----ME-5000等 4、GPS接收机----徕卡(leica),天宝(Tirmble)
5-1五种曲率半径
子午圈曲率半径
M a(1 e2 ) W3
卯酉圈曲率半径
N a W
任意法截弧的曲率半径
RA
N 1 2 cos2
A
N
cos2
2-9大地水准面和参考椭球面的两个关系
1、大地水准面差距=参考椭球面到大地水 准面的距离
2、垂线偏差：一个点上法线与垂线的夹角 (表示两个面的倾斜）
3-0 地球自转的三个变化
1、地轴方向相对于空间的变化（岁差和章动）
2．地轴相对于地球本体内部结构的相对位置变 化（极移）
3. 地球自转速度变化（日长变化）
时，γ 为正；在西时，γ 为负；
(3)当l不变时，则γ 随纬度增加而增大。
3-4三种国家大地坐标系
大地测量学基础复习资料
大地测量学基础一、填空题：1、时间的计量包括时间原点和度量单位（尺度）两个元素。
坐标的计量包括坐标原点、坐标轴的指向和坐标的尺度三个元素。
2、测量外业工作的基准线是铅垂线，基准面是大地水准面。
在椭球面上进行大地测量计算的基准线是法线，基准面是椭球面。
3、经纬仪十字丝分划板上丝和下丝的作用是测量视距。
4、衡量精度的指标有中误差、极限误差、或然误差、平均误差、相对误差。
5、过椭球面上一点P 的垂线与赤道面的夹角称为大地纬度，椭球面上一点P 与椭球中心的连线与赤道面的夹角称为地心纬度，在过椭球面上一点P 的子午面上，以椭圆中心O 为圆心,以椭球长半径a 为半径做辅助圆，反向延长过P 点并与x 轴垂直的垂线，与辅助圆交于P 1点，则P 1与椭球中心的连线与赤道面的夹角称为归化纬度，符号q= BBN B M 0cos d 表示等量纬度。
6、某直线的方位角为123°20’，该直线的反方位角为303°20’。
已知P 1点坐标（-2，-2），P 2点坐标（-4，-4），则P 1P 2的方位角为225°，P 2P 1的方位角为45°。
【注释】在同一高斯平面直角坐标系内一条直线的正、反坐标方位角相差180°，即：α12=α21±180°。
（详见数字测图课本23页）7、水准路线按布设形式分为闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线。
8、高斯投影属于横轴椭圆柱等角投影，保证了投影的角度不变性，图形的相似性，以及在某点方向上的长度比的同一性。
在高斯平面直角坐标系中，中央子午线的投影为坐标x 轴。
9、旋转椭球的形状和大小是由子午椭圆的5个基本几何参数来决定的，他们分别是长半轴a 、短半轴b 、扁率、第一偏心率、第二偏心率。
两个互相垂直的法截弧的曲率半径，在微分几何中统称为主曲率半径，它们是指子午圈曲率半径和卯酉圈曲率半径，椭球面上任意一点的平均曲率半径R 等于该点的子午圈曲率半径和卯酉圈曲率半径的几何平均值。
物理大地测量学复习总结
1. 物理大地测量学1.大地测量学是研究和确定地球形状、大小、重力场、整体与局部运动和地表点的几何位置及其变化的理论和技术的学科 2.物理大地测量学是研究利用重力等物理观测量解决大地测量学科问题的大地测量学的分支学科 3.地球重力场是地球物质分布和地球旋转运动的综合反映，是地球的重要物理特征之一4.地球重力场的知识是地球科学，特别是大地测量学， 地球物理学，海洋学和空间科学以及地球动力学巨大进展中不可缺少的重要基础信息源2. 物理大地测量任务与内容：用物理的方法研究和测定地球形体，地球重力场及各自随时间的变化。
内容：重力位理论，地球形状及其外部重力场，全球性地球形状，区域性地球形状，重力探测技术。
3. 位函数：设有一个标量函数，它对被吸引点各坐标轴的偏导数等于力在相应坐标轴上的分量，这样的函数称为位函数，对引力来说具有引力位函数，简称引力位引力常数： 6.672*10^-11m3kg−1s−2，引力位物理意义：质点在某⼀位置时对无穷远处的引力位能的负值。
4.aa ff γω252*=+，)3591(2'e b a +=克莱罗定理；f 为地球椭球扁率f* 为地球椭球重力扁率ω 为地球自转角速度 a 为地球椭球长半轴γ a 为地球椭球赤道正常重力ωγ a 为地球椭球赤道离心力 5. Laplace ：0sin1cot 222222222=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂+∂∂λθθθθVV V rV rrV r，h1 = 1,h2 = r,h3 = rsin ϑ6. Poisson, Simeon-Denis :⎰⎰=-=σψσλϕ2sin2,),,(4322R l d R H lR rR H π,改进的Poisson方程为：⎰⎰---=σσλϕψd R H rR rlR rR H ),,()cos 31(42322π7. Stocks:⎰⎰∆=σσϕd r gS R T ),(4π，)(cos )(112),(12ψϕn n n P rR n n r S +∞=∑-+=，22222cos 5)2cos ln(cos 332),(rR rR r l rR rRl rR lR r S ψψψϕ--+--+=8. 谐函数定义：如果一个函数在空间区域υ范围内任何一点都满足拉普拉斯方程（ΔV=0），就称为谐函数。
大地测量学基础复习题
大地测量学基础复习题一、名词解释1、大地测量学：大地测量学是研究地球的形状、大小和重力场，以及测定地面点空间位置的学科。
2、椭球：大地水准面所包围的地球椭球体称为椭球。
3、大地水准面：由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。
4、垂线偏差：大地水准面上一点与椭球面上的垂线的偏离称为垂线偏差。
5、大地纬度：地面点在椭球面的法线与赤道平面的夹角称为大地纬度。
6、大地经度：地面点在椭球面的切线与子午线的夹角称为大地经度。
7、卯酉圈曲率半径：椭球面上平行于卯酉圈的曲率半径称为卯酉圈曲率半径。
8、子午圈曲率半径：椭球面上平行于子午圈的曲率半径称为子午圈曲率半径。
9、大地测量坐标系：以参考椭球中心为原点，大地经圈为基准面的直角坐标系称为大地测量坐标系。
10、大地原点：作为国家大地的基准点称为大地原点。
二、选择题1、下列哪个选项不是大地测量学的研究对象？( )A.地球的形状和大小B.地球的重力场C.空间点位置的测定D.大气物理2、下列哪个选项不是大地水准面的特点？( )A.大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则封闭曲面B.大地水准面上一点与椭球面上的垂线的偏离称为垂线偏差C.大地水准面与椭球面的差异是地球表面地形地貌的反映D.大地水准面与椭球面的差异是由地球内部物质分布不均匀造成的3、下列哪个选项不是大地纬度的特点？( )A.地面点在椭球面的法线与赤道平面的夹角称为大地纬度B.大地纬度的起算原点是赤道C.大地纬度的变化范围是0°-90°D.大地纬度的度量单位是度、分、秒4、下列哪个选项不是大地经度的特点？( )A.地面点在椭球面的切线与子午线的夹角称为大地经度B.大地经度的起算原点是本初子午线C.大地经度的变化范围是0°-180°D.大地经度的度量单位是度、分、秒5、下列哪个选项不是椭球的形状？( )A.短轴近似圆形，长轴略呈扁平形B.短轴近似圆形，长轴略呈梨形C.短轴近似圆形，长轴略呈扁球形D.短轴近似圆形，长轴略呈长球形6下列哪个选项不是大地测量坐标系的特征？( )A以参考椭球中心为原点，大地经圈为基准面的直角坐标系称为大地测量坐标系B大地测量坐标系的x轴指向北极，y轴指向东经0°方向C大地测量坐标系的x轴指向南极，y轴指向东经0°方向D大地测量坐标系的z 轴指向地球北极7下列哪个选项不是地球重力场的特征？( )A重力加速度随纬度增高而增大B重力加速度随海拔增高而减小C重力加速度随纬度增高而减小D重力加速度随海拔增高而增大8下列哪个选项不是进行大地测量时必须考虑地球自转的影响？( )A地面点的空间位置B大地水准面与椭球面的差异C大气折射改正D重力加速度的测定三、问答题1简述大地测量学的基本任务是什么？2简述大地水准面的特点。
物理大地测量复习提纲
地球重力场概述
一、什么是物理大地测量学？ 二、物理大地测量学的主要内容有哪些？其核心内容是什 么？ 三、为什么要研究和确定地球重力场？ 四、场和重力场的概念。 五、力位、引力位、离心力位和重力位的概念及其表达式 六、几种简单形体的引力位和引力，引力位在无穷远处正 则（正则条件）？ 七、重力位水准面与大地水准面的概念（为什么不平行） 八、拉普拉斯算子、拉普拉斯方程和调和函数。 九、泊松方程。引力位重力位在地球内、外部满足什么方 程？ 十、重力线是一条曲线与重力方向。
第四章 地球正常重力场
一、什么是正常地球、正常重力位、 正常重力、正常重力场？ 二、确定正常重力场的方法与比较。 三、麦克劳林椭球体与平均椭球体。 四、由极点正常重力和赤道正常重力 表示的椭球面上的正常重力。 五、重力扁率。
第五章 斯托克司边值理论
一、扰动位、扰动重力、大地水准面高和垂线偏 差？ 二、布隆斯公式及其作用？ 三、重力异常。 四、重力基本微分方程。 五、斯托克司边值问题（边界面与边值条件） 。 六、斯托克司函数与斯托克司公式？ 七、维宁· 曼尼兹函数与维宁· 曼尼兹公式？ 八、近似解的涵义。
第六章 重力归算
一、重力归算的概念。 二、空间改正、层间改正、地形改正、不完全布格改 正、法耶改正、布格改正和均衡改正的概念？ 三、空间重力异常、层间重。。。（同上）？ 四、各种重力归算方法的比较。 五、间接效应的概念与意义。 六、计算扰动位、大地水准面高和垂线偏差时，重力 异常类型的选择？ 七、利用均衡异常计算的步骤？ 八、利用空间异常计算的优缺点？
第七章 莫洛金斯基边值理论
一、高程异常、地面重力异常、似地球表面、似 大地水准面等的概念。 二、莫洛金斯基边值问题（边界面与边值条件） 三、解析延拓解和比亚哈马解的概念。 四、斯托克司与莫洛金斯基边值问题的比较。 五、大地水准面高与高程异常的比较。
大地测量学复习资料
1、普通测量学概念：研究地球表面局部区域内测绘工作的基本理论、仪器和方法的学科，是测绘学的一个基础部分。
局部区域指在该区域内进行测量、计算和制图时，可以不顾及地球的曲率，把这区域的地面简单地当作平面处理，而不致影响测图的精度。
普通测量学研究的主要内容，是局部区域内的控制测量和地形图的测绘。
基本工作包括距离测量、角度测量、高程测量和测绘地形图。
普通测量学随着测图区域和应用范围的日益扩大，相继发展和形成了大地测量学、摄影测量学、工程测量学和地图制图学等独立学科。
2、大地测量学定义：研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。
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。
3、岁差定义：地球瞬时自转轴在惯性空间不断改变方向的长期性运动。
（或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。
）4、章动定义：地球瞬时自转轴在惯性空间不断改变方向的周期性运动。
（或地轴指向在空固坐标系中的周期变化。
）5、极移的定义：地球自转轴存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化。
时间系统满足的条件：运动是连续的；运动的周期具有足够的稳定性；运动是可观测的。
6、恒星时：以春分点作为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间。
7、世界时：以格林尼治平子夜为零时起算的平太阳时。
8、春分点和天球赤道面，是建立天球坐标系的重要基准点和基准面。
9、大地测量参考框架：是大地测量参考系统的具体实现，是通过大地测量手段确定的固定在地面上的控制网（点）所构建的，分为坐标参考框架、高程参考框架、重力参考框架。
10、测量常用的基准包括：平面基准、高程基准、重力基准。
11、椭球的定向:确定椭球旋转轴的方向，不论是局部定位还是地心定位，都应满足两个平行条件：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。
自己整理的大地测量徐复习资料
第二章：坐标与时间系统【1】时间的描述包括时间原点、单位（尺度）两大要素。
时间的特点是连续、均匀【2】作为计量时间方法的周期运动的物体的要求：运动是连续的、运动的周期具有足够的稳定性、运动的可观测性【3】恒星时（ST）：以春分点作为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间恒星日：春分点连续两次经过同一子午圈上中天的时间间隔。
【4】真太阳时：以真太阳作为基本参考点，由其周日视运动确定的时间真太阳日：真太阳连续两次经过某地的上中天所经历的时间。
真太阳日在近日点最长。
【5】平太阳日（MT）：以平太阳作为参考点，其速度等于真太阳周年运动的平均速度。
平太阳连续两次经过同一子午圈的时间间隔称一个平太阳日。
【6】世界时（UT）：以格林尼治子夜为零起算的平太阳时。
【7】历书时（ET）：由于地球自转速度不均匀。
导致测得的时间不均匀，以地球公转运动为基准的历书时来度量时间。
【8】力学时：（1）太阳系质心力学时TDB（2）地球质心力学时TDT可看作是历书时在两种坐标系的实现地球质心力学时基本单位为国际秒制，1977年1月1日原子时（TAI）与TDT关系：TDT=TAI+32.184。
【9】原子时（AT）：以原子谐振信号周期为标准。
基本单位：秒。
定义：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192631770周所持续的时间为原子时秒。
原子时的原点定义：1985年1月1日UT2的0时。
AT=UT2-0.0039(s)。
【10】协调世界时（UTC）：以原子时秒长为计量单位，在时刻上与平太阳时之差小于0.9秒得时间系统。
【11】GPS时间系统：是一种特殊的原子时，与国际原子时的原点不同而已，瞬时差为常量TAI-GPST=19(s)。
【13】大地基准：描述地球形状的参考椭球的参数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。
包括一组大地测量参数和一组起算数据，其中，大地测量参数主要包括作为建立大地坐标系依据的地球椭球的四个常数，即地球椭球赤道半径，地心引力常数GM，带球谐系数J2和地球自转角度w，以及用以确定大地坐标系统和大地控制网长度基准的真空光速c；而一组起算数据是指国家大地控制网起算点的大地经度、大地纬度、大地高程和至相邻点方向的大地方位角。
大地测量学复习资料#(精选.)
1.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。
2.参考椭球：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。
3.大地线：椭球面上两点间的最短程曲线叫做大地线。
4.力高：水准面在纬度45度处的正常高。
5.大地主题解算：已知某些大地元素推求另一些大地元素的计算工作叫大地主题解算。
6.大地主题正算：已知P１点的大地坐标(L１，Ｂ１），Ｐ１至P２的大地线长S及其大地方位角，计算P２点的大地坐标(L２，Ｂ２）和大地线S在P２点的反方位角Ａ２１，这类问题叫做大地主题正算。
7.大地基准：是指能够最佳拟合地球形状的地球椭球的参数及椭球定位和定向8.高斯投影：横轴椭圆柱等角投影（假象有一个椭圆柱横套在地球椭球体外，并与某一条子午线相切，椭球柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定投影方法，将中央子午线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱上，再将此柱面展开成投影面）。
9.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科学。
10.理论闭合差：由水准面不平行而引起的水准环线闭合差，称为理论闭合差。
11.地心坐标系：地心坐标系是在大地体内建立的O-XYZ坐标系。
原点O设在大地体的质量中心，用相互垂直的X，Y，Z三个轴来表示，X轴与首子午面与赤道面的交线重合，向东为正。
Z轴与地球旋转轴重合，向北为正。
Y 轴与XOZ平面垂直构成右手系。
12.高斯投影正、反算公式进行换带计算的步骤。
这种方法的实质是把椭球面上的大地坐标作为过度坐标。
首先把某投影带内有关点的平面坐标（x，y）1利用高斯投影反算公式换算成椭球面上的大地坐标（B，l），进而得到L=L0+l，然后再由大地坐标(B,l)，利用投影正算公式换算成相邻带的平面坐标（x，y）2在计算时，要根据第2带的中央子午线来计算经差l，亦即此时l=L-L0。
物理大地测量学复习资料
物理大地测量学习题集编写：物理大地测量学课程组单位：武汉大学测绘学院时间：2006年6月第一章概述1、物理大地测量学的主要任务是什么？用物理的方法研究和测定地球的形状、地球重力场及其各自随时间的变化。
2、为什么要研究和确定地球重力场？●地球重力场同其他物理场一样，是客观存在的，不以人的意志为转移，是物质的一种存在形式。
●重力场是地球最重要的物理特性，制约着该行星上及其附近空间发生的有关力学事件，引力是宇宙物质存在的最普遍属性，制约着宇宙的形成和发展。
●地球重力场反应地球物质的空间分布，运动和变化，确定地球重力场的精细结构及其随时间的相依变化将为现代地球科学解决人类面临的资源问题，环境和灾害等紧迫课题提供基础地学信息。
3、物理大地测量学的学科内容有哪些？⏹重力位理论：⏹地球形状及其外部重力场的基本理论⏹全球性地球形状：⏹区域性地球形状⏹重力探测技术第二章重力测量原理1、给出重力的定义及单位。
狭义的重力是指地球表面上物体所受的地球的吸引力和离心力的和，广义的重力指宇宙中所有形体对物体的吸引力以及离心力的和，重力的单位是Gal，此外还有mGal，微伽等。
地球所有质量对任一点所产生的引力以及该点随地球相对于惯性中心运动而产生的离心力之和宇宙中所有物质对任一点产生的引力以及该点随地球相对于惯性中心运动而产生的离心力之和2、重力测量方式有哪些？目前有哪些重力测量技术？重力测量方式有绝对重力测量，相对重力测量，固定台站重力测量，流动台站重力测量。
重力测量技术有动力法重力测量技术以及静力法重力测量技术3、什么是重力基准？我国历史上采用了哪些重力基准？相对重力测量测定的是两点的重力差，为了求得绝对重力值，必须有一个已知的绝对重力点作为相对重力测量的起始点，为此必须建立统一的重力基准。
国家57重力基本网国家85重力基本网国家2000重力基本网4、简述利用自由落体测定绝对重力的基本原理。
5、简述利用振摆测定绝对重力和相对重力的基本原理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
物理大地测量学习题集编写：物理大地测量学课程组单位：武汉大学测绘学院时间：2006年6月第一章概述1、物理大地测量学的主要任务是什么？用物理的方法研究和测定地球的形状、地球重力场及其各自随时间的变化。
2、为什么要研究和确定地球重力场？●地球重力场同其他物理场一样，是客观存在的，不以人的意志为转移，是物质的一种存在形式。
●重力场是地球最重要的物理特性，制约着该行星上及其附近空间发生的有关力学事件，引力是宇宙物质存在的最普遍属性，制约着宇宙的形成和发展。
●地球重力场反应地球物质的空间分布，运动和变化，确定地球重力场的精细结构及其随时间的相依变化将为现代地球科学解决人类面临的资源问题，环境和灾害等紧迫课题提供基础地学信息。
3、物理大地测量学的学科内容有哪些？⏹重力位理论：⏹地球形状及其外部重力场的基本理论⏹全球性地球形状：⏹区域性地球形状⏹重力探测技术第二章重力测量原理1、给出重力的定义及单位。
狭义的重力是指地球表面上物体所受的地球的吸引力和离心力的和，广义的重力指宇宙中所有形体对物体的吸引力以及离心力的和，重力的单位是Gal，此外还有mGal，微伽等。
地球所有质量对任一点所产生的引力以及该点随地球相对于惯性中心运动而产生的离心力之和宇宙中所有物质对任一点产生的引力以及该点随地球相对于惯性中心运动而产生的离心力之和2、重力测量方式有哪些？目前有哪些重力测量技术？重力测量方式有绝对重力测量，相对重力测量，固定台站重力测量，流动台站重力测量。
重力测量技术有动力法重力测量技术以及静力法重力测量技术3、什么是重力基准？我国历史上采用了哪些重力基准？相对重力测量测定的是两点的重力差，为了求得绝对重力值，必须有一个已知的绝对重力点作为相对重力测量的起始点，为此必须建立统一的重力基准。
国家57重力基本网国家85重力基本网国家2000重力基本网4、简述利用自由落体测定绝对重力的基本原理。
5、简述利用振摆测定绝对重力和相对重力的基本原理。
6、简述垂直型弹簧重力仪测定相对重力的基本原理。
7、什么是零飘？在重力测量中如何消除零飘？因弹性系统存在弹性疲劳现象，在不受外力作用下重力仪的读书随时间而连续变化8、陆地重力测量主要受哪些因素的影响？9、重力测量数据处理包括哪些内容？10、简述重力测量技术的主要进展。
探测地球重力场信息的手段有哪些？1：传统地面跟踪卫星轨道摄动2：卫星雷达测高3：卫星跟踪卫星4：卫星重力梯度测量第三章位理论基础1、给出引力位函数的定义及物理意义。
2、求积分。
3、设为向经，求半经为、密度为的球体对内部和外部任意一点的引力位及引力。
4、求半经为、高度为的均质圆柱体对内部和外部任意一点的引力位及引力。
5、求半径为、密度为（常数）的园平面中心上方、或下方处的引力位和引力，并证明引力在园平面上是不连续的。
6、什么叫边值问题、外部边值问题和内部边值问题？7、什么叫混合边界条件、正则性条件？正则性条件的作用是什么？8、证明正则性公式：1），2）。
9、证明任意（密度连续）质体的引力位及其一阶导数在中是连续的。
10、证明：若已知地球的形状、旋转角速度及面上的重力值，则理论上通过重力测量可以求出地球的质量。
（提示：直接应用Green第二恒等式以及Poisson方程。
）11、证明：（其中，）12、证明：在封闭曲面S内调和，且在S面上的同一边值的两个不同的调和函数是不存在的。
13、证明位理论外部第一边值问题的解是唯一的。
14、地球引力位有何性质？●地球引力位沿任意方向的倒数等于重力在该方向的分量●在地球外部调和●在无穷远出正则●在内部满足泊松方程●在空间是连续的，导数在密度发生变化时不连续15、利用球函数方法求解如下边值问题：16、求积分，其中：。
17、证明：。
18、将展开为的球谐函数形式，其中19、试验证、是边值问题的解，其中S是半径为R 的球面。
20、利用分离变量法求解在球坐标下解的一般形式。
（注意：周期性条件、有界性条件的运用）21、给出重力位的定义及性质。
22、给出离心力位的定义及性质，试问离心力位等位面是什么形状？23、什么是调和函数？并证明质体（密度连续）引力位是调和函数。
24、证明双层位在层面上是不连续的。
25、什么叫球谐函数、面球谐函数、带球谐函数？26、证明单层引力位于中连续，而在层面上不连续，（取决于n的方向）。
27、一个半径为R的球，测得球面上的位为：，求球外任一点的位。
28、证明格林函数具有对称性，即。
29、证明质体（密度连续）引力位在质体内部满足Poisson方程。
30、给出Stokes定理和Stokes问题的陈述。
Stokes定理：如果已知一个水准面的形状S，以及水准面上的位W0（或者它所包含的质量M）以及旋转角速度w，则可以根据这些条件单值的确定水准面上及其外部空间任一点的重力位及重力。
Stokes问题：有一个重力位水准面S，其内部包含了所有的质量，已知S面上的重力及重力位，则可确定此水准面的形状及外部重力位。
第四章正常重力场1、引进正常重力场的目的是什么？建立正常重力场时有哪些基本要求（或假设）？将地球重力场的求解转化为扰动场或者异常重力场的求解，保证了其解的存在性，并方便求解人为选择的尽可能接近真实地球形状的规则自转质体（正常地球）所产生的重力场。
✓尽量符合地球外部重力场✓尽量不改变大地水准面的形状✓不改变地球重力场的总质量以及旋转角速度✓椭球体表面为水准面，且外部没有质量存在✓地球质心与椭球体中心重合2、将展开为的球谐函数（），其中。
3、在地球引力位的展开式中，系数可写成：写出时的系数，并将积分号内转化为直角坐标（x，y，z）。
4、地球引力位的球函数展开式中零阶项、一阶项和二阶项的物理意义是什么？5、试论述旋转椭球体产生的引力位与经度无关。
6、将地球引力位展开成如下几种形式：试求各展开式的系数表达式，并建立系数之间的关系式。
7、什么叫水准椭球、正常椭球、平均椭球？8、基于Stokes方法和Laplace方法确定正常重力场有何区别？9、写出正常位、正常重力在球近似下的展开式。
10、正常重力场有何性质？11、正常重力位和正常重力由那些参数来确定？12、在中运用，证明。
13、基于Laplace方法如何确定正常重力场？14、基于Stokes方法如何确定正常重力场？15、给出空间和椭球面上正常位和正常重力（）的表达式。
第五章确定大地水准面形状的Stokes理论1、什么叫水准面？结合分析水准面的性质。
如果一个曲面上重力位相等，则称这个曲面为重力位水准面任一点的重力方向垂直于该点的重力位水准面水准面之间不一定平行，既不相交也不相切2、简述大地水准面的定义及性质。
3、试说明布隆斯公式的物理意义。
4、扰动位的定义是什么？在确定地球重力场中有何作用？写出扰动位的积分形式和级数展开形式。
5、论证：的物理意义。
6、给出大地水准面高的定义及广义的Bruns公式。
7、给出扰动重力与重力扰动的定义，并比较它们之间的异同。
8、什么叫重力异常？推导重力异常与扰动位的关系式（重力测量基本微分方程）。
9、什么叫重力垂线偏差？说明几种不同定义的差异，并推导重力垂线偏差与扰动位的关系式。
10、证明是调和函数，而不是调和函数。
11、证明是调和函数（是调和函数）。
12、叙述Stokes边值问题，它应有哪些假设？13、利用球面三角函数关系式，求。
14、求的表达式。
15、利用球谐函数法解边值问题，其中是半径为的球面。
16、利用球谐函数法解边值问题，其中是半径为的球面。
17、已知大地水准面上的重力异常或扰动重力，如何求解大地水准面高？18、为什么要进行重力归算？19、什么叫空间改正？其物理解释是什么？20、写出自由空气（或空间重力）异常的定义及表达式。
21、地形改正的作用是什么？为什么地形改正总为正值？22、层间改正的物理意义与计算公式是什么？23、重力改正是否应该注意离心力的影响？为什么？24、什么叫布格改正、布格重力异常和法耶重力异常？25、普拉特模型与艾黎模型有何异同？26、给出均衡改正的定义及物理意义。
27、如何评价重力归算方法的优劣？28、均衡改正与布格改正有什么不同？29、哪种重力归算方法最符合stokes理论？哪种重力归算方法对地球形状与外部重力场的影响最小？30、什么是间接效应？地球重力场模型的概念是什么？第六章基于Moledensky理论确定地球形状的基本原理1、为什么水准测量高程具有多值性？2、位基数的定义是什么？3、给出正高、正常高、力高的定义及其与水准测量高程之间的关系。
4、什么是似大地水准面？它是否为等位面？5、什么是高程异常？并推导高程异常与扰动位之间的关系。
6、给出似地形表面的定义。
7、大地水准面上的重力异常与地面上的重力异常有何异同？8、证明大地水准面高与高程异常之间的关系为：，其中为实际重力平均值，为正常重力平均值，为正高。
9、给出Molodensky边值问题的数学表述。
10、比较Molodensky边值问题与Stokes边值问题的区别。
✓边界面不一样，前者为大地水准面，后者为地球表面✓边值条件不同，前者为已知大地水准面上的重力异常，而后者为已知地球表面上的重力异常✓解的结果不同，前者是求解大地水准面上及其外部的扰动位，后者是求解地球表面上及其外部的扰动位✓前者需要将地面上的重力观测值归算到大地水准面上，必须进行地壳密度假设，因而所求的大地水准面为调整后的大地水准面，后者无需进行归算，只需将正常重力按严密公式归算到似地球表面即可，不需要地壳密度架设✓前者为求解法向导数为题，相对较容易，后者为求解斜向导数问题，相对较难，并且为了求解高精度的大地水准面需要更多的地形资料。
（1）边界面不同，前者为大地水准面，而后者为地球表面；（2）边值条件不同，前者是已知大地水准面上的重力异常，而后者则是已知地球表面上的重力异常；（3）解的结果不同，前者是求解大地水准面上及其外部的扰动位，而后者是求解地球表面上及其外部的扰动位；（4）前者需要将地面上的重力观测值归算到大地水准面上，必须进行地壳密度假设，因而所求得的大地水准面为调整后的大地水准面，而后者无需进行这样的归算，只需将正常重力按严密公式归算到似地球表面即可，不需要地壳密度假设；（5）前者为求解法向导数问题，相对较容易，而后者为求解斜向导数问题，相对较难，并且为了求解高精度的大地水准面需要更多的地形资料。
第七章地球重力场的应用1、地球重力场在国防与军事科学中有何作用？侦察低轨航天器轨道的设计和轨道确定提高路基远程战略武器打击精度及生存能力提高水下流动战略武器打击精度对地观测卫星的精密定规2、地球重力场在相关地球科学中有何作用？地球重力场结构是地球物质密度分布的直接映像，精细的重力异常分布和大地水准面起伏可应用于地球岩石圈及其深部构造和动力学研究微伽级精度的绝对重力测量和相对重力测量及卫星重力探测技术的发展，可以探测地球重力场因潮汐现象和各种地球动力学现象引起的微变化3、地球重力场在测绘科学中有何作用？4、什么是GPS水准测量？在大地水准面精化中有何作用？5、确定大地水准面的主要方法有哪些？几何方法：天文水准，卫星测高，GPS水准重力学方法：Stokes解，Hotine解，Molodensky级数解组合法6、确定高精度高分辨率大地水准面有何意义？在经典大地测量中，地球重力场对大地测量相对定位起辅助作用主要应用于确定参考椭球及其定位、地面观测数据（距离、方向等）归算到参考椭球面上、精密水准测量的重力场改正等。