大地测量系统与参考框架
测绘学概论知识点整理
1、基础概念测绘学：研究对实体(包括地球整体、表面以及外层空间各种自然和人造的物体)中与地理空间分布有关的各种几何、物理、人文及其随时间变化的信息的采集、处理、管理、更新和利用的科学与技术。
地形测量学：研究不考虑地球曲率的小区域地表面各类物体形状和大小的测绘科学。
大地测量学：研究需考虑地球曲率的广大地区的测绘科学。
基本任务是建立国家大地控制网，测定地球的形状、大小和研究地球重力场的理论、技术和方法。
又可以分为常规大地测量与卫星大地测量摄影测量学：利用摄影相片来研究地表形状和大小的测绘科学。
又分为地面摄影测量和核孔摄影测量。
工程测量学：研究在工程建设各个阶段所进行的与地形及工程有关的信息的采集和处理、工程的施工放样及设备安装、变形监测分析和预报等的理论、技术与方法, 以及研究对与测量和工程有关的信息进行管理和使用。
地图制图学：利用测量所得的资料，研究如何投影编绘成地图，以及地图制作的理论、工艺技术和应用等方面的测绘科学。
水准面：一个处处与重力方向垂直的连续曲面。
平均海水面：海水静止时的水面，是一个特定重力位的水准面，也称为大地水准面。
参考椭球定位：确定参考椭球面与大地水准面的相关位置，使其在地区范围内与大地水准面最佳拟合，使其作为测量计算的基准面的过程高程：在一般测量工作中以大地水准面作为基准面，因而某点到基准面的高度是指某点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，通常称为它是绝对高程或海拔。
等角投影：将地面点沿铅垂线投影到投影面上，并使得投影前后图形的角度保持不变。
直线定向：确定一条直线与基本方向的关系。
三北方向：椭球子午线方向称为直子午线，用磁针北端确定的方向称为磁北线；平行于高斯投影平面直角坐标系X坐标轴的方向称为坐标纵线。
子午线收敛角：子午线与该店坐标纵线的夹角。
东为正，反之为负。
磁偏角：磁北线与真子午线方向的夹角，东为东偏，为正，西为西偏，为负。
方向角：由基本方向线的北端起顺时针方向到一方向线的角度，称为该方向线的方位角。
大地测量案例分析基础知识点讲稿
讲稿：翠微之子
一、基础知识点分析 1、现代大地测量的特点:(1)长距离、大范围(2)高精度(3)实时、快速 (4)“四维”(5)地心(6)学科融合。 2、大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准及其实现方式。 大地测量系统包括：坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。 大地参考框架有坐标(参考)框架、高程(参考)框架和重力测量(参考)框架三种。 3、大地测量坐标系统：原点位置不同分地心坐标系统和参心坐标系统。表现形式上分空间直角坐标系统、 大地坐标系统 4、大地测量坐标框架 1） 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 建立地球参心坐标系需要进行下列（ABCD）等方面的工作。 A、选择或求定椭球参数 B、椭球的定位 C、椭球的定向 D、建立大地原点 2） 地心坐标框架：国际地面参考框架(ITRF)是国际地面参考系统(ITRS)的具体实现。 (ITRF)实现甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)、激光测月(LLR)、GPS 和卫星多普勒定轨定位 (DORIS) 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。 ITRS 国际地球参考系统的定义为：① Z 轴从地心指向 BIH1984.0 定义的协议地球极（CTP）；②长度单位 为（m），并且是在广义相对论框架下的定义 ③ 时间演变基准是使用满足无整体旋转（NNR）条件的板块运动 模型，用于描述地球各块体随时间的变化 ④原点为地心，并且包括海洋和大气在内的整个地球的质心 ⑤ x 轴 从地心指向格林尼治平均子午面与 CTP 赤道的交点 ⑥Y 轴与 XOZ 平面垂直而构成右手坐标系 2000 国家大地控制网是定义在 ITRS2000 地心坐标系统中的区域性地心坐标框架。区域性地心坐标框架一 般由三级构成。第一级为连续运行站构成的动态地心坐标框架，它是区域性地心坐标框架的主控制；第二级是 与连续运行站定期联测的大地控制点构成的准动态地心坐标框架；第三级是加密大地控制点. 2000 国家 GPS 大地控制网由以下 GPS 网构成： 国家测绘局布设的国家 GPS A、B 级网,总参测绘局布设的 GPS 一、二级网，以及中国地震局、中国科学院 GPS 观测网的成果，国务院批准自 2008 年 7 月 1 日启用我国的地心坐标系—2000 国家大地坐标系，英文名称为 China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为 CGCS2000 5、高程系统和高程框架 1）高程基准：1954 年，我国确定用青岛验潮站验潮计算的黄海平均海水面作为高程基准面，在青岛市观 象山修建了国家水准原点。1956 年，通过对青岛验潮站 1950 年至 1956 年 7 年的验潮资料的计算，求出我国青 岛水准原点高程为 72．289 m，称为 1956 黄海高程系。1976 年，我国进行了国家二期一等水准网布测工作。 根 据 1952～1979 年 27 年间建立了 1985 国家高程基准。1985 国家高程基准是我国现采用的高程基准．青岛水准 原点高程为 72．2604 m。 2）高程系统：我国高程系统采用正常高 h 正常高系统，正常高的起算面是似大地水准面。由地面点沿铅 垂线（正常重力线）向下至似大地水准面之间的距离。 正高 h 正高：沿重力（垂）到大地水准面的距离、大地高 H：沿法线到椭球面的距离 H＝h 正常高＋ ＝h 正高＋n；大地高＝正常高＋高程异常＝正高＋大地水准面差距
测绘综合能力知识点汇总1
大地测量坐标系统与参考框架1)组成(1)大地测量系统，包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。
(2)大地参考框架，包括坐标(参考)框架、高程(参考)框架、重力测量(参考)框架。
2)大地测量坐标系统和大地测量常数(1)大地测量坐标系统：根据坐标系统原点位置不同，分为地心坐标系统和参心坐标系统;从表现形式上，分为空间直角坐标系统和大地坐标系统。
(2)大地测量常数：地球椭球的几何参数(长半轴、短半轴、扁率、第一偏心率、第二偏心率等)和物理参数(地心引力常数、自转角速度、重力场参数等)。
3)大地测量坐标框架(1)大地测量参考框架是大地测量系统的具体实现。
(2)参心坐标框架：全国天文大地网(1954北京坐标系、1980西安坐标系)。
(3)地心坐标框架：2000国家大地控制网、ITRF。
4)高程系统和高程框架(1)高程基准1956年黄海高程系，青岛水准原点高程为72.289m;1985国家高程基准，青岛水准原点高程为72.260m。
(2)高程系统我国高程系统采用正常高系统，其起算面是似大地水准面。
(3)高程框架①高程框架是高程系统的实现。
②水准高程框架，由国家二期一等水准网，以及国家二期一等水准复测的高精度水准控制网实现，以青岛水准原点为起算基准，以正常高程系统为水准高差传递方式。
⑧高程框架分为四个等级，分别称为国家一、二、三、四等水准控制网。
④高程框架的另一种形式是通过(似)大地水准面精化来实现。
重力系统和重力测量框架(1)重力是重力加速度的简称。
(2)重力测量是测定空间一点的重力加速度。
(3)重力基准是标定一个国家或地区的绝对重力值的标准。
(4)重力参考系统是指采用的椭球常数及其相应的正常重力场。
(5)重力测量框架是由分布在各地的若干绝对重力点和相对重力点构成的重力控制网，以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线组成。
(6)2000国家重力基本网。
6)深度基准(1)深度基准面：①最低低潮面;②大潮平均低潮面;③实测最低潮面;④理论深度基准。
大地测量
重力基准就是标定一个国家和地区的绝对重力值的标准。
重力参考系统则是指采用的椭球常数及其相应的正常重力场。
重力测量框架则是由分布在各地的若干绝对重力点和相对重力点构成的重 力控制网，以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线。
基准
年代
椭球常数
基本构成
波茨坦重力基准 20世纪50—70 克拉索夫斯基
年代
1985国家重力基 本网
三、大地测量系统与参考框架
基本定义：
大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准及其实现方式（包 括理论、模型和方法）。大地测量系统包括坐标系统、高程系统、深度基准 和重力参考系统。
大地测量参考框架是通过大地测量手段，由固定在地面上的点所构成的 大地网（点）或其它实体（静止或运动的物体）按相应于大地测量系统的规 定模式构建的，是对大地测量系统的具体实现。与大地测量系统相对应，大 地参考框架有坐标（参考）框架、高程（参考）框架和重力（参考）框架。
5）GPS（GPS Time，GPST）：由GPS星载原子钟和地面监控站原子钟组 成的一种原子时基准，与国际原子时保持有19s的常数差，并在GPS标准历 元1980年1月6日零时与UTC保持一致。
2020年4月5日3时49分
FOUNDATION OF GEODESY
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）力学时（Dynamic Time,DT）:在天文学中，天体的星历是根据天体动力 学理论的运动方程而编算的，其中所采用的独立变量是时间参数T，这个数 学变量T，定义为力学时。
4）协调时（ Universal Time Coordinate,UTC ）：是时间服务工作钟把原子 时的秒长和世界时的时刻结合起来的一种时间。并不是一种独立的时间。
大地测量
大测量概论
1.大地测量坐标系统和大地测 量常数
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。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 坐标系统两种形式。其中大地高H是指空 间点沿椭球面法线方向至椭球面的距离。
大地测量概论
大地测量常数是指与地球一起旋转且和地球 表面最佳吻合的旋转椭球(即地球椭球)几何 参数和物理参数。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。大 地测量常数按属性分为几何常数和物理常数。 基本常数：椭球长半轴；地球引力常数；地 球自转角速度；正常化二阶带球系数。 导出常数：地球位展开式球谐函数系数；第 一偏心率；第二偏心率；椭球短半轴；椭球 扁率；极曲率半径；赤道周长等。
大地测量概论
地心坐标框架：国际地面参考框架(ITRF)是国际地 面参考系统(ITRS)的具体实现。它以甚长基线干涉 测量、卫星激光测距、激光测月、GPS和卫星多普 勒定轨定位等空间大地测量技术构成全球观测网点， 经数据处理，得到lTRF点(地面观测点)站坐标和速 度场等。
2000 国家大地控制网是定义在ITRS 2000 地 心坐标系统中的区域性地心坐标框架。一般由三级 构成。第一级为连续运行站构成的动态地心坐标框 架，它是区域性地心坐标框架的主控制;第二级是 与连续运行站定期联测的大地控制点构成的准动态 地心坐标框架;第三级是加密大地控制点。
高程框架分为四个等级，分别称为国家一、二、三、 四等水准控制网。框架点的正常高采用逐级控制，其现 势性通过一、二等水准控制网的定期复测来维持。高程 框架的另一种形式是通过(似)大地水准面精化来实现的。
西南交通大学2019年952测绘学真题与参考答案
西南交通大学2019年全日制硕士研究生招生考试入学试题试题代码:952试题名称:测绘学一、简答题（10*8=80分）1、何为卫星大地测量学?卫星大地测量学的主要内容及技术特点是什么?卫星大地测量学是利用人造卫星进行精确测量，研究利用这些观测数据解决大地测量学问题的科学。
是现代大地测量学的重要组成部分。
主要内容是:建立和维持全球性和区域性大地测量系统与大地测量框架;快速精确测定全球、区域或局部空间点的三维位置和相互位置关系;利用地面站观测数据确定卫星轨道;探测地球重力场及其时间变化，测定地球潮汐;监测和研究地球动力学(地球自转、极移、全球变化及其他全球和区域地球动力学问题) ;监测和研究电离层、对流层、海洋环流，海平面变化、冰川、冰原的时变。
技术特点:卫星大地测量技术从观测目标可分为以下三种类型:卫星地面跟踪观测;卫星对地观测;卫星对卫星观测。
从卫星大地测量学的性质来分，卫星大地测量可分为几何方法和动力方法。
首先，卫星可作为一-些高空目标，被看成是在大范围内或整个三维网中的坐标框架点。
从不同的地面站上观测卫星或接收卫星的定位信号，利用空间交会法就可确定卫星的位置或地面站的位置，卫星方法的主要优点是它能跨越远距离，可建立地面目标之间长距离的大地测量连接，实现地球框架的长距离尺度和方为控制。
其次，卫星又可看成地球重力场的探测器或传感器。
通过对地球引力场作用下的卫星或相互之间进行跟踪，可以反求地球引力场和其他动力学参数。
利用卫星观测技术确定卫星轨道和精化地面站的坐标是相互作用的，即在利用卫星大地测量方法进行卫星定轨的同时，可精化地面站的地心坐标，还可解算地球引力场、地球自转参数(地球自转、极移)以及相关的动力学参数。
2、在测量平差模型中何为函数模型，何为随机模型，何为模型误差?函数模型:描述观测量与待求未知量间的数学函数关系的模型。
随机模型:描述评查问题中的随机量(观测量)及其相互间统计相关性质的模型模型误差:由于观测量与被观测量之间的数学物理关系经常是不确定的，所建函数模型和随机模型与客观实际总会存在某种差异，这种差异成为模型误差。
《测绘学概论》课程笔记
《测绘学概论》课程笔记第一章：测绘学总论1.1 测绘学的基本概念测绘学是一门研究地球形状、大小、重力场、表面形态及其空间位置的科学。
它的主要任务是对地球表面进行测量，获取地球表面的空间信息，并对其进行处理、分析和应用。
测绘学的研究对象包括地球的形状、大小、重力场、表面形态等自然属性，以及人类活动产生的各种地理现象和空间信息。
1.2 测绘学的研究内容测绘学的研究内容主要包括以下几个方面：（1）大地测量学：研究地球的形状、大小和重力场，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
（2）摄影测量学：利用航空或卫星摄影技术，获取地球表面的空间信息，并通过图像处理技术对其进行解析和应用。
（3）全球卫星导航定位技术：利用卫星导航系统，如GPS、GLONASS、北斗等，进行地球表面空间位置的测量和定位。
（4）遥感科学与技术：利用遥感技术，如卫星遥感、航空遥感等，获取地球表面和大气的物理、化学和生物信息，并进行处理和应用。
（5）地理信息系统：利用计算机技术，对地理空间信息进行采集、存储、管理、分析和可视化，为地理研究和决策提供支持。
1.3 测绘学的现代发展随着科技的发展，测绘学进入了一个新的发展阶段。
现代测绘技术主要包括卫星大地测量、数字摄影测量、激光扫描、遥感技术、地理信息系统等。
这些技术的发展，使得测绘工作更加高效、精确和全面，为地球科学、资源调查、环境保护、城市规划等领域提供了强大的支持。
1.4 测绘学的科学地位和作用测绘学在科学体系中占有重要地位，它是地球科学的基础学科之一，为其他学科提供了重要的数据支持。
同时，测绘学在国民经济和国防建设中发挥着重要作用，如土地管理、城市规划、环境监测、资源调查、灾害预警等，都离不开测绘学的支持。
第二章：大地测量学2.1 概述大地测量学是测绘学的一个重要分支，主要研究地球的形状、大小、重力场及其变化，建立地球的数学模型，为各种测量提供基准。
大地测量学具有广泛的应用，如地球科学研究、资源调查、环境保护、城市规划等。
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。
大地测量坐标系统和参考框架
大地测量坐标系统和参考框架与大地测量系统相对 掃签：大地测毘土标至统分真I 测恶地地心坐标系产生背景*爲世纪50年代.二前，一个国家或一个地区都是在使所选择的参考椭球与 其所在地区的犬地水准面星佳拟合的条件下，按孤度测量方法来建立各自的局部大地坐标系的。
由 于当时除海洋上只有稀疏的重力测量外，大地訓量工作只能在各个大陆上进行，而各大陆的局部大 地坐标系间几乎没有联系*不过在当时的科学发展水平上，局部大地坐标系己能基本满足各国大地 测量和制图工作的要求9但是，为了研究地球形状的整体及其外部重力场以及地球动力现象；特别 是50年代末，人谴地球卫星和远程弹道武器出现后，为了描述它们在空间的位置和运动，以及表示 其地面发射站和跟踪站的位置，都必须采用地心坐标系。
因此，建立全球地心坐标系（也称为世界 坐标系）己成为大地测量所面临的迫切任务°大地测量常数是指地球椭球的几何和协理参数，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。
大地测量常数包括：地心引力常数、地球赤道半径、地球扁率、地球动力构型 因子S 地球标称平均箱速度、地球平均赤道重力等".tom crwyiw/rto/大地测量系统包括：坐标系统*高程系统.深度基准和重力参考系统 应，大地参考框架有三种：坐标参考框架、高程参考框架和重力测量参考框架（1）大地测量坐标系统和大地测量常数大地测最系统和参考框架厨 （2012-0&-3&1»-4?<0*转戟大地测量坐标系统根据其原点的位置不同分为地心坐标系统和参心坐标系统i 从表现形式上又 分为空间直角坐标系5 y> z ）和大地坐标系（B. L. H ）,注：大地高H 是指空间点沿椭球面法线 方向至椭球面的距离。
<2）大地测量坐标框架参心坐标框架：坐标原点位于参考椭球中心，由天文大地网实现和维持，是区域性、二维静态的坐标框架。
如我国的1954北京坐标系和1980西安坐标系。
大地测量学知识点
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）。
大地测量学知识点
大地坐标系：采用大地经度L 、大地纬度B 和大地高H 来描述地面上一点的空间位置的。
克莱罗定理：大地测量学：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。
开普勒三定律：行星运动的轨迹是椭圆；太阳位于其椭圆的一个焦点上； 在单位时间内扫过的面积相等；运动的周期的平方与轨道的长半轴的立方的比为常数。
岁差：由于日、月等天体的影响，有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，是地轴方向相对于空间的长周期运动，旋转周期为26000年。
章动：月球运行的轨道与月的之间距离是不断变化的，使得月球引力产生的大小和方向不断变化，从而导致北天极在天球上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。
,极移：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。
大地经度Ｌ：为大地起始子午面与该点所在的子午面所构成的二面角，由起始子午面起算，向东为正，称东经（0°～180°），向西为负，称西经（0°～180°）。
)sin 1(2ϕβγγϕ⋅+=e大地纬度：大地纬度Ｂ是过该点作椭球面的法线与赤道面的夹角，由赤道面起算，向北为正，称北纬（0°～90°），向南为负，称南纬（0°～90°）。
大地水准面：平均海水面按处处与重力方向垂直的特性向大陆、岛屿内延伸而形成的闭合曲面，是完全静止的海水面所形成的重力等位面。
总（平均）地球椭球：与地球的物理性质、大地体的几何大小相同的旋转椭球体。
参考椭球：大地水准面形状不规则，而最佳拟合于区域性大地水准面的旋转椭球面叫做~。
正常椭球：大地水准面的规则形状（一般指旋转椭球面）。
<椭球定位：指确定该椭球中心的位置，分为：局部定位和地心定位。
椭球定向：指确定椭球旋转轴的方向。
一点定位：多点定位： 大地测量参考框架：固定在地面上的控制网坐标参考架，高程参考架，重力参考架。
大地测量学知识点
大地测量学知识点第一篇：大地测量学知识点1.大地坐标系：地面点在参考椭圆的位置用大地经度和纬度表示，若地面的点不在椭球面上，它沿法线到椭球面的距离称为大地高2.空间大地直角坐标系：是大地坐标系相应的三维大地直角坐标系3.地心坐标系：定义大地坐标系时，如果选择的旋转椭球为总地球椭球，椭球中心就是地质中心，再定义坐标轴的指向，此时建立的大地坐标系叫做地心坐标系大地方位角：p点的子午面与过p点法线及Q点的平面所成的角度正高系统：地面上一点沿铅垂线到大地水准面的距离正常高系统：一点沿铅垂线到似水准面的距离国家水准网布设的原则：从高级到低级，从整体到局部，分为四个等级布设，逐级控制，逐级加密4.理论闭合差：在闭合的环形水准路线中，由于水准面不平行所产生的闭合差5.大地高系统：地面一点沿法线到椭球面的距离6.平面控制网的测量方法三角测量：在地面上按一定的要求选定一系列的点，他们与周围的邻近点通视，并构成相互联接的三角网状图形，称为三角网，网中各点称为三角点，在各点上可以进行水平角测量，精确观测各三角内角，另外至少精确测量一条三角形边长度D和方位角，作为网的起始边长和起始方位角，推算边长，方位角进而推算各点坐标三边测量：根据三角形的余弦公式，便可求出三角形内角，进而推算出各边的方位角和各点坐标7.国家高程基准的参考面有平均海水面，大地水准面，似大地水准面，参考椭球面1956年黄海高程系统1985年国家高程基准8.角度观测误差分析视准轴误差：视准轴不垂直于水平轴产生水平轴误差：水平轴不垂直于垂直轴产生这2个的消除误差方法为取盘左盘右读数取平均值垂直轴倾斜误差：垂直轴本身偏离铅垂线的位置，即不竖直解决的方法：观测时，气泡不得偏离一格，测回之间重新整理仪器，观测目标的垂直角大于3度，按气泡偏离的格数计算垂直轴倾斜改正9.方向观测法是在一测回内将测站上所有要观测的方向先置盘左位置，逐一照准进行观测，再盘右的位置依次观测，取盘左盘右的平均值作为各方向的观测值。
大地测量问答1111
考试题目类型名词解释简答题问答题计算题计算题内容1、ITRF框架转换2、高斯投影（换带计算，中央子午线计算）3、水准，方向观测的记录与计算4、概略高程计算（P324）1、大地测量学？答：在一定的时间与空姐参考系中，测量喝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。
2、大地测量分类？答：分为常规（经典）大地测量和现代大地测量。
常规大地测量：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：几何大地测量学；物理大地测量学；空间大地测量学。
3、大地测量的发展经历了哪几个阶段？答：第一阶段：地球圆球阶段；主要是弧度测量第二阶段：地球椭球阶段；首创三角测量法；创立日心说；开普勒发表行星三大定律；伽利略进行第一次重力测量，牛顿提出地球特征：两极扁平的旋转椭球，重力加速度由赤道向两极成比例增加。
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质，椭球面上测量计算，以及将椭球面投影到平面的正投影法；弧度测量大规模展开；推算了不同的地球椭球参数；第三阶段：大地水准面阶段；天文大地网的布设有了重大发展；铟瓦基线尺出现；提出新的椭球参数第四阶段：现代大地测量新时期；各国各自的大规模水准网建立；有些国家建立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配置法的提出和应用。
4、主要的空间大地测量技术包括哪些？5、天球？春分点？子午面？子午圈？岁差？章动？极移？答：天球：以地球质心为中心，半径为无穷大的假想球体。
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。
子午面：包含天轴并通过地球上任意一点的平面子午圈：子午面与天球相交的大圆岁差：由于日月等天体的影响，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，其锥角等于黄赤交角23.5°，旋转周期为26000年，这种运动叫岁差。
章动：由于月球轨道相对于黄道有倾斜，使得月球引力产生的转矩的大小和方向不断变化，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，振幅为9.21″极移：地球自转轴存在着相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，导致极点在地球表面的位置随时间而变化，这种现象叫极移6、恒星时？平太阳时？世界时？真太阳时？回归年？原子时？协调世界时？答：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叫恒星时。
国际地球参考框架
ITRF90是ITRS最初实现的ITRF解，它采用了BIH（国际时间局）最终的坐标系BTS87的原点、尺度和定向参 数，以保证IERS地球参考系与BIH地球参考系的连续性。ITRF88是ITRF的第一次实现，它的原点、尺度和定向参 数与ITRF90一致。
(4)时间演变基准：ITRF88至ITFR90采用AMO-2绝对板块运动模型；ITRF91至ITRF92采用NNR-NUIVEL1板块 运动模型；ITRF93加入了IERS的地球自转参数约束条件，它求出的全球站速度场模型与NNR-NUIVEL1A模型存在 一个小的旋转角；TRF94和ITRF9B仍然采用NNR-NUIVEL1A模型，
框架基准
框架基准
一个地球参考框架的定义，是通过对框架的定向、原点、尺度和框架时间演变基准的明确定义来实现的。自 ITRF建立以来，随着技术水平的提高和新的侧t手段的加人(GPS：1991年；DORIS：1994年)，不同ITRF框架的定 义也作了一些改进。其中：
(1)定向基准：TRF93的定向参数与其它的框架之间存在着显著的旋转关系。
ITRF89、ITRF90的原点和尺度由得克萨斯空间研究中心CSR的SSC解给出，在定向上，相对于ITRF88无整体 旋转。
以上框架都没有考虑速度场模型，都是以板块运动模型AMO-2模型作为它们的时间变化模型。
ITRF91以后解的方案与以前相比有了很大的变化。以ITRF94为例，首先它不再采用板块运动的地球物理学 模型归化测站的位置和速度；其次，对各分析中心的解进行了分类，质量好的、计算了测站位置、速度并有协方 差矩阵的解才有资格参加ITR94解的计算。在定向上，摒弃了ITRF93的做法，而与ITRF92在历元1988.0一致，也 就是相对于ITRF91无全球性旋转。ITRF94的原点特选了一些SLR、GPS和DORIS独立解的加权平均值。它的尺度采 用了VLBI、SLR、GPS和DORIS独立解的加权平均值。在时间变化上同地球物理学模型NNR-NUVELlA一致。
大地测量参考框架
3986005·108
23
大地测量参考框架(郭际明)
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WUHAN
-2267749.162 5009154.325 3221290.762
BEIJING -2148743.784 4426641.236 4044655.935
SHANGHAI -2831733.268 4675666.039 3275369.521
1 概论
▪ 大地基准（Geodetic Datum）：用以代 表地球形体的旋转椭球，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关 系）。
b
a
1
大地测量参考框架(郭际明)
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▪ 大 地 测 量 参 考 系 统 （ Geodetic Reference System）：坐标参考系统、高程参考系统、重 力参考系统
Ellipsoid has been used in classical geodesy for over 200 years to provide a figure of the earth on which positions may be given in terms of latitude, longitude and height above the ellipsoidal surface. The ellipsoid thus used is termed a reference ellipsoid.
2
大地测量参考框架(郭际明)
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大地测量参考框架(郭际明)
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▪ 大地测量参考框架(Geodetic Reference Frame)：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。（）
大地测量系统与参考框架
1.重力基准和重力参考系统 重力是重力加速度的简称。重力测量就是测定空间一点的重力加速度。重力基准就是标定一个国家或地区的（绝对）重力值的标准。在20世纪50～70年代，我国采用波茨坦重力基准，而我国重力参考系统采用克拉索夫斯基椭球常数。20世纪80年代，我国重力基准用经过国际比对的高精度相对重力仪自行测定，而重力参考系统则采用IUGG75椭球常数及其相应的正常重力场。 2.重力框架 重力测量框架由分布在全国的若干绝对重力点和相对重力点构成的重力控制网、以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线构成。
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
大地测量系统包括两个方面的概念：一是大地测量系统所采用的大地测量常数的确定；二是大地测量应满足的条件。 1.大地测量常数 大地测量常数是指与地球一起旋转且和地球表面最佳吻合的旋转椭球（即地球椭球）几何和物理参数。 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。导出常数是由基本常数导出，便于大地测量应用。
几何常数
物理常数
a
6378137m
GM
3986005*108m3*s-2
J2
108263*10-8
ω
7292115*10-11rad*s-2
B
6356752.3141m
U0
62636860.850m2*s-2
1/f
298.257222101
J4
-0.222
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
2.大地测量坐标系统和应满足的条件 （1）大地坐标系统的类别 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，也称地固坐标系统。 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，常用的大地测量坐标系统有空间直角坐标系统、大地坐标系统二种形式。 （2）地（参）心坐标系应满足的条件
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三．大地测量参考框架
1.大地测量坐标框架建立的基本方法 （1）地心坐标框架 地心坐标框架是地心坐标系统的具体实现。 全球性地心坐标框架一般以甚长基线干涉测量 （VLBI）、卫星激光测距（SLR）、激光测月 （LLR）、全球定位系统（GNSS）和卫星多普勒定 轨定位（DORIS）等空间大地测量技术构成全球或 局域的大地测量坐标框架，也可称为大地测量控制网， 经数据处理，得到这些控制网点（地面观测站）的坐 标和速度等，由此具体体现地心坐标系。
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
大地测量系统包括两个方面的概念：一是大地 测量系统所采用的大地测量常数的确定；二是大地 测量应满足的条件。 1.大地测量常数 大地测量常数是指与地球一起旋转且和地球表 面最佳吻合的旋转椭球（即地球椭球）几何和物理 参数。 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 是由基本常数导出，便于大地测量应用。
3．时间系统与时间参考框架 （1）时间系统 时间系统规定了时间测量的参考标准，包括时刻得参考 标准和时间间隔的尺度标准。 （2）时间参考框架 时间参考框架就是在全球或局域范围内，通过守时、授 时和时间频率测量技术，实现和维持统一的时间系统。 守时 为了随时获得世界时，要用精密的天文时计将天 文测时结果记录下来，并根据天文时计运行的规律随时指示 外推的世界时，这种工作称为守时，也就是时间的保持。 最初用来保持时间的时计为天文摆钟。第二次世界大战后， 石英钟担负起了守时的任务。目前各国都用原子钟来保持时 间。 •授时系统 是确定和发播精确时刻的工作系统 •我国的多座天文台均参加测时工作，陕西天文台定时发播 时号，供全国校正时间使用。 •
六．时间系统与时间参考框架
1.作为时间基准的条件 在上述周期运动中，能公认称为时间系统的只有地球自 转、地球绕太阳公转、月球绕地球运转、和铯原子内部超精 细结构能级跃迁辐射的电磁波。 前三种是唯一的自然现象，没有复现性问题，虽然近代 发现它们稳定性有问题，但长期来能满足应用要求，所以它 们一度成为公认的时间测量标准。 现在人们发现，铯原子内部超精细结构能级跃迁辐射的 电磁波的稳定性和复现性是最高的，因此在近代已经代替前 三种作为时间测量的基准。
大地测量系统与参考框架
赣-工测-书童
大地测量系统与参考框架
• • • • • 一．大地测量常数和大地测量坐标系统 二．大地测量参考框架 三．高程系统和框架 四．重力参考系统和重力参考框架 五．时间系统与时间参考框架
1．大地测量时空基准 大地测量时空基准，就是指大地测量基准和时间基准， 它由相应的大地测量系统和时间系统及它们相应的参考框架 所构成。 大地测量系统和时间系统是总体概念，大地测量参考框 架和时间参考框架是大地测量系统和时间参考系统的具体实 现。 2．大地测量系统与大地测量参考框架 （1）大地测量系统 大地测量系统规定了大地测量的起算基准和尺度标准及 其实现方式（包括理论、模型和方法）。 大地测量系统包括坐标系统、高程系统/深度基准和重力 参考系统。
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
2.大地测量坐标系统和应满足的条件 （2）地（参）心坐标系应满足的条件 Ⅰ：地心坐标系 地心坐标系统应满足以下四个条件。 ①原点位于整个地球（合海洋和大气）的质心； ②尺度是广义相对论意义下某一局部地球框架内的尺度； ③定向为国际时间局（）测定的某一历元的协议地极（CTP） 和零子午线，称为地球定向参数EOP；（如BIH1984.0是指z 轴和x轴指向分别为BIH历元1984.0年的CTP和零子午线） ④定向随时间的演变满足地壳无整体运动的约束条件。
习题
• • • • • • • • • • • • • • 120.通常所说的大地测量基本常数指的是（ A.赤道半径a B.地心引力常数（包含大气质量）GM C.地球动力学形状因子J2 D.地球自转角速度ω E.扁率f ）。
121.下列大地测量常数中，属于物理常数的是（ A.长半径a B.地心引力常数（包含大气质量）GM C.地球重力场二阶带球谐系数J2 D.地球自转角速度ω E.扁率α
六．时间系统与时间参考框架
2.常见的几种时间系统 （1）世界时（UT） （2）历书时（ET） （3）动力学时（UT） （4）原子时（AT） （5）协调时（UTC） （6）GPS时（UT）
六．时间系统与时间参考框架
3. 时间系统框架 描述一个时间系统通常需要设计以下4个方面的问题 （1）采用的时间频率基准 时间系统决定了时间系统框架采用的时间频率基准。 （2）守时系统 授时系统用于建立和维持时间频率基准，确定时刻。 （3）授时系统 授时系统主要是向用户授时和时间服务。授时和时间服务可 通过电话、网络、无线电、电视、专用电台、卫星等设施进 行。 （4）覆盖范围 覆盖范围是指区域或全球。
）。
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
1.大地测量常数 （2）主要的大地测量 导出常数 椭球短半轴b： 椭球第一偏心率e： 椭球第二偏心率e′： 椭球几何扁率f：
b a 1 e
a 2 - b2 e= a
a 2 - b2 e= b
2
e a 2 b2 / a
a b f a
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
四．高程系统和框架
2.高程基准 高程基准定义了陆地上高程测量的起算点。 区域性高程基准可以用验潮站的长期平均海面来确定，通 常定义该平均海面的高程为零。在地面预先设置好一固定点 （组），利用精密水准测量方法测量固定点与该平均海面的 高差，从而确定固定点（组）的海拔高程。这个固定点就称 为水准原点，其高程就是区域性水准测量的起算高程。 3.高程框架 高程框架是高程系统的实现。 一般采用高程控制网的方 法实现和维持。
五．重力参考系统和重力参考框架
1.重力基准和重力参考系统 重力是重力加速度的简称。重力测量就是测定空间一点的重 力加速度。重力基准就是标定一个国家或地区的（绝对）重 力值的标准。在20世纪50～70年代，我国采用波茨坦重力基 准，而我国重力参考系统采用克拉索夫斯基椭球常数。20世 纪80年代，我国重力基准用经过国际比对的高精度相对重力 仪自行测定，而重力参考系统则采用IUGG75椭球常数及其相 应的正常重力场。 2.重力框架 重力测量框架由分布在全国的若干绝对重力点和相对重力点 构成的重力控制网、以及用作相对重力尺度标准的若干条长 短基线构成。
六．时间系统与时间参考框架
时间系统规定了时间测量的参考标准，包括时刻得参考 标准和时间间隔的尺度标准。 时间系统也称为时间基准或时间标准。 频率基准规定了“秒长”的尺度，任何一种时间基准都 必须建立在某个频率基准的基础上，因此，时间基准又称为 时间频率基准。 时间参考框架就是在全球或局域范围内，通过守时、授 时和时间频率测量技术，实现和维持统一的时间系统。 1.作为时间基准的条件 凡能满足稳定性和复现性的要求，并能得到广泛承认的 时间参考标准都有可能成为测量时间的标准。一般来说，凡 是周期性的运动都可以作为测量时间的标准。例如：地球自 转、地球绕太阳公转、月球绕地球运转、单摆振动、原子内 部超精细结构能级跃迁辐射或吸收的电磁波等。
P(B,L,H;X,Y,Z
)
z N
P´
H B E y
G O
L
S
图2-1 地心坐标系示 意图
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
2.大地测量坐标系统和应满足的条件 （2）地（参）心坐标系应满足的条件 Ⅰ： 地心坐标系 Ⅱ ：参心坐标系 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。
2．大地测量系统与大地测量参考框架
（2）．大地测量参考框架 大地测量参考框架，就是按大地测量系统的规定的原则， 采用大地测量技术，在全球或局域范围内所测定的、固定在 地面上的点所构成的大地网（点）或其他实体（静止或运动 的物体）。是对大地测量系统的具体实现。 与大地测量系统相对应，大地测量参考框架有坐标（参 考）框架、高程（参考）框架和重力测量（参考）框架三种。 （3）．大地测量基准建设的任务 大地测量基准建设的任务是，确定或定义坐标系统、高 程系统/深度基准和重力参考系统。建立和维持坐标框架、 高程框架和重力框架。
ω U0
J4
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
2.大地测量坐标系统和应满足的条件 （1）大地坐标系统的类别 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，也称地固坐标系统。 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，常用的大地测量坐标系统有空 间直角坐标系统、大地坐标系统二种形式。 （2）地（参）心坐标系应满足的条件
p e
e
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
1.大地测量常数 （4）国际测量和地球物理联合会（IUGG）推荐的大地测量常数 IUGG分别于1971年、1975年、1979年推荐了3组大地测量常数，它 们对应于大地测量参考系统1967（GRS67）、IUGG75、GRS80。 我国西安80坐标系统采用的是IUGG75的大地测量常数。 目前广泛使用的是相应于GRS80的大地测量常数。 几何常数 a J2 B 1/f 6378137m 108263*10-8 6356752.3141m 298.257222101 GM 物理常数 3986005*108m3*s-2 7292115*10-11rad*s-2 62636860.850m2*s-2 -0.00000237091222
二．大地测量常数和大地测量坐标系统
2.大地测量坐标系统和应满足的条 件 （2）地（参）心坐标系应满足的 条件 Ⅰ：地心坐标系 地心空间直角坐标系统从几何 方面通俗的定义也可以作如下表述： W 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 x 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，椭球旋转轴与协议地极重合， 起始大地子午面与零子午面重合。