大地测量学基础：第1章 绪论

一、大地测量学的定义
• 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 及其它行星体的一门学科。
【经典定义 ：“测地学” ——研究地球的形状、大小、重力场，地球的整体与 局部运动，以及研究测定地面点的几何位置及其变化的理论和技术 】
• 基本任务——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。
例如：地震、山体滑坡、特种大型交通事故等的监测与救援。
• 大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障。
例如：卫星、导弹、航天飞机、宇宙探测器等发射、制导、跟踪、 返回工作，都需要大地测量技术作保证。
• 大地测量学是测绘学其它分支学科（工测、海测、摄影测量与遥感、 制图及GIS等）的基础科学。
§1－2 大地测量学的基本体系和内容
二、大地测量学的基本内容
1、确定地球形状和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、海洋水面与海底地形及其变化等。
2、研究月球及太阳系行星的形状及重力场。 3、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
现代大地测量学的基本体系
1、几何大地测量学（即天文大地测量学） 2、物理大地测量学（即理论大地测量学） 3、空间大地测量学
几何大地测量学
• 基本任务：确定地球的形状和大小，确定地面点的几何位置。
• 主要内容：建立国家大地测量控制网(包括平面控制网和高程控 制网) 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，椭球面上的测量计算，椭球数学投影变换以 及地球椭球几何参数的数学模型等。
作业 每章若干道作业题，须按时交，补交不批改
考试
平时：30%（作业与考勤。考勤由班干部负责，课后报给我） 考试：70%（闭卷；考前不另指重点；未讲过的内容不考）
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和趋势
§1－1 大地测量学的定义和作用
一、大地测量学的基本体系
• 最近几十年来，随着科学技术的进步以及研究任务和目标的不断 拓展，大地测量学得到了极大的发展和完善，已经从传统的常规 大地测量学发展成为涵盖面广、融合性强的现代大地测量学。
• 现代大地测量学的研究领域包括： • 应用大地测量 • 椭球大地测量 • 天文大地测量 • 大地重力测量 • 测量平差 • 海洋大地测量 • 行星大地测量 • 卫星大地测量 • 地球动力学 • 惯性大地测量
在工程建设的不同阶段，控制测量的任务和作用——
1)在设计阶段建立测图控制网； （精度：dm－cm级） 2)在施工阶段建立施工控制网； （精度：cm－mm级） 3)在运营阶段建立监测控制网。 （精度：mm级） • 施工控制网和监测控制网统称为专用控制网。
• 大地测量分为经典大地测量和现代大地测量。 • 经典大地测量包括几何大地测量和物理大地测量。在假设地球为
刚体不变、均匀旋转的球体或椭球体的前提下，完成大地测量学 的基本任务。 • 现代大地测量以空间大地测量为特征，利用空间测绘技术（人造 地球卫星、空间探测器等）对动态变化着的实际地球及其它星体 进行测量和描绘。
2、高精度——0.1ppm
3、实时、快速——数据处理由“后处理”发展到实时处理
4、“时间维”——第四维，连续的时间序列；工作对象从静态发 展到动态
5、地心坐标系——全球统一坐标系；信息获取由地面测绘系统发 展到空间测绘系统
6、多学科的融合——由单一学科发展到与其它学科的综合、集成； 研究内容融合了大气科学、动力学、海洋学、地质学、地震 学等
物理大地测量学
• 基本任务：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：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。
空间大地测量学
• 主要研究以人造地球卫星及其它空间探测器为代表的空间大地测 量的理论、技术与方法。内容包括——
• • • • 卫星海洋雷达测高
四、大地测量学在工程建设中的具体应用——控制测量学
• 控制Hale Waihona Puke Baidu量学是大地测量学的基本理论在各种工程建设中的应用学 科，主要研究精确测定和描绘地面控制点空间位置及其变化。
• 控制测量的服务对象——各种类型的工程建设，如城镇、矿山、 水电、交通建设等。
• 控制测量的目的——精确确定控制点在地球表面上的位置（平面 坐标和高程）。
二、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。
例如：交通运输、工程建设、土地管理、城市建设等，无一不依 赖大地测量成果。
【测量工作的基本原则——布局上“从整体到局部”，程序上“先控制后碎 部”，精度上“由高级到低级”】
• 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 着特殊作用。
4、研究用以获得高精度测量成果的仪器和方法等。 5、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。 6、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，测量数据库的建立及应用等。
三、现代大地测量的特点
1、长距离，大范围——工作距离由数十公里发展到几千公里；工 作范围由陆地扩展到海洋，由地表扩展到太空
大地测量学基础
内容
大地测量学的基本概念，坐标系统与时间系统，地球重力场及地球 形状，地球椭球及其数学投影变换，大地测量基本技术与方法等
（理论、公式、仪器、方法）
特点
1、内容多、公式多、学时少（只能介绍部分章节，且为选讲） 2、理论性强（有些内容不易理解），实践性强
实践
1、实验16学时（地点：建筑实验楼 210 ） 2、课程设计1周 3、实习3周
• 控制测量学的主要研究内容——
1）研究建立控制网（含水平和高程）的原理、方法，包括方案设 计与优化等；
2）研究控制测量观测结果的数据处理方法，包括粗差剔除、投影 转换、平差计算以及成果数据库的建立与应用等；
3）研制相应的控制测量仪器；
4）研究外部环境对测量结果的影响，主要有大地水准面（精化）、 大气折射和垂线偏差等。