大地测量学基础
大地测量学基础(第1章 绪论New)
发现活跃、综合性强：
范围：全球、深空 学科：地球物理、地质学、空间科学、天文学、大气科学、 海洋学； 手段：测绘仪器、计算机
测绘科学技术的基础 ：是测绘科学技术进步的标志
3
第一章 绪 论
§1大地测量学的定义和基本内容 1.1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。 经典大地测量：地球刚体不变、均匀旋转的球体或椭球体； 范围小。 现代大地测量：空间测绘技术(人造地球卫星、空间探测器)， 空间大地测量为特征，范围大。
3) 重力测量有了进展：1673年荷兰的惠更斯
(C.Huygens)提出用摆进行重力测量的原理；设计和生 产了用于绝对重力测量以及用于相对重力测量的便携 式摆仪。极大地推动了重力测量的发展。
15
第三阶段：大地水准面阶段
从19世纪下半叶至20世纪40年代，人们将对椭球的认 识发展到是大地水准面包围的大地体。 几何大地测量学进展： 天文大地网的布设有了重大发展。全球三大天文大地 网的建立（1800－1900印度，一等三角网2万公里，平 均边长45公里；1911－1935美国一等7万公里；19241950苏联，7万多公里) 因瓦基线尺出现，平行玻璃板测微器的水准仪及因瓦 水准尺使用。
13
•
物理大地测量标志性成就：
1) 克莱罗定理的提出：法国学者克莱罗(A.C.Clairaut) 假设地球是由许多密度不同的均匀物质层圈组成的椭 球体，这些椭球面都是重力等位面(即水准面)。该椭 球面上纬度φ 的一点的重力加速度按下式计算：
e (1 sin )
2
2 大地测量基础知识1
大地测量学基础
第二节 常用大地测量坐标系统
三、站心坐标系
站心地平直角坐标系：原点位于地面测站点，z轴指向 站心地平直角坐标系：原点位于地面测站点， 位于地面测站点 测站点的椭球面法线方向（又称大地天顶方向）， ），x 测站点的椭球面法线方向（又称大地天顶方向），x轴是 原点的大地子午面和包含原点且和法线垂直的平面的交线， 原点的大地子午面和包含原点且和法线垂直的平面的交线， 指向北点方向， 轴构成左手坐标系 左手坐标系。 指向北点方向，y轴与x、z轴构成左手坐标系。 站心地平极坐标系：类似于球面坐标系和直角坐标系， 站心地平极坐标系：类似于球面坐标系和直角坐标系， 测站P至另一点（如卫星） 的距离为r 方位角为A 测站P至另一点（如卫星）S的距离为r、方位角为A、高度 角为h 构成站心地平极坐标系 站心地平极坐标系。 角为h，构成站心地平极坐标系。
X γ O α
P r δ
Y
大地测量学基础
第二节 常用大地测量坐标系统
二、地球坐标系
（一）天文坐标系 地面点在大地水准面上的位置用天文经度λ和天文纬 地面点在大地水准面上的位置用天文经度 大地水准面上的位置用天文经度λ 表示。若地面点不在大地水准面上， 度φ表示。若地面点不在大地水准面上，它沿铅垂线到大 地水准面的距离称为正高H 地水准面的距离称为正高H正。
大地测量学基础
第一节 大地测量的基准面和基准线
四、总地球椭球
从全球着眼，必须寻求一个和整个大地体最为接近、 从全球着眼，必须寻求一个和整个大地体最为接近、 密合最好的椭球，这个椭球又称为总地球椭球或平均椭球。 密合最好的椭球，这个椭球又称为总地球椭球或平均椭球。 总地球椭球满足以下条件 条件： 总地球椭球满足以下条件： 椭球质量等于地球质量，两者的旋转角速度相等。 1 、 椭球质量等于地球质量 ， 两者的旋转角速度相等 。 2、椭球体积与大地体体积相等，它的表面与大地水 椭球体积与大地体体积相等， 准面之间的差距平方和为最小。 准面之间的差距平方和为最小。 3、椭球中心与地心重合，椭球短轴与地球平自转轴 椭球中心与地心重合， 重合，大地起始子午面与天文起始子午面平行。 重合，大地起始子午面与天文起始子午面平行。
(完整word版)大地测量学基础
大地测量学基础一、大地测量的基本概念1、大地测量学的定义它是一门量测和描绘地球表面的科学。
它也包括确定地球重力场和海底地形。
也就是研究和测定地球形状、大小和地球重力场，以及测定地面点几何位置的学科。
测绘学的一个分支。
主要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的空间信息。
是一门地球信息学科。
是一切测绘科学技术的基础.测绘学的一个分支。
研究和测定地球形状、大小和地球重力场,以及测定地面点几何位置的学科.大地测量学中测定地球的大小，是指测定地球椭球的大小；研究地球形状，是指研究大地水准面的形状;测定地面点的几何位置，是指测定以地球椭球面为参考的地面点的位置。
将地面点沿法线方向投影于地球椭球面上，用投影点在椭球面上的大地纬度和大地经度表示该点的水平位置，用地面点至投影点的法线距离表示该点的大地高程。
这点的几何位置也可以用一个以地球质心为原点的空间直角坐标系中的三维坐标来表示。
大地测量工作为大规模测制地形图提供地面的水平位置控制网和高程控制网,为用重力勘探地下矿藏提供重力控制点，同时也为发射人造地球卫星、导弹和各种航天器提供地面站的精确坐标和地球重力场资料. 内容和分支学科解决大地测量学所提出的任务，传统上有两种方法:几何法和物理法。
随着20世纪50年代末人造地球卫星的出现，又产生了卫星法。
所以现代大地测量学包括几何大地测量学、物理大地测量学和卫星大地测量学3个主要部分。
几何法是用一个同地球外形最为接近的几何体（即旋转椭球，称为参考椭球）代表地球形状，用天文大地测量方法测定这个椭球的形状和大小，并以它的表面为基础推算地面点的几何位置。
物理法是从物理学观点出发研究地球形状的理论。
用一个同全球平均海水面位能相等的重力等位面（大地水准面)代表地球的实际形状,用地面重力测量数据研究大地水准面相对于地球椭球面的起伏。
卫星法是利用卫星在地球引力场中的轨道运动，从尽可能均匀分布在整个地球表面上的十几个至几十个跟踪站,观测至卫星瞬间位置的方向、距离或距离差。
大地测量学基础知识
第一章1.大地测量学的定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。
2.大地测量学的基本体系以三个基本分支为主所构成的基本体系。
几何大地测量学物理大地测量学空间大地测量学3.大地测量学的基本任务精确确定地面点位及其变化研究地球重力场、地球形状和地球动力现象4.大地测量学的基本内容1、大地测量基础知识（基准面和基准线，坐标系统和时间系统，地球重力场等）；2、大地测量学的基本理论（地球椭球基本的理论,高斯投影的基本理论，大地坐标系统的建立与坐标系统的转换等）；3、大地测量基本技术与方法（经典的、现代的）4、大地控制网的建立（包括国家大地控制网、工程控制网。
形式有三角网、导线网、高程网、GPS网等）；5、大地测量数据处理（概算与平差计算）。
5.大地测量学的基本作用1、为地形测图与大型工程测量提供基本控制；2、为城建和矿山工程测量提供起始数据；3、为地球科学的研究提供信息；4、在防灾、减灾和救灾中的作用；5、发展空间技术和国防建设的重要保障。
第二章1.岁差章动极移由于日、月等天体的影响，类似于旋转陀螺，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生ε=︒，旋转周期为26000缓慢旋转，形成一个倒圆锥体，其锥角等于黄赤交角23.5年，这种运动称为岁差。
月球绕地球旋转的轨道称为白道，由于白道对黄道有约5︒的倾斜，使得月球引力产生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年的短周期运动，振幅为9.21''，这种现象称为章动。
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，这种现象称为极移。
2.恒星时太阳时原子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，称为恒星时。
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。
原子时是一种以原子谐振信号周期为标准，并对它进行连续计数的时标。
大地测量学基础
1.大地测量学的定义：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学科。
2.大地测量学的作用：（1）为人类活动提供地球信息。
（2）在防灾减灾和救援活动中发挥日益增强的作用。
（3）在环境监测和保护等领域中发挥重要作用。
（4）探索地球物理现象的力学机制，获取表征地球运动和形变的参数。
（5）为空间技术和国防现代化建设提供重要保障。
3.在测量工作中，为了不使误差积累，必须遵循“从整体到局部”，“先控制后碎部”的原则。
4.布设原则：从高级到低级逐级加密。
国家水准网遵循“从整体到局部、由高级到低级、逐级控制、逐级加密”的原则布设为一、二、三、四等。
5.大地测量学的基本任务：建立控制网，确定控制点的位置。
6.大地测量学的基准面和基准线：椭球面、参考椭球面、水准面、大地水准面、高斯面、地球自然表面、(似)大地水准面、首子午面、赤道；(铅)垂线、法线地球自转轴。
7.我国的参考椭球：1954北京坐标系、1980西安坐标系，“1980年国家大地坐标系”（简称80系）（大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇）。
8.大地水准面的铅垂线与椭球面的法线必然不重合,两者之间的夹角u称为垂线偏差。
9.大地水准面与椭球面在某一点上的高差称为大地水准面差距，用N表示。
似大地水准面与椭球面在某一点上的高差称为高程异常，用 表示。
大地高——地面点沿法线至椭球面的距离，正高——地面点沿实际重力(垂)线至大地水准面的距离，正常高——地面点沿实际重力(垂)线至似大地水准面的距离。
10.经纬仪仪器误差：⑴视准轴误差⑵度盘偏心误差⑶横轴(水平轴)倾斜误差⑷竖轴倾斜误差11.度盘偏心误差：度盘中心与照准部旋转中心不重合，即度盘中心与地面点不在同一铅垂线上。
误差特点：在度盘的不同位置对读数的影响不同。
减弱或消除办法：(1)不同测回间配置度盘，使读数均匀分布在度盘上；(2)采用度盘对径分划取平均值的办法；(3)盘左盘右取平均值的办法。
大地测量学基础知识
第一章1.大地测量学的定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。
2.大地测量学的基本体系以三个基本分支为主所构成的基本体系。
几何大地测量学物理大地测量学空间大地测量学3.大地测量学的基本任务精确确定地面点位及其变化研究地球重力场、地球形状和地球动力现象4.大地测量学的基本内容1、大地测量基础知识（基准面和基准线，坐标系统和时间系统，地球重力场等）；2、大地测量学的基本理论（地球椭球基本的理论,高斯投影的基本理论，大地坐标系统的建立与坐标系统的转换等）；3、大地测量基本技术与方法（经典的、现代的）4、大地控制网的建立（包括国家大地控制网、工程控制网。
形式有三角网、导线网、高程网、GPS网等）；5、大地测量数据处理（概算与平差计算）。
5.大地测量学的基本作用1、为地形测图与大型工程测量提供基本控制；2、为城建和矿山工程测量提供起始数据；3、为地球科学的研究提供信息；4、在防灾、减灾和救灾中的作用；5、发展空间技术和国防建设的重要保障。
第二章1.岁差章动极移由于日、月等天体的影响，类似于旋转陀螺，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生ε=︒，旋转周期为26000缓慢旋转，形成一个倒圆锥体，其锥角等于黄赤交角23.5年，这种运动称为岁差。
月球绕地球旋转的轨道称为白道，由于白道对黄道有约5︒的倾斜，使得月球引力产生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年的短周期运动，振幅为9.21''，这种现象称为章动。
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，这种现象称为极移。
2.恒星时太阳时原子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，称为恒星时。
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。
原子时是一种以原子谐振信号周期为标准，并对它进行连续计数的时标。
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自赤道量起的到所求点的子午线弧长
所求点的大地经度与该点所在带 的中央子午线的大地经度之差
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2、高斯投影坐标反算公式： x,y >B,l
满足以下三个条件： ①x坐标轴投影后为中央子午线是投影的对称轴； ② x坐标轴投影后长度不变； ③投影具有正形性质，即正形投影条件。
12 12
1).高斯投影的原理:
高斯投影采用分带投影。将椭球面按一定经差
分带，分别进行投影。
高斯投影平面
N
中央子午线
c
赤道
赤道
S
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2)、高斯投影必须满足：
(1)高斯投影为正形投影， 即等角投影；
(2)中央子午线投影后为直 线，且为投影的对称轴；
(3)中央子午线投影后长度 不变。
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6.3高斯投影坐标正反算公式(了解)
对于任何一种投影： ①坐标对应关系是最主要的； ②如果 是正形投影，除了满足正形投影的条件外，还有它本身的 特殊条件。
1、高斯投影坐标正算公式： B,l >x,y
高斯投影必须满足以下三个条件： ①中央子午线投影后为直线； ②中央子午线投影后长度不变； ③投影具有正形性质，即正形投影条件。
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2、高斯投影的基本概念
• 高斯投影是等角横切椭圆柱投影。 • 高斯投影是一种等角投影。它是由德国数学家高斯(Gauss，
1777 ~ 1855)提出，后经德国大地测量学家克吕格(Kruger， 1857~1923)加以补充完善，故又称“高斯—克吕格投影”， 简称“高斯投影”。
《大地测量学基础》课件
1
地球自转是指地球围绕自己的轴线旋转的运动， 其周期为24小时，即一天。
2
地球参考系是大地测量的基准，包括国际地球参 考系（ITRS）和世界时（UTC）等。
3
地球自转对大地测量具有重要的意义，因为地球 自转会导致天文经度变化，从而影响大地测量结 果。
大地水准面和地球椭球
大地水准面是指与平均海水面重合且与地球表面大致相吻合的虚拟静止水准面。
合成孔径雷达干涉测量技术
01
合成孔径雷达干涉测量技术是一种利用雷达信号干涉原理获取 地球表面形变的测量技术。
02
该技术在地壳形变监测、地震预报、冰川运动监测等领域具有
广泛的应用前景。
合成孔径雷达干涉测量技术具有全天候、全天时、高精度等优
03
点，但也存在数据处理复杂、对信号源要求高等挑战。
人工智能和大数据在大地测量中的应用
为地球第一偏心率。
地球重力场
地球重力场是由地球质量分布不均匀 引起的引力场，其特点是随地理位置 和时间变化。
地球重力场的研究方法包括大地测量 、卫星轨道测量和地球物理等方法。
地球重力场对大地测量具有重要的意 义，因为大地水准面是大地测量中重 要的参考面，而大地水准面的变化与 地球重力场密切相关。
地球自转和地球参考系
三角测量和导线测量
三角测量
利用三角形原理进行距离和角度的测 量，主要用于建立大地控制网和精密 测量。
导线测量
通过布设导线，逐段测量导线的长度 、角度等参数，以确定点的平面位置 。
GPS定位技术
GPS定位原理
利用卫星信号接收机接收多颗卫星信号，通过测距交会原理确定接收机所在位置。
GPS在大地测量中的应用
海洋大地测量的方法
大地测量学基础
N
P 赤道面
线与赤道面的夹角
经度是空间中的
点与参考椭球的自 转轴所在的面与参 考椭球的起始子午
面的夹角
大地高是空间点 沿参考椭球的法线 方向到参考椭球面 的距离
大地高H
基本概念：空间直角坐标系①
空间直角坐标系定义
坐标系原点位于参考椭球 的中心； Z轴指向参考椭球的北极 ； X轴指向起始子午面与赤 道的交点； 起始子午面 Y轴位于赤道面上，且按 右手系与X轴呈90夹角。
水准面： 任何静止的液体表面称为水准面，是 一个处处与重力方向垂直的连续曲面。铅垂线和 水准面是测量工作所依据的线和面。随着高度的 不同，水准面有无数个。平均海水面是其中的一 个。
P
离心力
铅 垂 线 垂球
重 力
基本概念：大地水准面
大地水准面：平均海水面向陆地、岛屿延伸而形成的封 闭曲面。它所包围的形体叫大地体。 由于地球内部质量分布不均匀，使得地面上各点的铅垂 线方向产生不规则的变化，因而大地水准面实际上是一 个连续的封闭的但有微小起伏的不规则曲面，无法用数 学模型来表示。
3.空间坐标系与平面直角坐标系间的转换
1.空间直角坐标系与空间大地坐标系间的转换
在相同的基准下，将空间大地坐标转换为空间直角坐标公式为：
X ( N H ) cos B cos L Y ( N H ) cos B sin L a2 2 Z N (1 e ) H sin B N 2 H sin B b
坐标原点位于地球的质心 Z轴指向协议地球极方向 X轴指向起始子午面和赤道的交点 Y轴与X轴和Z轴构成右手系。
1954北京坐标系
1954北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系。 该坐标系源自于原苏联采用过的1942年普尔科夫坐标系。
大地测量学基础
（举例）
二、怎样发现观测误差
三、如何处理观Байду номын сангаас误差 —— 测量平差的任务
近代测量平差（偶然误差与系统误差并存）
注：经典测量平差（仅含偶然误差或偶然误差主导）
例： 三角形闭和差的处理
理论与方法。
测误差的观测数据，求定未知量的最佳估值与精度的
测量平差：依据某种优化准则，由一系列带有观
E
D
观测误差的概念
测量仪器、②观测者、③外界条件 三者统称为观测条件。
产生观测误差的原因
偶然误差（不可避免） 系统误差（可以消除或削弱） 粗差
观测误差的分类
一、什么是观测误差
必要观测：为了确定某观测量所必需的观测次数。
（举例） 多余观测：多于必要观测的观测数。 多余观测是揭示误差存在和提高成果质量的必要手段。
《近代平差理论及其应用》，解放军出版社， 1992年；
《测量平差》，中国矿业大学出版社 ，2005年。
四、参考文献
01
什么是观测误差
02
怎样发现观测误差
03
如何处理观测误差
04
本课程的主要内容
第一章 绪 论
观测误差：某量的各观测值之间，或各观测值与其 理论上的应有值之间的不符值，统称为观测误差。
不旷课、不迟到、不早退。 注：每班选一名课代表，负责收发作业 及师生沟通！
综上所述，提出以下几点要求：
《误差理论与测量平差基础》，武汉大学出版社， 2003年；
《测量平差基础》，测绘出版社，1996年；
《测量平差基础》，测绘出版社，1981年；
《测量平差通用习题集》，武汉测绘科技大学 出版社，1999年；
大地测量学基础
课 程 简 介
地测专业基础知识点
地测专业基础知识点
1.地球测量学基础知识：地球形状和大小、地球的各种坐标系统、地
球的大地水准面和等高线、地球的自转和公转等。
2.大地测量学：测地线的基本概念和性质、大地测量学的基本原理和
方法、大地测量学中的高程、大地水准面和高程系统等。
3.地形测量学：地面表面形态的测量和描述、地物档案的建立和维护、数字高程模型（DEM）的生成和应用等。
4.GPS测量与导航：GPS测量原理、GPS信号接收与处理、GPS定位和
导航的基本原理和方法、GPS测量在地测中的应用等。
5.遥感与地球信息系统（GIS）：遥感数据源与获取方式、遥感影像
的处理和解译、GIS数据库的建立和管理、GIS在地测领域的应用等。
6.地图投影与坐标系统：地图投影的基本原理和分类、常用地图投影
的具体应用、坐标系统的选择与转换等。
7.测绘仪器与软件：各种测绘仪器的原理和使用、测绘软件的功能和
应用、测绘精度与误差分析等。
8.海洋测绘学：船舶测绘的原理和方法、海洋测量的基础知识、海洋
地球物理测量等。
9.卫星测量与导航：卫星测量的基本原理和方法、卫星导航系统的基
本原理和应用、卫星测量与导航在地测中的应用等。
10.阵地地形测量：战场上的地形测量与战争模拟。
11.土地评估与土地规划：土地的权益和规划评估、土地利用规划和决策支持系统等。
以上仅为地测专业基础知识点的一部分，涉及面广泛，内容深入。
掌握这些基础知识，可以为日后从事地测工作打下坚实的基础。
另外，随着技术的发展和应用的推进，地测专业的知识体系也在不断更新和完善，因此，持续学习和不断更新知识是地测专业人员的必备素质。
2024年大地测量学基础(高起专)-地质大学考试题库及答案
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(A) 地心定位(B) 单点定位(C) 局部定位(D) 多点定位标准答案是：：A2. _______用于研究天体和人造卫星的定位与运动。
(4分)(A) 参心坐标系(B) 空间直角坐标系C) 天球坐标系(D) 站心坐标系标准答案是：：C3. 地球坐标系分为大地坐标系和_______两种形式。
(4分)(A) 天球坐标系(B) 空间直角坐标系(C) 地固坐标系(D) 站心坐标系标准答案是：：B4. 地球绕地轴旋转在日、月等天体的影响下，类似于旋转陀螺在重力场中的进行，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，旋转周期为26000年，这种运动成为_______。
(4分)(A) 极移(B) 章动(C) 岁差(D) 潮汐标准答案是：：C5. 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_______。
(4分)(A) 恒星时(B) 世界时(C) 协调世界时(D) 历书时标准答案是：：A多选题6. 下列属于参心坐标系的有：_______。
(4分)(A) 1954年北京坐标系(B) 1980年国家大地坐标系(C) WGS-84世界大地坐标系(D) 新1954年北京坐标系标准答案是：：A,B,D7. 下列关于大地测量学的地位和作用叙述正确的有：_______。
(4分)(A) 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。
大地测量学基础课件+++
1 C
2
人卫最激新课光件 仪
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精度最高的绝对定位技术。 全球地心参考框架、地球自转参数、全球重力场低阶模型、精密定轨等
方面有重要作用。 地基：在卫星上安置反光镜，地面上安激光测距仪，对卫星测距。 天基：在卫星上安置激光测距仪，地面上安反光镜，对地测距
3）、惯性测量系统 利用惯性力学原理，测定地面点三维坐标、重力异常和垂线偏差。
大地测量学基础
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第一章 绪 论
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一、大地测量学的定义
定义：大地测量学是为人类活动提供空间信息的科学，着重研
究地球的几何特征（形状和大小）和基本物理特性
（重力场）及其变化。 性质：地球科学的一个分支，是一门地球信息科学，既是基础
科学，又是应用科学 任务：测量和描绘地球并监测其变化，为人类活动提供关于地
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2、在防灾、减灾、救灾及环境保护、监测、评价中的作用 1). 建立大地形变监测系统，为地震预报提供有关资料； 2). 监测泥石流、山体滑坡、雪崩、森林火灾、洪水等灾害， 并为灾后评估提供资料； 3). 监测海水面的变化； 4). 为灾难事件救援提供快速定位；如空难、海难、交通事故； 5). 环境监测，如沙漠，森林，土地利用情况等；
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3、现代在地测量的特征 1)、测量范围大，范围从地区、全球乃至宇宙空间； 2)、研究对象和范围不断深入、全面和精细，从静态测量 发展到动态测量，从地球表面测绘发展到地球内部构造 及动力过程的研究；
3)、观测精度高； 4)、观测周期短。
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4、大地测量的基本内容
1)、确定地球形状、外部重力场及其变化；建立大地测量 坐标系；研究地壳形变，极移和海洋水面地形用其变化
大地测量学基础知识
地球最高处为珠穆朗玛峰——8844.43米；
地球最低处为马里亚纳海沟—深11022米；
地球的表面
地球的自然表面大部分是海洋，占地球表面积 的71％，陆地仅占29％，故而地球可以基本看 做是一个表面被水体所包围的球体。
大地水准面与旋转椭球
大地水准面是一个不规则的似球面，它不是一 个数学计算面，即：它不能用一个数学方程来 表示。
它可以满足我们定性研究地球形状与大小的要 求，但是它不能满足我们定量的研究地球的形 状与大小的要求。这给我们研究地球的形状与 大小带来了不便。
经过世界各国诸多大地测量学者百余年的研究 发现：大地水准面的形状基本上是一个旋转椭 球面。
点在空间的位置是绝对的，它不因坐标表达形 式的不同而改变。
点位的空间直角坐标和大地坐标是基于不同的
坐标系统对其空间位置的一种描述，二者是可
以相互转换的。 B L H
X Y Z
X Y Z
N N
N
H H 1
cos B cos L cos B sin L
高 H。
坐标表示：B L H
大地坐标系
大地纬度：过某点的法线与地球椭球赤道面所形 成的锐角。
大地经度：某点所在的（大地）子午面与起始 （大地）子午面所形成的二面角。
大地高：某点沿其法线方向到地球椭球面的距离。
天文坐标系与大地坐标系
天文坐标系 大地水准面、垂线、天文子午面、天文纬度、
假想一个曲面：它在海洋上与平均海水面重合， 并向大陆、岛屿内延伸而形成的包围了整个地 球表面的一个闭合的曲面，称之为大地水准面。
大地测量学基础
1.概念(1)垂直偏差(2)大地水准面间隙(3)正高(4)正高(5)力高(6)参考椭球体(7)一般地球椭球体(8)正椭球体和水平椭球体(9)地高(10)正剖面(11)正圆(12)相对法剖面(13)平均曲率半径子午线会聚角大地线大地要素地图投影七个参数天文站点拉普拉斯点等纬度重力扁平底点纬度垂直尺度纬度未知方向角2.大地测量的研究内容; 野外测量和内部计算的基准线和线。
建立大地基准的意义; 按位置分类; 方向应满足的几何条件。
平面二维矩形坐标系的变换公式(四个参数)5。
重力势方程地面点法向重力计算公式。
研究了真实身高、正常身高与土高之间的关系公式。
几个辅助函数和曲率半径计算公式: t，2，w，v，n，r，m，e2 = 2-28。
本文对大地测量微分方程和clairau 方程及其应用(实例) ，clairau 定理3.子午面的直角坐标与地球纬度的关系; 平行圆的曲率半径;。
地面观测方向→椭球面应校正→平面应校正11。
解决大地主题的方法是什么，以及它们的使用情况。
用高斯平均论元法和贝塞尔投影法解决重大问题的基本思路。
贝塞尔投影条件; 高斯投影条件14。
地图投影变形性能; 地图投影方法按不同性质分类。
地图投影对控制测量的要求. 使用等距投影的优点16。
椭球三角形系统的主要内容归结为高斯行星4.为什么要进行分区计算和更换计算; 用例换带计算; 间接法换带计算步骤。
2005年10月19日，中国科学院地球物理研究所在地球物理实验室进行了二维修正的实验研究，研究了地面观测距离→椭球大地测线长度→高斯平面弦线统一修正长度的二维修正意义及其简化计算公式。
建立国家飞机控制网络的方法是什么？基本原则20。
国家高程控制网等级布置原则。
精密水准计算精度指标: 偶然平均误差和每公里高差中位数平均误差总和22。
控制网优化的质量标准: 精度、可靠性和成本坐标方位角和大地方位角之间的关系= a + 定义了不同时间系统选择周期的测量依据:5.大地测量数据库的数据组成和数据特征是什么？图24。
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。
大地测量学基础知识要点考点总结
大地测量学基础知识要点考点总结1.大地测量学基本概念和基本原理：包括大地测量学的定义、目的、分类、基本量的定义和测量等。
2.大地测量学的发展历程：包括古代大地测量学的发展和现代大地测量学的发展。
3.大地测量学的基本坐标系统：包括大地水准面、基准面和基准点的概念以及其相互关系。
4.大地测量学的椭球模型：包括椭球参数、椭球面方程、椭球面上的坐标转换等。
5.大地测量学的重力场：包括重力梯度、重力异常、引力公式等。
6.测地线理论：包括测地线的定义、性质、测量以及测角和测距的原理等。
7.大地测量学的变形监测：包括地壳运动、地壳变形监测的方法和技术等。
8.大地水准面：包括大地水准面的概念、测量方法、精度要求等。
9.基线测量：包括基线测量的原理、仪器设备、观测方法和数据处理等。
10.卫星测高技术：包括全球卫星定位系统（GPS）原理、卫星高程测量方法、误差源和应用等。
1.理解大地测量学的基本概念、基本原理和发展历程，并能够将其应用于实际问题的解决中。
2.熟悉大地测量学的基本坐标系统和椭球模型，并能够进行坐标转换和相关计算。
3.理解重力场的基本概念和计算方法，并能够应用于重力异常和引力公式的计算中。
4.理解测地线的定义、性质和测量方法，并能够进行测角和测距的原理和计算。
5.了解大地测量学的变形监测方法和技术，并能够解决地壳变形监测的实际问题。
6.理解大地水准面的概念、测量方法和精度要求，并能够进行水准线的计算和数据处理。
7.了解基线测量的原理、仪器设备和观测方法，并能够进行基线测量数据的处理和分析。
8.了解卫星测高技术的原理、方法、误差源和应用，并能够应用于卫星高程测量问题的解决中。
总之，掌握大地测量学的基础知识对于理解地球形状、地球重力场、地球表面点的坐标、地球表面形状及其变形等内容至关重要。
通过深入学习和理解这些基础知识，可以为实际工程测量和科学研究提供可靠的测量基础。
大地测量学基础课件
大地测量学的应用领域
总结词
大地测量学的应用领域广泛，包括卫星导航定位、地 球科学、空间科学、气象预报和地震监测等。
详细描述
大地测量学在卫星导航定位领域中发挥着重要作用，通 过大地测量数据可以确定卫星轨道、提高导航定位精度 等。此外，大地测量学还应用于地球科学和空间科学领 域，研究地球各部分之间的相对位置关系、地球重力场 等，为地质勘探、资源开发等领域提供支持。同时，大 地测量学在气象预报和地震监测等领域也有广泛应用， 例如通过大地测量数据可以监测地震活动、预测地震灾 害等。
02
大地测量基本原理
大地水准面与地球椭球
总结词
大地水准面和地球椭球是大地测量的基本概念，它们决定了地球表面的几何形态 和测量基准。
详细描述
大地水准面是假想一个与平均海平面重合并随海面调整变化的闭合曲面，它与地 球质心相连，形成地球椭球的旋转轴。地球椭球是一个对地球的数学模型，用于 描述地球的几何形态，包括地球的赤道、极点和经纬度系统等。
大地测量数据误差分析
Байду номын сангаас
01
02
03
误差来源辨认
分析大地测量数据误差的 来源，如测量设备误差、 数据处理误差等。
误差传播规律研究
研究误差在大地测量数据 处理过程中的传播规律， 为误差控制和修正提供根 据。
误差修正与估计
采用适当的误差修正和估 计方法，减小误差对大地 测量结果的影响，提高数 据的准确性和可靠性。
数据特殊值处理
辨认并处理特殊值，以避免对数据分析结果产生不良影响。
大地测量数据解析与建模
数据特征提取
从大地测量数据中提取关键特征，为后续的建模和分析提供根据。
数学建模
根据提取的特征，建立相应的数学模型，用于描述和预测大地测量数据的变化规律。
《大地测量学》复习知识点总结
《大地测量学》复习知识点总结
大地测量学是地球测量学的重要研究分支之一，面向工程建设、调查集约、水文测量、数据分析、工程设计和科学研究等，是从事大地测量及其应用的理论，方法和技术总称，也是近代测量学中最重要的一个分支，是地理信息系统的理论依据和技术支持事业。
大地测量学的基本内容包括：
一、大地测量的基础理论性内容：坐标系统、视线理论、高程理论、平面测量、直线测量和空间测量。
二、地形测量：包括平面测量、直线测量、高程测量以及使用定位器测量的内容，如光学定位技术、电子定位技术、GPS定位技术等。
三、测量仪器：包括双距仪、激光测距仪、水准仪、气球观测仪、电子全站仪、多功能测距仪、遥感仪等。
四、测量数据处理：包括数据收集、数据处理、测量数据统计、大地及高程坐标系统换算、模型最优化、空间分析和定位精度评价。
五、不确定性测量：包括单位质量信息、随机误差估计、不确定性测量理论、数据可靠性评价、数据精度评价、数据校核及数据融合等。
六、地球椭球体的参数估计：包括椭球体参数计算、椭球参数估计等。
七、地图测量：包括经纬度网络测量、俯仰角测量等内容。
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2020年10月28日星期三12时57分11秒
（一）天球坐标系
1.天球的基本概念： 天球、天极、天球赤道、天球子午圈、 时圈、黄道、黄赤交角、春分点、黄极、 岁差与章动 2.天球坐标系的建立 1）天球空间直角坐标系 2）天球球面坐标系
第二章 大地测量基础知识
§2-1 大地测量的基准面和基准线 一、水准面与大地水准面
1、水准面 我们把重力位相等的面称为重力等位面，也就 是我们通常所说的水准面。水准面有无数个。 1）水准面具有复杂的形状。 2）水准面相互既不能相交也不能相切。
2020年10月28日星期三12时57分11秒
3）每个水准面都对应着唯一的位能W=C=常 数，在这个面上移动单位质量不做功，亦即所做 的功等于0，即dW=-gsds，可见水准面是均衡面。
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天球基本概念（1）
天球：我们 把以地球M 为中心，以 无穷远的距 离为半径所 形成的球称 作天球。
天极：地球自
转的中心轴线 简称地轴，将 其延伸就是天 轴，天轴与天 球的交点称为 天极，Pn在北 称作北天极， PS，在南称作
南天极。
天球赤道：
通过地球质心 M与地轴垂直 的平面称为天 球赤道面，天 球赤道面与天 球相交的大圆 就称为天球赤 道。
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2020年10月28日星期三12时57分11秒
4、但对于天文大地测量及大地点坐标的推算， 对于国家测图及区域绘图来说，往往采用其大小 及定位定向最接近于本国或本地区的地球椭球。 这种最接近，表现在两个面最接近即同点的法线 和垂线最接近。所有地面测量都依法线投影在这 个椭球面上，我们把这样的椭球叫参考椭球。
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2.天球球面坐标系：原 点位于地球质心M，赤经 α 为过春分点的天球子 午面之间的夹角，赤纬 为原点M和天体S的连线 与天球赤道面之间的夹 角，向径长度r为原点M 至天体S之间的距离。
GPS坐标系统构成
参心坐标系
G 地球坐标系
P
地心坐标系
S 坐
天球空间直角坐标系
2020年10月28日星期三12时57分11秒
二、地球椭球
1、正常椭球面是大地水准面的规则形状。因 此引入正常椭球后，真的地球重力位被分成正常 重力位和扰动位两部分，实际重力也被分成正常 重力和重力异常两部分。
2、但考虑到实际使用的方便和有规律性以便精确算 出正常重力场中的有关量，又顾及几何大地测量中采用 旋转椭球的实际情况，目前都采用水准椭球作为正常椭 球。因此，在一般情况下，这两个名词不加以区别，甚 至在有些文献中还把它们统称为等位椭球。
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天球基本概念（4）
天球子午圈
：包含天轴的
平面均称天球子 午面，天球子午 面与天球相交的 大圆称为天球子 午圈。
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天球球面坐标系与天球空间直角坐标系
1.天球空间直角坐标系： 原点位于地球质心M，Z 轴指向天球北极Pn，X轴 指向春分点γ ，Y轴与Z、 X轴构成右手坐标系。
大地水准面作为测量外业的基准面，而与其 相垂直的铅垂线则是外业的基准线。
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3 、似大地水准面
由于地球质量特别是外层质量分布的不均性，使得 大地水准面形状非常复杂。大地水准面的严密测定取决于 地球构造方面的学科知识，目前尚不能精确确定它。为此， 前苏联学者莫洛金斯基建议研究与大地水准面很接近的似 大地水准面。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。
4）在水准面上，所有点的重力均与水准面正 交。于是水准面又可定义为所有点都与铅垂线正 交的面。
2、大地水准面
2020年10月28日星期三12时57分11秒
由于海洋占全球面积的71％，故设想与平均 海水面相重合，不受潮汐、风浪及大气压变化影 响，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水 准面称为大地水准面，它是一个没有褶皱、无棱 角的连续封闭曲面。
因此，我们选择参考椭球面作为测量内业计 算的基准面，而与其相垂直的法线则是内业计算 的基准线。
2020年10月28日星期三12时57分11秒
§2-2常用大地坐标系统
一、天球坐标系与地球坐标系 概述：
1．点的位置是用坐标来表示的，通过坐 标系统得以实现。
2．目前有两种不同的坐标系统：地球坐 标系和天球坐标系。
标 天球坐标系
系
天球球面坐标系
2020年10月28日星期三12时57分11秒
2020年10月28日星期三12时57分11秒
天球基本概念（3）
春分点：天 黄极：过天 球赤道与黄 球中心垂直 道的交点称 于黄道面的 为春分点。 直线与天球
的交点称为 黄极，Пn 在北称为北 黄极，Пs 在南称为南
黄极。
岁差与章动：在外
力的作用下，地球的 自转轴在空间的指向 并不保持固定的方向 ，而是不断发生变化 。其中地轴的长期运 动称为岁差，而周期 运动称为章动。岁差 和章动引起天极和春 分点位置相对恒星的 变化。
2020年10月28日星期三12时57分11秒
天球基本概念（2）
时圈：包含 地轴的平面 与天球相交 的大圆称为 时圈。显然， 时圈也是一 个子午圈。
黄道：地球绕 黄赤交角： 太阳公转的轨 天球赤道面 道平面称为黄 与黄道面的 道面，它与天 交角ε约为 球相交的大圆 23．5°， 称为黄道。它 称为黄赤交 就是当地球绕 角。 太阳公转时， 观测者所看到 的太阳在天球 上运动的轨迹。
2020年10月28日星期三12时57分11秒
3、地球椭球可按几何大地测量来定义：总地 球椭球中心和地球质心重合，总的地球椭球的短 轴与地球地轴相重合，起始大地子午面和起始天 文子午面重合，同时还要求总地球椭球和大地体 最为密合，也就是说，在确定参数a、α时，要满 足全球范围的大地水准面差距N的平方和最小，即