2 大地测量基础知识2019

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第二章大地测量学基础知识

并求出两者各点间的偏差。它是第二地章球大形地测体量的学三基级础知逼识近。
2.1 地球形状和大小
地球自然表面
极不规则，无法用数学表面进行描述
三大地体
级地球椭球体
近
似参考椭球体
不规则性、动态性、不唯一性
规则的数学表面
标准数学曲面，不唯一性 1952：海福特椭球 1953：克拉索夫斯基椭球 1978：1975年国际椭球
2.2 测量常用坐标系
地理坐标系统：直接建立在球体上的，用经纬度（φ, λ）表示地面点位的球面坐标系统。
投影
平面直角坐标系统：建立在平面上的笛卡儿坐标系统，用（x，y）表达地理对象位置。
第二章大地测量学基础知识
2.2 测量常用坐标系
2.2.1. 大地坐标系
大地坐标系是以参考椭球面作为基准面，以起始子午面和赤道面作为在椭球面上确定某一点投影位置的两个参考面。
该椭球的基本元素是：
a= 6 378 140m ,
图2-3
b = 6 356 755.3m ,
f =1/298.257。
由于参考椭球体的扁率很小，当测区面积不大时，在普通测量中可把地球近似地看作圆球体，其半径为：
R1(aab)63k7m 1 3
第二章大地测量学基础知识
2.1 地球形状和大小
地球体：极半径略短，赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近似于梨
2.特点 1）水准面是一个重力等位面，水准面上各点处处与该点的重力方向（铅
垂线方向）垂直。
2）在地球表面上、下重力作用的范围内，通过任何高度的点都有一个水准面，因而水准面有无数个。
第二章大地测量学基础知识
2.1 地球形状和大小
2.1.1.4 大地水准面

(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。

大地测量学知识点

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。

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。

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。

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。

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。

1．参心坐标系建立一个参心大地坐标系，必须解决以下问题：(1)确定椭球的形状和大小；(2)确定椭球中心的位置，简称定位；(3)确定椭球中心为原点的空间直角坐标系坐标轴的方向，简称定向；(4)确定大地原点。

我国几种常用参心坐标系：BJZ54、GDZ802．地心坐标系地心坐标系分为地心空间大地直角坐标系和地心大地坐标系等。

地心空间大地直角坐标系又可分为地心空间大地平面直角坐标系和空间大地舜时直角坐标系。

1）建立地心坐标系的意义：2）建立地心坐标系的最理想方法是采用空间大地测量的方法。

3）地心坐标系的表述形式(判断)1）WGS一84大地坐标系WGS-84坐标系统的全称是World Geodical System-84（世界大地坐标系-84），它是一个地心地固坐标系统。

WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统―WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。

WGS一84坐标系的几何定义是：坐标系的原点是地球的质心，Z轴指向BIHl984．0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIHl984．0的零度子午面和CTP赤道的交点，y轴和Z、X轴构成右手坐标系。

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;天球：以地球质心为中心,以无穷大为半径的假想球体;天轴、天极、天球赤道面、天球赤道、时圈、黄道、黄极、春分点大地测量参考系统1、坐标参考系统：天球坐标系和地球坐标系大地坐标系P26会画、空间直角坐标系;2、高程参考系统：正高、正常高3、重力参考系统大地基准→大地测量参考系统→大地测量参考框架坐标、高程、重力三者关系P27椭球定位和定向旋转椭球体是椭圆绕其短轴旋转而成的形体,通过选择椭圆的长半轴和扁率,可以得到与地球形体非常接近的旋转椭球,旋转椭球面是一个形状规则的数学表面,在其上可以做严密的计算,而且所推算的元素如长度和角度同大地水准面上的相应元素非常接近,这种用来代表地球形状的椭球称为地球椭球,它是地球坐标系的参考基准;椭球定位：确定椭球中心的位置局部定位和地心定位;椭球定向：确定椭球旋转轴的方向;满足条件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参考椭球：具有确定参数长半轴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;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;参心坐标系与地心坐标区别P31：原点与参考椭球中心重合;以参考椭球为基准地心坐标系：原点与地球质心重合;以总地球椭球为基准地心大地坐标系：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,大地经度为过地面店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;地心地固坐标系的建立方法P37：直接法直接求得坐标和间接法求转换参数世界大地坐标系WGS-84,CGCS2000P40国际地球参考系统ITRS国际地球参考框架ITRE P39欧勒角：两个直角坐标系进行相互变换的旋转角;旋转矩阵怎么来的P44对于既有旋转、缩放,又有平移的两个空间直角坐标系的坐标换算,存在3个平移参数,3个旋转参数以及1个尺度变化参数,共计有7个参数;对于不同大地坐标系的换算知道过程P47,还包括2个地球椭球元素变化参数,共9个转换参数;第三章P50 P55 了解地球基本参数P57大地测量中,地球外部重力场的重要意义：1、地球外部重力场是大地测量中绝大多数观测量的参考系,因此,为了将观测量归算到由几何定义的参考系中,就必须要知道这个重力场2、假如地面重力值得分布情况已知,就可以结合大地测量中的其他观测量一起,来确定地球表面的形状3、对于高程测量而言,最重要的参考面——大地水准面,亦即最理想化的海洋面是重力场中的一个水准面4、通过对地球外部重力场的深入分析,,人们可以获得关于地球内部结构及性质的信息,因此通过相应重力场参数的被应用,大地测量学已成为地球物理学的辅助科学5、地球外部重力场是现代空间探测技术的理论基础,特别是对空间探测器的发射与控制,对月球大地测量以及太阳系其他行星的深空大地测量都具有重要意义和作用重力：阴历和离心力的合力基本由引力决定离心力在赤道达到MAX,其数值比地球引力的1/200还要低;重力两级MAX,赤道MIN,仅在两级指向地心;引力位和离心力位怎么来的P59重力位怎么表达P62同重力方向重合的线称为铅垂线;正常重力位：一个函数简单、不涉及地球形状和密度便可直接计算得到的地球重力位的近似值的辅助重力位为什么引进P64P70 地球正常重力位正常重力公式表达式符号含义P71对正常重力位常数做进一步理解P74正常椭球和水准椭球,总的地球椭球和参考椭球之间关系P75能绘图说明正高系统P76 正常高系统P77力高概念、区别P80大地水准面：假想海洋处于完全静止和平衡状态时的海水面,并延伸到大陆地面以下所形成的的闭合曲面;平均海水面P82水准原点P82 1956黄海高程系统P83 1985国家高程基准垂线偏差：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; 确定方法：天文大地测量方法、重力测量方法、天文重力测量方法、GPS方法; 测定大地水准面差距P86的几种方法：地球重力场模型法、斯托克司方法、卫星无线电测高方法、GPS高程拟合法、最小二乘配置法;确定地球形状的基本方法：天文大地测量方法、重力测量方法、空间大地测量方法了解第四章画图地球椭球的基本几何参数P99 图4-1：2个长度元素、3个扁平元素大地坐标系PL,B,h P101空间直角坐标系PX,Y,Z P102子午面直角坐标系PL,x,y P102大地极坐标系PS,A P103各坐标系间的关系P103-104理解性、重点法截面：过椭球面上任意一点可做一条垂直于椭球面的法线,包含这条法线的平面; 法截线法截弧：法截面同椭球面交线;主曲率半径：子午圈曲率半径P108 P109表4-2卯酉圈曲率半径P109 P110表4-3大地线定义、性质、相对法截线P121-123参考椭球面是测量计算的基准面;但在野外的各种测量都是在地面上进行,观测的基准线不是各点对应的椭球面的法线,而是各点的垂线,各点的垂线与法线存在着垂线偏差;不能直接在地面上处理观测成果,而应将地面观测元素包括方向和距离等归算至椭球面;在归算中有两条基本要求1、以椭球面的法线为基准2、将地面观测元素化为椭球面上大地线的相应元素;将水平方向归算至椭球面上,包括垂线偏差改正、标高差改正、截面差改正为什么P125大地元素：椭球面上点的大地经度L、大地纬度B,两点间的大地线长度S及其正、反大地方位角A12,A21大地主题正解：已知P1点的大地坐标L1 B1,P1至P2的大地线长度S及其大地方位角A12,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;大地主题反解：已知P1点的大地坐标L1 B1,P2点的大地坐标L2 B2,计算P1至P2的大地线长S及其正、反方位角A12、A21;大地主题正解和反解的实质：从解析意义来讲,研究大地极坐标与大地坐标间的相互变换;地图数学投影：将椭球面上元素包括坐标、方位和距离按一定数学法则投影到平面上;地图投影学：研究将椭球面上元素包括坐标、方位和距离按一定数学法则投影到平面上的专门学科;衡量地图投影的变形：1长度比2主方向和变形椭圆投影变形种类1长度变形2方向变形3角度变形4面积变形地图投影分类1、按变形性质分类：等角投影、等积投影、任意投影2、按经纬网投影形状分类：方位投影、圆锥投影、圆柱或椭圆柱投影3、按投影面和原面的相对位置关系分类：正轴投影、横轴投影、斜轴投影、割圆柱、割圆锥投影高斯平面直角坐标系怎么来的P158P160图4-40第五章建立国家平面大地控制网的基本原则：1、大地控制网应分级布设、逐级控制2、大地控制网应有足够的精度3、大地控制网应有一定的密度4、大地控制网应有统一的技术规格和要求国家高程控制网的布设原则：1、从高到低、逐级控制2、水准点分布应满足一定的密度3、水准测量达到足够的精度4、一等水准网应定期复测以上是我之前大概整理的知识点,你可以参考,但我整的不全,很多理解性的我标了页码没有写因为比较复杂,现在我来跟你说说他上课强调的重点的内容;以下很重要1、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、空间大地测量学填空2、岁差和章动出简答题,所以概念要清楚3、P26大地坐标系的图要会画简答题会考4、还有你抄没抄我P49那个图,他说会出大题,如果你没有我发给你这个很重要,他说过很多次要出一道大题,所以一定要记住5、P81大地水准面的概念我觉得名词解释一定考这个,可以按自己的理解来说6、第四章主要是画图,除了大地坐标系,还有P99 图4-17、P104 空间直角坐标系同大地坐标系之间关系4-254-26两组公式,都记住8、P124 下面那段话我觉得可能出填空,当然最好背下来吧9、P159-160 高斯投影带计算那几段,因为我不知道他会不会出计算,最好看一下吧10、P210建立国家平面大地控制网的四个基本原则和P227高程网的四个布设原则第五章就这两个点,我感觉肯定会考嗯这些是我觉得他会考的内容应该八九不离十,别的没说不考哦,但是这些一定要记住;。

大地测量学知识总结、总复习

24.系统转换包括基准转换和坐标系转换基准转换采用平移、旋转、尺度、曲面参数(曲面坐标)等转换坐标系转换是同系统内转换一般采用数学投影变换 25. 瞬时天球坐标系以瞬时北天极和瞬时春分点为基准点建立的天球坐标系。瞬时空间直角坐标系：原点位于地球质心； z 轴指向瞬时地球自转轴（真北天极）； x 轴指向瞬时春分点； y 轴按构成右手坐标系取向。 26.平天球坐标系选择某一历元时刻 t，将此瞬间的地球自转轴和春分点方向，经该瞬时的岁差和章动改正后，分别作为 z 轴和 x 轴的指向，y 轴按构成右手坐标系取向，坐标系原点仍取地球质心。这样的坐标系统称为该历元时刻 t 的平天球坐标系。 27.协议天球坐标系选择某一历元时刻 t，将此瞬间的地球自转轴和春分点方向，经该瞬时的章动改正后，分别作为 z 轴和 x 轴的指向， y 轴按构成右手坐标系取向
第一章
1. 大地测量学定义：大地测量学是地球科学的一个分支学科，是研究和测定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和测定地面点的几何位置以及它们变化的理论和技术的学科。
2.大地测量学分类 1. 经典大地测量学几何大地测量学（地表地形）物理大地测量学(局域性） 2. 现代大地测量学现代物理大地测量学（CHAMP 卫星、GRACE 卫星等）（全球性）空间大地测量学：卫星大地测量学（GPS、GLONASS、 COMPASS、GALILEO）、甚长基线干涉测量（VLBI）、激光测卫（SLR）、惯性测量统(INS)等。
5.大地测量学的基本内容 1.确定地球形状及外部重力场及其随时间变化，建立统一的大地测量坐标系，研究地壳变形，测定极移等； 2.研究月球及太阳系行星的形状及重力场； 3.建立和维持具有高科技水平的国家和全球天文大地水平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需要； 4. 研究为获得高精度测量成果的仪器和方法 5.研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关的大地测量计算； 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学处理的理论和方法，测量数据库建立及应用等。 4. 研究为获得高精度测量成果的仪器和方法；

2 大地测量基础知识2019

空中任一点的正常重力加速度：γ=γ0-0.3086H 重力位水准面：与实测重力加速度相应的重力等位面，其不平行性是不规则的。重力异常△g：地面点实测重力加速度g与相应正常重力加速度γ的差值 △g=g-γ。
第五节高程系统
应用大地测量学
（四）水准面的不平行性对水准测量成果的影响
水准测量理论闭合差——水准测量所经的路线不同，测得的高差也不同，造成的水准测量结果的多值性，在闭合环形水准路线中，产生理论闭合差。
它们是标志大地水准面和椭球面之间的差异的量。测量计算时要进行归化。
应用大地测量学
第二节常用大地测量坐标系统
本节重点研究下列几个坐标系统：
天球坐标系地球坐标系
天文坐标系大地坐标系空间大地直角坐标系地心坐标系
站心坐标系高斯平面直角坐标系
应用大地测量学
第二节常用大地测量坐标系统
应用大地测量学
第一节大地测量的基准面和基准线
参考椭球面－部分参考椭球参数一览表
参考椭球名称
推求年代长半径a
扁率
贝塞尔
1841
6377397.15 1：299.1528128 5
克拉克
1866
6378206.4 1：294.9786982
赫尔墨特
1906
6378140 1：298.3
海福特
1909
二、参考椭球与总地球椭球
参考椭球：形状和大小与大地体相近且两者之间的相对位置确定的旋转椭球。
►参考椭球是各个国家或地区为了各自的大地测量工作的需要，而采用的只与该国家或该地区的大地水准面符合较好的地球椭球体，并用参考椭球面作为测量计算（即内业工作）的基准面。与之相应的法线为基准线。

大地测量学基础ppt课件

测绘学院《大地测量学基础》课件
28 28
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
测绘学院《大地测量学基础》课件
29 29
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
测绘学院《大地测量学基础》课件
13 13
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。
测绘学院《大地测量学基础》课件
27 27
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。
11 11
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。

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）。

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。

第2章卫星大地测量基本知识

z = r sinh
r = x2 + y2 + z2 A = arc tan( y / x) = arc tan( z / x 2 + y 2 ) h
一、坐标系统 3. 卫星测量中的常用坐标系
（1）瞬时天球坐标系与地球坐标系
如图所示
瞬时天球坐标系：原点位于地球质心，z轴指向瞬时地球自转方向（真天极），x轴指向瞬时春分点（真春分点），y轴按构成右手坐标系取向。瞬时地球坐标系：原点位于地球质心，z轴指向瞬
p
Y
子午面交线的方向；
X Y轴:垂直XOZ轴,并构成右手坐标系； Z轴：地球自转轴。
一、坐标系统
大地坐标系
旋转椭球面：以长半轴为a、短半轴为b，几何中心
与直角坐标系原点重合。
第一个参数（大地纬度B）：过空间点P的椭球面法线与XOY平面的夹角，自XOY面向OZ轴方向量取为正。第二参数（大地经度L）：ZOX平面与ZOP平面的夹角，自ZOX平面起算右旋为正。

一、坐标系统
站心地平极坐标系P1rAh r ：测站P1至卫星s的距离 A：测站P1至卫星的方位角（zox平面与zos的夹角） h ：测站P1至卫星的高度角（os与xoy平面的夹角）
一、坐标系统
站心地平极坐标系与站心地平直角坐标系的关系
x = r cos A cosh y = r sin A cosh
一、坐标系统
Z
球面坐标系
原点:与空间直角坐标系原点重合; 第一参数:原点O至空间点P的距离r; θ O α
r δ
p Y
第二参数:OP与OZ轴的夹角 ;
起算右旋为正。
X 第三参数:ZOX平面与ZOP平面的夹角，自ZOX平面

(完整word版)《大地测量学》复习知识点总结word汇编

大地测量学第一章1．大地测量学的定义?大地测量学与普通测量学有哪些主要区别?大地测量学是研究精确测定和描绘地面控制点空间位置、研究地球形状和大小、研究地球表面和外部重力场及其变化的学科。

区别在于：(1)测量的精度等级更高，工作更加严密。

(2)测量的范围更加广阔，常常是上百平方公里乃至整个地球。

(3)侧重研究的对象不同。

普通测量学侧重于研究如何测绘地形图以及进行工程施工测量的理论和方法。

大地测量学侧重于研究如何建立大地坐标系、建立科学化、规范化的大地控制网并精确测定控制网点坐标的理论和方法。

2．大地测量学的任务和主要研究内容是什么?简述其在国民经济建设中的地位。

一·基本任务可以概括为：1．在地球表面的陆地上建立高精度的大地测量控制网，并监测其数据随时间的变化；2．确定地球重力场及其随时间的变化，测定和描述地球动力学现象；3．根据地球表面和外部空间的观测资料确定地球形状和大小。

二·主要研究内容：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，研究地壳形变（包括地壳垂直升降及水平位移），测定极移以及海洋水面地形及其变化等。

2.研究月球及太阳系行星的形状及重力场。

3.研究建立和维持高科技水平的工程和国家水平控制网和精密水准网的原理和方法；4.研究获得高精度测量成果的精密仪器和科学的使用方法；5.研究地球表面测量成果向椭球及平面的数学投影变换及有关问题的测量计算；6.研究高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法。

三·国民经济建设中的地位：（1）为地形测图和大型工程测量提供基本控制;（2）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；（3）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的作用；（4）大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障；（5）大地测量在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要。

大地测量学基础课件+++

计算观测时刻地面到卫星的距离.
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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
最新课件
1
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

地球的自然表面极其复杂：有高山、丘陵、盆地、平原、海洋等等……地形起伏很大，但是从宏观来看，地球仍为一球行星体。
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。

大地测量学基础课程知识要点

大地测量学基础课程知识要点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（或答为球面三角形和180°也可）。

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。

6.重力位相等的面称为重力等位面，这也就是我们通常所说的水准面。

7.垂直于旋转轴的平面与椭球面相截所得的圆，叫纬圈。

8.我国规定采用正常高高程系统作为我国高程的统一系统。

9、主曲率半径M是任意法截弧曲率半径RA的极小值。

10、M、R、N三个曲率半径间的关系可表示为N>R>M。

11、方向改正中，三等和四等三角测量不加垂线偏差改正和截面差改正，应加入标高差改正。

12.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。

13．兰伯特投影是正形正轴圆锥投影。

14．圆锥面与椭球面相切的纬线称之为标准纬线。

15、截面差改正数值主要与照准点的高程有关。

16、我国采用的1954年北京坐标系应用的是克拉索夫斯基椭球参数。

17．在高斯平面上，过p点的子午线的切线的北极方向与坐标轴x正向的交角叫子午线收敛角。

18.与椭球面上一点的子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合圈称为卯酉圈。

19.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20.空间坐标系：以椭球体中心为原点，起始子午面与赤道面交线为X轴，在赤道面上与X轴正交的方向为Y轴，椭球体的旋转轴为Z轴，构成右手坐标系O-XYZ。

21.垂线偏差改正：将以垂线为依据的地面观测的水平方向观测值归算到以法线为依据的方向值应加的改正。

大地测量学基础知识要点考点总结

《大地测量基础》知识要点第二章坐标与时间系统1、地轴方向相对于空间的变化（岁差和章动）2、地轴相对于地球本身相对位置变化（极移）3、地球自转速度变化（日长变化）4、描述上述三种地球自转运动规律的参数称为地球定向参数(EOP)，描述地球自转速度变化的参数和描述极移的参数称为地球自转参数(ERP)，EOP 即为ERP 加上岁差和章动5、时间的描述包括时间原点、单位（尺度）两大要素6、地球的自转运动：恒星时(ST) 世界时UT 未经任何改正的世界时表示为UT0，经过极移改正的世界时表示为UT1，进一步经过地球自转速度的季节性改正后的世界时表示为UT2。

地球的公转：历书时ET与力学时DT（太阳系质心力学时TDB 地球质心力学时TDT）物质的振动:原子时(A T) 协调世界时(UTC)7、大地基准所谓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。

8、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。

9、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；❖大地水准面相对于旋转椭球面的起伏如图所示，正常高及正高与大地高有如下关系：H=H正常+ζH=H正高+N10、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)所构建坐标参考架、高程参考框架、重力参考框架。

11、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.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.椭球定位:是指确定椭球中心的位置，可分为两类：局部定位和地心定位。

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。