物 理 大 地 测 量 学1解剖

具体内容与安排见：教学日历
如何学习本课程 一、该课程内容较为抽象，多为公式推导， 要学好本课程必须熟练掌握基本概念、原理、 方法掌握该课程的应用领域；掌握公式推导的 思路与方法。重在理解，切忌死记硬背， 所以—— 二、上课认真听讲，课后多加温习，有问题 及时提问。 三、加强互动，活跃气氛。
参考书目
4．重力场与地球动力学
外部重力场是地球动力学模型计算最主要的约束条 件之一。
重力场、大地构造和地壳均衡： 当除去短波分量后，重力场可显示出地球深部区域
的横向密度差；反之，该密度差又表示了与流体静力 均衡状态的偏离。
重力场随时间的变化与现代地球动力学： 通过重复测量所发现的重力随时间的变化，代表
了全球、区域和局部性地表质量迁移的重要信息。
5．重力场与轨道计算
宇宙学和天文学： 自然天体和人造天体的轨道计算离不开地球重力场。
惯性导航系统： 需重力场资料改正。异常重力场引起卫星和导弹轨
道的摄动。（军事应用）
6．地球重力场与工程技术
一方面是在工程测量的精度随着各种工程建设的需要而日 益提高的情况下，要考虑地球重力场不均匀性的影响。
另一方面由于重力测量仪器精度已大大提高，因此利用微重 力测量可以对水电、交通、土建工程、高层建筑等基础内部的 断裂、岩石爆裂、空洞等存在或形成潜伏的威胁安全的危险性
2. 重力位理论 利用重力以及同重力有关的卫星观测资料确定地球 形状及其外部重力场的理论基础，主要研究重力位函 数的数学特性和物理特性。
3. 地球形状及其外部重力场的基本理论 利用全球重力以及同重力有关的卫星观测资料，按 确定地球形状及其外部重力场的基本理论，推求以地 球质心为中心的平均地球椭球的参数，以此建立全球 大地坐标系，并在此基础上推求全球重力场模型、大 地水准面差距、重力异常和重线偏差等。
物理大地测量学
课程简介
• 《物理大地测量学》是测绘专业的专业基 础课程之一。
• 本门课程既是学习专业课程的基础，也是 为将来从事地球重力场研究奠定一定的基 础知识。
• 本课程的主要内容有：掌握地球形状与外 部重力场的基本知识，了解地球重力位理 论，斯托克司边值问题和莫洛金斯基边值 问题及其解算方法。地球外部重力场与其 基本应用的基础知识。
重力场和壳幔构造：重力场与壳幔的相关性，重力场分 析为发展壳幔模型作出了重大贡献。
应用重力学：作为一种地球物理方法，其最重要的应用 领域是勘探油气和矿床。其次，在采矿和建设工程以及考 古学中也有一定的应用。
重力场、海面和海底地形：海平面对大地水准面的偏离 称为海面地形，其水平梯度和地球自转的科里奥利力以及 风力一起产生海流。由于海水密度与海底地壳密度的显著 差异，海底成为最显著的浅密度边界，重力场可以应用于 海底地地形探测。
2．重力场与大地测量学
重力场与大地测量有密不可分的关系，测定地球 外部重力场是大地测量的一个任务。
重力与定位：大地测量的主要任务是测定地球表面 点位，定位所使用的大多数观测量均需进行重力改正。
全球重力场逼近：为了了解涉及地球表面广大区域 的多种问题（如卫星定轨、地球物理和地球动力学模 型等）需要有全球重力场的表示，并以它作为局部重 力场的参考。
4. 用重力测量方法归算大地测量数据的问题
采用局部地区的天文、大地和重力资料，将含有地 球重力场影响的地面各种大地测量数据（如天文经纬 度、方位角、水平角、高度角、距离和水准测量结果） 归算到局部大地坐标系中，以此建立国家大地网和国 家水准网。利用地面重力资料、卫星测高资料、卫星 跟踪卫星数据及其他重力场信息，推求高精度高分辨 率区域重力场和大地水准面模型。
5．方俊，《重力测量与地球形状学》，科学出版社， 北京，1975。
6．党涌诗，《物理大地测量的数学基础》，测绘出 版社，北京，1988。
第一章 地球重力场概述
本章重点：
一．物理大地测量学的定义、内容 二．万有引力、离心力、重力的概念 三．位的概念，以及几种典型体的位 四．重力位水准面的概念及性质
§1-1 概述
局部重力场逼近：对于大地测量和工程测量中的大 地控制网，及对于应用地球物理和地球动力学研究来 说，均需要局部重力场表示。
重力测量与高程：在大地控制和工程测量中，使用 的高程是相对于重力场确定的。
3．重力场与地球物理学
重力场和密度分布：作为一个重要的信息来源，把可观 测到的外部重力场作为地表质量分布函数，尽管垂直存在 反演问题的非确定性，但重力异常对模拟作出了实质性的 贡献。
5.地球重力场的地学解释
利用地球重力场信息研究地球的内部结构，解释 某些地球动力学现象等。
三、与自然科学和工程科学的关系
1．物理学中的重力
在物理学中重力是用来导出其他许多量的一个基本 参数力的单位牛顿 (N) = 1 m kg s-2与重力有关力的导 出量：
压力（机械张力） 1Pa = 1 m-1 kg s-2 ； 功（能） 1 J = 1 m2 kg s-2 ； 功率（能通量）1 w = 1 m2 kg s-3 通过力或压力，重力也就进入非力学单位，如电学、 热力学、光学等。 重力资料还为物理技术实验室中实现力的标准及导 出量所需引力常数G， 是一个自然常数，也是一个基 本物理量。其绝对值在地球科学和天文学中特别有意 义。
1．郭俊义，《物理大地测量学基础》，武汉测绘科 技大学出版社，武汉，1994。
2．管泽霖、宁津生，《地球形状及其外部重力场》， 测绘出版社，北京,1981。
3．W.A.海斯卡涅，H.莫里兹，《物理大地测量》 （卢福康，胡国理译），测绘出版社，北京，1984。
4．胡明城、鲁福，《现代大地测量学》，测绘出版 社，北京，1994。
一、物理大地测量学的定义
物理大地测量学是大地测量学的一个分支，研ห้องสมุดไป่ตู้应用 物理方法（重力测量）确定地球形状、地球重力场及 随时间变化的学科，又称大地重力学。
二、物理大地测量学的主要内容：
*1. 重力测量的仪器和方法
研究获取地球重力场信息的技术和方法，包括地 面重力测量、海洋重力测量、航空重力测量、卫星雷 达测高、卫星跟踪卫星、卫星重力梯度测量等的技术 原理和数据处理方法，以及其它新的重力场信息获取 技术