地球参数的问题(精)

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测绘技术中的地球形状参数与计算方法

测绘技术中的地球形状参数与计算方法引言：地球是人类赖以生存的唯一家园，对地球进行准确的测绘是地理信息科学的重要组成部分。

测绘技术中的地球形状参数与计算方法是测绘工程师必须深入了解与掌握的知识。

本文将重点介绍地球形状参数的定义、计算方法以及相关应用。

一、地球的形状与参数在测绘技术中，我们通常将地球近似为一个椭球体，而不是完美的球体。

地球的形状不规则，受到地壳运动和地球自转引起的离心力影响，存在着地理、地形等因素导致的形状变化。

为了描述地球的形状，我们使用地球形状参数进行计算和测量。

1. 地球半径：当我们讨论地球的大小时，常用的形状参数是地球的半径。

地球的平均半径约为6371.008千米。

需要注意的是，地球的半径并非一个固定的数值，因为地球的形状是复杂而动态的。

2. 短半径和长半径：为了更精确地描述地球的形状，我们可以使用短半径和长半径。

短半径通常表示地球自极轴到赤道的一半距离，约为6356.752千米；长半径表示地球的两个极轴之间的距离，约为6378.137千米。

3. 扁率：扁率是用来描述地球形状偏离球形的程度的参数。

常用的扁率为地球赤道半径与极半径之差除以地球赤道半径，即0.0033528。

二、地球形状参数的计算方法在现代测绘技术中，我们可以通过多种方法计算地球的形状参数，包括测量、卫星观测和数学模型等。

1. 测量方法：传统的测量方法是通过地面测量获取地球形状参数的数据，包括全球大地水准面面积的测量、全球水平基准面的测量、全球水平网的密测等。

这些数据经过处理后，可以用来计算地球的形状参数。

2. 卫星观测：利用卫星观测技术，我们可以更准确地测量地球的形状参数。

例如，全球定位系统（GPS）可以提供具有毫米级精度的地球表面高程数据，从而帮助我们计算地球的形状参数。

3. 数学模型：数学模型是计算地球形状参数的重要方法之一。

我们可以使用椭球模型、球体模型或更复杂的地球几何模型来计算地球的形状参数。

这些数学模型通过对地球物理性质和测量数据的建模，可以提供较为准确的计算结果。

地理知识知识：地球半径的测量和精度——球面距离和地心天线

地理知识知识：地球半径的测量和精度——球面距离和地心天线地球的大小一直是人类研究的课题之一，而地球半径就是其中一个重要的参数。

地球半径定义为从地球表面到地球中心的距离，它的测量可以采用不同的方法。

一、球面距离法球面距离法是最简单、最常用的方法之一，适用于小范围的地面测量。

具体方法是在地球表面两点间拉一条切线，将这条直线与地球正中心连接，则这条线就是地心角的一半，可以用三角函数求出地球半径。

其原理如下：R=AB/2/TAN(α/2)其中，R为地球半径，AB为两点间距离，α为两点间地面夹角。

球面距离法的精度较低，误差难以控制。

首先，球面距离法假设地球是完美的球体，现实中地球并不是完美的球体，地球的等高面不均匀，引力场也是非均匀的，这些因素都会对球面距离法的精度造成影响。

其次，球面距离法仅适用于小范围的地面测量，距离太远时，就需要其他方法。

二、地心天线法地心天线法是通过卫星信号来测量地球半径的一种高精度方法。

其原理是将卫星信号发射到地球上某一点，然后测量信号从发射点到目标点的时间和距离，再考虑大气层、电离层等因素对信号的影响，最终求出地球半径。

地心天线法可以测量范围更广的地球半径，并且其精度高，误差只有几米。

不过，地心天线法需要先建立一套卫星测量系统，包括信号接收机、信号处理器等设备，因此成本较高。

此外，大气层、电离层等因素的影响也会对地心天线法的精度造成一定的影响。

总之，地球半径的测量是地理学中的基础性问题，也是科学研究中不可或缺的参数。

不同的测量方法具有不同的特点和精度，选择合适的方法进行测量，对于提高地球半径测量的准确性和精度有着重要的作用。

测地球参数实验报告

一、实验目的本次实验旨在通过测量地球的某些基本参数，加深对地球物理特性的理解，并验证地球物理参数的测量方法。

二、实验原理地球的物理参数主要包括地球的半径、重力加速度、自转角速度、质量、密度等。

本实验采用几何测量法、物理测量法等方法进行测量。

三、实验器材1. 地球仪2. 水平仪3. 秒表4. 量角器5. 千克秤6. 铅笔四、实验步骤1. 测量地球半径（1）将地球仪放置在水平面上，调整地球仪使其与水平面平行。

（2）使用量角器测量地球仪的赤道周长，并记录数据。

（3）根据赤道周长计算地球的赤道半径，公式为：R = 周长/ (2π)。

2. 测量重力加速度（1）将千克秤放在水平面上，调整至平衡状态。

（2）将物体放在千克秤上，记录物体质量。

（3）将物体从千克秤上取下，用秒表测量物体下落时间。

（4）根据重力加速度公式计算重力加速度，公式为：g = 2h / t^2，其中h为物体下落的高度，t为下落时间。

3. 测量自转角速度（1）将地球仪放置在水平面上，调整地球仪使其与水平面平行。

（2）使用水平仪检查地球仪的垂直度。

（3）使用秒表测量地球仪自转一周所需时间。

（4）根据自转角速度公式计算自转角速度，公式为：ω = 2π / T，其中T为自转周期。

4. 测量地球质量（1）使用千克秤测量地球仪的质量。

（2）根据地球仪的质量和地球仪的体积计算地球的质量，公式为：M = m / (ρ V)，其中m为地球仪的质量，ρ为地球的平均密度，V为地球的体积。

5. 测量地球密度（1）使用千克秤测量地球仪的质量。

（2）使用量角器测量地球仪的赤道半径和极半径。

（3）根据地球仪的体积计算地球的密度，公式为：ρ = m / V，其中m为地球仪的质量，V为地球的体积。

五、实验结果与分析1. 地球半径：通过测量赤道周长，计算得到地球的赤道半径为6378.1千米。

2. 重力加速度：通过测量物体下落时间和高度，计算得到地球的重力加速度为9.81米/秒^2。

地球基本物理性质指标参数

地球基本物理性质指标参数胡经国这里所说的地球基本物理性质是指地球的质量和平均密度；地球的重力；地球内部的压力；地球内部的温度；地球的磁场。

一、地球的质量和平均密度㈠、地球的质量（Earth's Mass）根据万有引力定律，地球的质量M＝gr2/G≈5.965×1027克，约等于5.97×1024千克。

地球质量的确定提供了测定其他天体质量的依据。

从地球的质量可得出地球的平均密度约为5.52克/厘米3。

㈡、地球的平均密度（Earth's Average Density）1、地球的平均密度数值组成地球各部分的物质密度分布。

占地球表面积3/4的水的密度约1克/厘米3；地球表层岩石的平均密度为2.7～2.9克/厘米3。

地球的平均密度为5.518克/厘米3，约等于5.52克/厘米3。

2、地球内部密度随深度的分布一般情况下，地球内部密度随深度增大而逐渐增加。

地球深部物质密度更大。

根据地震波速变化和某些假设可以推导地球内部密度。

例如，布伦密度分布模式（Bullen，1970）假设：①、地球近似由同心球层组成，平均地壳厚度15公里；②、地幔顶部密度3.31克/厘米3；③、地心密度13克/厘米3；④、取地球转动惯量为0.3309Mr2。

根据上述假设，采用各种经验关系式和其它有关数据得出的地球内部密度分布如下表所示：深度（km）地球内部密度（克/里米3）0～15 2.0～2.4815～350 3.31～3.52350～850 3.56～4.44850～2878 4.44～5.622878～4711 9.89～12.265161～6371 12.27～13.0二、地球的重力（Earth's Gravity）地球上的任何一点都受到地球引力和地球自转惯性离心力的作用，这两种力的合力成为地球的重力。

重力场强度就是重力加速度。

在厘米·克·秒单位制中，重力场强度的单位为达因/克，即厘米/秒2（为了纪念意大利科学家伽利略，又把厘米/秒2称为伽）。

大地测量问答1111

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。

GNSS测定地球自转参数精度分析

收稿日期:20181013基金项目:安徽省大学生创新创业训练计划项目(201710379053,201710379056).作者简介:郭忠臣(1992),男,安徽阜阳人,宿州学院助教.第31卷第2期2019年4月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e )V o l .31,N o .2A pr .2019文章编号:2095-5456(2019)02-0146-04G N S S 测定地球自转参数精度分析郭忠臣1,姚翔2(1.宿州学院环境与测绘工程学院,安徽宿州 234000;2.江苏金地勘测有限公司,江苏南京 210000)摘要:针对全球导航卫星系统(g l o b a l n a v i g a t i o ns a t e l l i t es y s t e m ,G N S S )在测定地球自转参数(e a r t h r o t a t i o n p a r a m e t e r s ,E R P )时的诸多优势,分析不同卫星系统观测数据测定E R P 的精度,使用相同时段不同卫星系统数据进行解算,并将结果与国际G N S S 服务发布产品(i n t e r n a t i o n a lG N S Ss e r v i c e ,I G S )对比.结果显示,目前利用单系统测定E R P 的精度由高到低依次为:G P S ㊁G L O N A S S ㊁B D S ㊁G a l i l e o ;E R P 测定精度与卫星系统的可用卫星数目及其空间分布有着密切关系.关键词:地球自转参数;G N S S ;测定;国际G N S S 服务;精度中图分类号:P222 文献标志码:A地球自转参数(e a r t hr o t a t i o n p a r a m e t e r s,E R P )包括极移和日长变化,是实现地球参考框架(I T R F )和天球参考框架(I C R F )之间互相转换的必要参数,对卫星导航和深空探测等领域具有重要意义[12].目前,主要利用现代空间大地测量技术(S L R ㊁V L B I ㊁G N S S ㊁D O R I S ㊁L L R )测定E R P ,但由于各种技术本身的限制,为获得高精度E R P ,需多种技术组合解算[3].S L R ㊁V L B I 等技术观测精度高,但设备昂贵,观测资料较少,难以普及.G N S S 观测站在全球分布广,设备成本低,且采样率高,观测资料充足,因此G N S S 技术成为当前高精高分E R P 测定的主要技术[1,4].由于G P S 技术已经相对成熟[5],不少学者对利用G P S 观测数据测定E R P 进行了研究,姚宜斌[6]㊁何战科等[7]分别利用G P S 的S I N E X 文件和观测文件等资料解算E R P ,并将结果与权威机构发布值进行对比,解算结果中极移方向均存在明显的系统误差;王新静等[8]通过研究约束轨道,选择先验信息和站点等内容给出了提高G P S 观测资料解算E R P 精度的新策略;魏二虎等[9]研究了联合G P S 和V L B I 技术对E R P 测定精度的影响,结果表明联合后可有效提高解算精度和可靠性.随着B D S 和G a l i l e o 系统的逐渐完善,观测资料逐渐增多,对其测定E R P 的精度进行研究也具有一定意义.本文使用不同卫星导航系统的观测数据解算E R P ,对后续研究可以起到一定的参考作用.1 E R P 测定原理根据卫星导航系统的基本原理,G N S S 观测方程可表示为[10]ρ+Δρ=췍ρ.(1)式中:ρ为观测距离;Δρ为观测误差;췍ρ为理论距离.ρ㊁Δρ㊁췍ρ分别表示为ρ=λ(φ+N ),Δρ=dt s +d t r +d t +d i +d m +d r +d ε,췍ρ=|R X s -R X r |.(2ìîíïïï)式中:λ为载波波长;φ为相位观测值;N 为整周模糊度;d t s 为卫星钟差;d t r 为接收机钟差;d t 为对流层误差;d i 为电离层误差;d m 为多路径误差;d r 为相对论误差;d ε为观测噪声的等效距离Copyright©博看网 . All Rights Reserved.误差;X s ,X r 分别表示在地固坐标系下卫星和测站的坐标;R 为地固坐标系和惯性坐标系之间的旋转矩阵,表达式如下:R =P ㊃N ㊃S ㊃U .(3)式中,P ㊁N ㊁S ㊁U 分别表示岁差㊁章动㊁自转和极移旋转矩阵[10].对观测方程做线性化处理,可得ρ+Δρ=췍ρ0+췍췍ρ췍θ0췍θ.(4)式中,췍ρ0为最初设定的E R P 计算得到近似值,췍θ=췍θx ,췍θy ,췍θt )ᶄ,췍췍ρ췍θ0=(췍췍ρ췍θx 0,췍췍ρ췍θy 0,췍췍ρ췍θt æèçöø÷0.忽略微小量(10-6)的影响,췍U 췍θx 0㊁췍U 췍θy 0㊁췍S 췍θt 0可分别表示为췍U췍θx 0=001000-éëêêêêùûúúúú100;췍U췍θy 0=00000-1éëêêêêùûúúúú010;췍S 췍θt 0=-s i n (G A S T )-c o s (G A S T )0c o s (G A S T )-s i n (G A S T )0éëêêêêùûúúúú000ˑγˑ(t -t 0)ìîíïïïïïïïïïïïïïï.(5)式中:G A S T 为格林尼治视恒星时;γʈ1.0027379093;t 和t 0分别为观测时刻和所选参考时刻的儒略日.当给定观测时刻及相应的E R P 初始值,可得基于G N S S 观测数据求解E R P 的线性化观测方程.若某时刻地面有n 个观测站,每个观测站观测到m 颗卫星,则有观测方程组[11]A (n ˑm )ˑ3X 3ˑ1=L (n ˑm )ˑ1,P (n ˑm )ˑ(n ˑm ).(6)式中:A 为系数矩阵;X 为未知参数矩阵;L 为常数项矩阵;P 为观测值权矩阵.若观测了k 个历元,则通过迭代最小二乘平方差即可求得最终E R P ,即:X =ði =ki =1A Ti P i A()i-1ði =ki =1A Ti P i L i.(7)2 实验分析观测站的分布及数量对E R P 测定精度的影响较大[8,12],本文将在相同观测站的基础上,对不同卫星导航系统观测数据测定E R P 的精度进行分析.选用在全球范围内平均分布的70个国际多模G N S S 监测站网(MG E X )的观测数据测定E R P ,实验采用的计算软件为德国地学研究中心葛茂荣博士提供的高精度G N S S 数据处理软件,卫星轨道和E R P 初值分别来自广播星历和I E R SB u l l e t i nA ,测站坐标来自国际G N S S 服务发布产品(i n t e r n a t i o n a l G N S S s e r v i c e ,I G S )公布的S I N E X 文件,解算时间为2015年11月16日2015年11月27日,年积日为320~331d,每天为一个解算时段,部分解算参数设置见表1[13].表1 基本参数设置情况T a b l e1 T h es e t t i n g of b a s i c p a r a m e t e r 参数名称解算设置观测值类型L C +P C观测方程模式非差模式观测值定权策略高度角定权观测值历元间隔300s参数估计模式最小二乘法卫星轨道参考框架系统天球参考系统最长基线限制3500k m 为分析北斗卫星导航系统观测数据测定结果的精度,分别将测定结果与G P S ㊁G L O N A S S ㊁G a l i l e o 三个系统观测数据测定的E R P 进行对比,并将4个系统观测数据测定结果与I G S (f t p :ʊc d d i s .g s f c .n a s a .g o v /p u b /g n s s /p r o d u c t s )发布的E R P 最终产品进行对比,解算结果见图1(G P S ㊁B D S ㊁G L O N A S S ㊁G a l i l e o 分别简写为G ㊁C ㊁R ㊁E ).通过对图1数据分析可知:(1)4个系统测定结果中G P S 测定结果的精度和稳定性均最高,极移X 方向(P M X )和极移Y 方向(P MY )分量差值的M E A N 和R M S 分别为-119.58ˑ10-6(ᵡ)㊁106.40ˑ10-6(ᵡ)和313.75ˑ10-6(ᵡ)㊁73.22ˑ10-6(ᵡ);日长变化差值的M E A N 和R M S 为-18.32μs 和25.09μs .G L O N A S S 次之,B D S 测定较差,B D S 测定P MX和P MY 分量差值的M E A N 和R M S 分别为429.75ˑ10-6(ᵡ)㊁838.12ˑ10-6(ᵡ)和570.25ˑ10-6(ᵡ)㊁283.06ˑ10-6(ᵡ);日长变化差值的M E A N 和R M S 为-160.79μs 和114.38μs ,G a l i l e o 测定结果最差,P M X 和P MY 分量差值的M E A N 和R M S 分别为-315.58ˑ10-6(ᵡ)㊁1655.70ˑ10-6(ᵡ)和-41.58ˑ10-6(ᵡ)㊁1180.25ˑ10-6(ᵡ),日长变化差值的M E A N 和R M S 为-39.26μs 和258.80μs .(2)P M X 分量测定结果与I G S 发布产品具有一致性,测定误差均在0附近波动,而P MY 方向误差存在一定的系统偏差性,主要是由于本文741第2期郭忠臣等:G N S S 测定地球自转参数精度分析Copyright©博看网 . All Rights Reserved.所用解算策略中的部分参数设置与I G S所用不一致引起的.图1G N S S各系统解算结果与I G S最终产品的差值F i g.1D i f f e r e n c eb e t w e e nG N S Ss y s t e ms o l u t i o n r e s u l t s a n d I G S f i n a l p r o d u c t(a) 各系统测定极移X分量与I G S最终产品的差值;(b) 各系统测定极移Y分量与I G S最终产品的差值;(c) 各系统测定日长变化与I G S最终产品的差值3结论本文通过对同一时间内不同卫星导航系统观测数据进行实验,利用其观测数据测定E R P,并将结果与I G S发布的最终产品相比.结果表明:使用各个系统的观测数据单独解算E R P时,解算精度由高到低依次为:G P S㊁G L O N A S S㊁B D S㊁G a l i l e o,这是因为G P S可用卫星数较其他3个系统多,得到的观测数据量最多,并且质量好.截至目前,G a l i l e o卫星导航系统只有4颗可用卫星,远远低于其他3个系统.卫星系统的可用卫星数目及其空间分布对数据处理成果的质量有着决定性作用,为我国实现早日提供各类高精度产品,加快北斗卫星导航系统的建设尤为重要.参考文献:[1]魏二虎,万丽华,金双根,等.联合G N S S和S L R观测对地球自转参数的解算与分析[J].武汉大学学报:信息科学版,2014,39(5):581585.W E IE H,WA NL H,J I NSG,e t a l.E s t i m a t i o no fE R Pw i t h c o m b i n e d o b s e r v a t i o s o f G N S S a n d S L R[J].G e o m a t i c s a n d I n f o r m a t i o nS c i e n c eo fW u h a n U n i v e r s i t y,2014,39(5):581585.[2]郭忠臣,徐波.两种线性地球自转参数短期预报方法[J].沈阳大学学报(自然科学版),2017,29(6):505510.G U O Z C,X U B.T w o l i n e a r s h o r t-t e r m p r e d i c t i o nm e t h o d so f e a r t h r o t a t i o n p a r a m e n t s[J].J o u r n a l o fS h e n y a n g U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e),2017,29(6):505510.[3]徐天河,王潜心,于素梅,等.利用区域网G P S/B D S数据确定地球自转参数[J].导航定位学报,2015(3):1317.841沈阳大学学报(自然科学版)第31卷Copyright©博看网 . All Rights Reserved.X U T H ,WA N G Q X ,Y U S M ,e ta l .E a r t hr o t a t i o np a r a m e t e r sd e t e r m i n a t i o nu s i n g l o c a lG P S /B D Sn e t w o r k d a t a [J ].J o u r n a l o fN a v i g a t i o na n dP o s i t i o n i n g,2015(3):1317.[4]W E IEH ,J I NS ,WA NL ,e t a l .H i g h f r e q u e n c y va r i a t i o n s o fe a r t hr o t a t i o n p a r a m e t e r sf r o m G P Sa n d G L O N A S S ob s e r v a t i o n s [J ].S e n s o r s ,2015,15(2):29442963.[5]王胜.基于监测手段边坡滑坡模式分析[J ].沈阳大学学报(自然科学版),2016,28(3):234236.WA N G S .L a n d s l i d e m o d ea n a l y s i sb a s e do n m o n i t o r i n gd a t a [J ].J o u r n a l o f S he n y a n g U n i v e r s i t y (N a t u r a l S c i e n c e ),2016,28(3):234236.[6]Y A O Y B .E a r t hr o t a t i o n p a r a m e t e re s t i m a t i o nb y GP S o b s e r v a t i o n s [J ].G e o -S p a t i a l I n f o r m a t i o nS c i e n c e ,2006,9(4):260264.[7]何战科,杨旭海,李志刚,等.利用G P S 观测资料解算地球自转参数[J ].时间频率学报,2010,33(1):6976.H EZK ,Y A N G X H ,L IZ G ,e t a l .E s t i m a t i o no f e a r t h r o t a t i o n p a r a m e t e r sb y G P So b s e r v a t i o n s [J ].J o u r n a lo f T i m e a n dF r e q u e n c y,2010,33(1):6976.[8]王新静,袁运斌,潭冰峰,等.用G P S 观测资料解算地球自转参数的方法及影响因素分析[J ].大地测量与地球动力学,2016,36(10):902906.WA N G XJ ,Y U A N Y B ,T A N BF ,e ta l .E s t i m a t i o no f t h eE R P s b a s e d o nG P S d a t a a n d t h e a n a l y s i s o f t h e i m pa c t f a c t o r [J ].J o u r n a l o fG e o d e s y a n dG e o d y n a m i c s ,2016,36(10):902906.[9]魏二虎,刘文杰,W E I JN ,等.V L B I 和G P S 观测联合解算地球自转参数和日长变化[J ].武汉大学学报:信息科学版,2016,41(1):6671.W E IE H ,L I U W J ,W E I JN ,e t a l .E s t i m a t i o no f e a r t hr o t a t i o n p a r a m e t e r sa n d ΔL O D w i t hc o m b i n g V L B Ia n d G P So b s e r v a t i o n s [J ].G e o m a t i c s a n d I n f o r m a t i o nS c i e n c eo fW u h a nU n i v e r s i t y,2016,41(1):6671.[10]X U GC .G P Sd a t a p r o c e s s i n g w i t h e q u i v a l e n t o b s e r v a t i o n e qu a t i o n s [J ].G P SS o l u t i o n s ,2002,6(1/2):2833.[11]WA N G Q X ,D A N G Y M ,X U T H.T h e m e t h o do f e a r t hr o t a t i o npa r a m e t e r d e t e r m i n a t i o nu s i n gG N S So b s e r v a t i o n s a n d p r e c i s i o na n a l y s i s [C ]ʊL e c t u r eN o t e s i n E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g .B e r l i n :S p i n ge r ,2013:247256.[12]魏二虎,李广文,畅柳,等.利用G P S 观测数据研究高频地球自转参数[J ].武汉大学学报(信息科学版),2013.38(7):818821.W E IE H ,L I G W ,C H A N G L ,e ta l .O n t h e h i g h -f r e q u e n c y E R P s w i t h G P S o b s e r v a t i o n s [J ].G e o m a t i c s a n dI n f o r m a t i o nS c i e n c eo f W u h a n U n i v e r s i t y ,2013,38(7):818821.[13]王潜心.基于G N S S 观测数据的高精度地球自转参数测定理论与方法研究[D ].西安:西安测绘研究所,2015.WA N G Q X.T h et h e o r y an d m e t h o do fe a r t hr o t a t i o n p a r a m e t e r sd e t e r m i n a t i o n u s i n g G N S S o b s e r v a t i o n d a t a [D ].X i a n :X i a n I n s t i t u t e o f S u r v e y i n g a n d M a p p i n g,2015.P r e c i s i o n A n a l y s i s o f E a r t h R o t a t i o n P a r a m e t e r s D e t e r m i n e d b y G N S SO b s e r v a t i o n sG U OZ h o n g c h e n 1,Y A O X i a n g2(1.F a c u l t y o fE n v i r o n m e n t S c i e n c e a n dS u r v e y i n g E n g i n e e r i n g ,S u z h o uU n i v e r s i t y ,S u z h o u234000,C h i n a ;2.J i a n gs u J i n d i S u r v e y C o .,L t d .,N a n j i n g 210000,C h i n a )A b s t r a c t :I n v i e w o ft h e m a n y a d v a n t a g e so ft h e g l o b a ln a v i g a t i o n s a t e l l i t es ys t e m (G N S S )i n d e t e r m i n i n g e a r t hr o t a t i o n p a r a m e t e r s (E R P ),t h ea c c u r a c y o fE R P w a sm e a s u r e db y a n a l y z i n g t h e o b s e r v a t i o nd a t a o f d i f f e r e n t s a t e l l i t e s y s t e m s ,a n d t h e d a t a o f d i f f e r e n t s a t e l l i t e s ys t e m sw e r e u s e d f o r s o l v i n g t h e s a m e t i m e p e r i o d .T h e r e s u l t sw e r e c a l c u l a t e d a n d c o m p a r e dw i t h t h e i n t e r n a t i o n a lG N S S s e r v i c e (I S S ).T h er e s u l ts h o w st h a tt h ea c c u r a c y o f G P Ss y s t e m i st h eh i gh e s t w h e n E R Pi s m e a s u r e db y s i n g l e s ys t e m ,a n d t h eG L O N A S S i s t h e s e c o n d ,t h e nB D S ,G a l i l e o i s t h e l o w e s t .T h e a c c u r a c y o fE R P m e a s u r e m e n t i sc l o s e l y r e l a t e dt ot h en u m b e ro f s a t e l l i t e sa v a i l a b l e i nt h es a t e l l i t e s y s t e ma n d i t s s pa t i a l d i s t r ib u t i o n .K e y wo r d s :e a r t h r o t a t i o n p a r a m e t e r s ;G N S S ;d e t e r m i n a t i o n ;i n t e r n a t i o n a lG N S Ss e r v i c e ;p r e c i s i o n ʌ责任编辑:赵炬ɔ941第2期郭忠臣等:G N S S 测定地球自转参数精度分析Copyright©博看网 . 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大地测量学简答题、综合题

1、解释重力、引力、离心力、引力位、重力位、地球重力场、正常重力、正常重力位、扰动位等概念，简述其相应关系。

答：地球引力及由于质点饶地球自转轴旋转而产生的离心力的合力称为地球重力。

引力F是由于地球形状及其内部质量分布决定的其方向指向地心、大小F=f·M·m/r∧2。

离心力P指向质点所在平行圈半径的外方向，其计算公式为P=m w∧2·p 引力位就是将单位质点从无穷远处移动到该点引力所做的功重力位就是引力位V和离心力位Q之和。

地球重力场是地球的种物理属性。

表征地球内部、表面或外部各点所受地球重力作用的空间。

根据其分布，可以研究地球内部结构、地球形状及对航天器的影响。

正常重力位是一个函数简单、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。

扰动位是地球正常重力位与地球重力位的差异。

2、解释大地水准面、大地体、总椭球、参考椭球、大地天文学、黄道面、春分点、大地水准面差距。

答：与平均还平面相重合，不受潮汐、风浪及大气压的影响，并延伸到大陆下面处处与前垂线相垂直的水准面称为大地水准面。

大地水准面是一个没有褶皱、无棱角的连续封闭曲面。

由它包围的形体称为大地体。

总的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，同时还要求总的地球椭圆和大地体最为密度。

参考椭球是指具有一定参数、定位和定向，用以代表某一地区大地水准面的地球椭球。

大地天文学主要是研究用天文测量的方法，确定地球表面的地理坐标及方位角的理论和实际问题。

黄道是太阳周年的视运动沿着大圆的运动圈。

春分点是黄道和赤道的交点，并被看作固定的恒星点。

大地水准面差距是指大地水准面与地球椭球面之间的距离4 、解释水准面的含义及性质,为什么说水准面有多个?答:含义:我们把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.性质:1、由于重力位是由点坐标唯一确定的，故水准面相互既不能相交也不能相切；2、在一个水准面上移动单位质量不做功，即所做共为0，可见水准面是均衡面；3、在水准面上，所有点的重力均与水准面正交；4、由于两个水准面之间的距离不是一个常数，故两个水准面彼此不平行；5、力线与所有水准面都正交，彼此不平行。

地理经纬度知识点

地理经纬度知识点一、概述地理经纬度是地球表面上确定位置的一种方法，通过经度和纬度来确定一个地点的具体位置。

经纬度是地理坐标系统的基础，它可以帮助我们定位地球上任何一个地方。

二、经度经度是指地球表面上某一点与本初子午线的夹角，也可以理解为东西方向上的位置。

经度的取值范围是从0°到180°，东经用正数表示，西经用负数表示。

本初子午线的经度为0°，也就是通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线。

三、纬度纬度是指地球表面上某一点与赤道的夹角，也可以理解为南北方向上的位置。

纬度的取值范围是从0°到90°，北纬用正数表示，南纬用负数表示。

赤道的纬度为0°，也就是地球的中央线。

四、经纬度表示方法经纬度的表示方法通常采用度（°）、分（'）和秒（"）来表示。

例如，一个地点的经度为116°20'30"，纬度为39°54'20"。

五、经纬度的应用1. 地图定位：经纬度可以帮助我们准确定位地图上的位置，方便导航和旅行。

2. 天文学研究：经纬度对于天文学研究非常重要，可以帮助天文学家观测和研究天体的运动和位置。

3. 地理学研究：经纬度是地理学研究的基础，可以帮助我们理解地球的地理特征和地球上不同地区的分布情况。

4. 气象预报：经纬度也是气象预报的重要参数之一，可以帮助气象学家预测天气变化和气候情况。

5. 航海导航：经纬度在航海导航中起着至关重要的作用，可以帮助船舶确定航线和避开危险区域。

六、经纬度的计算方法计算经纬度可以通过使用全球定位系统（GPS）或者地图软件来获取。

此外，还可以通过一些数学公式来计算经纬度，如球面三角学和大地测量学等。

七、经纬度的注意事项1. 经纬度的表示顺序通常是先经度后纬度，如116°20'30"，39°54'20"。

地球形状参数测定技术的原理与方法

地球形状参数测定技术的原理与方法地球是我们生活的家园，了解地球的形状对于许多领域的研究和应用都至关重要。

地球形状参数测定技术是一种通过各种手段和方法来测量和确定地球形状的技术。

本文将探讨地球形状参数测定技术的原理和方法。

一、地球形状的基本概念与参数地球是一个不规则的椭球体，近似为一个椭球。

了解地球的形状需要确定一些基本概念与参数。

其中，地球的赤道半径、极地半径和平均半径是最为常用的参数。

赤道半径是指通过地球赤道的最大半径，极地半径是指通过地球两极的最小半径，平均半径是指地球半径的平均值。

这些参数可以用于测量地球的形状，并在地理信息系统、地球物理学、导航和卫星通信等领域得到广泛应用。

二、大地测量方法大地测量是测定地球形状参数的常用方法之一。

它基于测量地球上的点与地球中心之间的距离，通过观测和计算得出地球形状的参数。

大地测量方法包括测角、测距和测高等技术。

该方法运用了三角学、测量学和大地测量学等学科知识。

在大地测量中，角度测量是非常重要的。

通过使用经纬仪、全站仪等仪器，测量地球上某一点与参考点之间的水平角度和垂直角度，从而确定地球上点的位置和高度。

距离测量则可以通过全球定位系统（GPS）、电波测距等方式来实现。

对于地球形状的测定，一般采用的是直接测量地球周长的办法。

大地测量方法不仅可以用于测定地球形状参数，还对建立测量基准、确定地球表面形变等方面具有重要意义。

三、卫星测地技术卫星测地技术是近年来发展起来的一种先进的地球形状参数测定方法。

该技术利用卫星激光测距、卫星测高和卫星重力测量等手段，通过观测地球表面上各种地形特征的空间分布和形态等信息，来确定地球形状参数。

卫星激光测距技术是一种通过卫星激光测量地球表面上各个点与卫星之间的距离，并据此计算地表高度的方法。

该技术可以高精度地测量地球表面的起伏和高程变化，从而推断出地球的形状。

同时，卫星测高技术也是地球形状测定的重要手段之一。

通过使用卫星遥感数据和测高仪器对地球表面进行高度测量，可以得到地球各个点的高程信息。

地球的形状与尺寸

地球的形状与尺寸地球是我们生活的家园，它的形状与尺寸对于我们了解地球的结构和特征具有重要意义。

本文将探讨地球的形状与尺寸，包括地球的几何形状、尺寸参数以及测量方法，以加深我们对地球的认识。

一、地球的几何形状地球是一个近似球体，但并非完全规则的球体。

在赤道附近，地球略微扁平，两极则稍微偏尖。

这种形状被称为椭球体，它是一个由椭圆绕着其中两个轴旋转形成的几何体。

二、地球的尺寸参数1. 地球的赤道半径地球的赤道半径指的是从地球中心到地球赤道的距离。

根据国际地球参量系统（WGS84）的定义，地球的赤道半径约为6378.137公里。

这个数值是根据对地球形状的观测和测量所得出的结果。

2. 地球的极半径地球的极半径指的是从地球中心到地球极点的距离。

同样使用WGS84的定义，地球的极半径约为6356.752公里。

和赤道半径相比，极半径要略小一些，这也是地球扁平的原因之一。

3. 地球的体积和表面积地球的体积指的是地球所包含的空间的大小。

根据WGS84的定义，地球的体积约为1.08321×10^12立方千米。

地球的表面积指的是地球表面的总面积，根据WGS84，地球的表面积约为510,072,000平方公里。

三、地球的测量方法1. 天文测量法天文测量法是利用天文观测数据和数学模型来测量地球的形状和尺寸。

例如，通过观测地球上不同地点的星体位置和天文现象，借助三角学和几何学的原理，可以计算出地球各个参数的数值，比如赤道半径、极半径等。

2. 大地测量法大地测量法是通过在地球表面进行测量和观测，利用测量仪器和技术来获取地球的形状和尺寸参数。

例如，通过使用全球定位系统（GPS）来测量地球上各个位置的经纬度和海拔高度，可以进一步计算出地球的形状和尺寸参数。

3. 卫星测量法卫星测量法利用人造卫星的测量数据来估算地球的形状和尺寸。

通过卫星搭载的雷达测高仪、重力测量仪等设备，可以对地球的表面进行高精度的测量，从而获取地球的形状和尺寸参数。

地球定向参数范文

地球定向参数范文地球定向参数（Earth Orientation Parameters，EOP）是用于描述地球旋转状态的一组物理量。

地球的旋转是不稳定的，由于多种因素的影响，包括大气运动、地质活动和海洋潮汐等。

为了准确测量和描述地球的旋转状态，国际天文学联合会（IAU）制定了一套标准的地球定向参数体系。

1. 地球自转角速度（Earth's rotation rate）：指的是地球每单位时间自转的角度变化量。

由于地球自转速度不是恒定的，这个参数被称为UT1（Universal Time 1）。

UT1与地球自转速度有关，它的变化受到多种因素的影响，包括地球内部结构变化、大气运动、海洋潮汐等。

2. 坐标极移（Polar motion）：地球旋转轴相对于地球表面的移动被称为极移。

这是由于地震、大气运动和海洋潮汐等因素引起的地球形变所致。

极移会导致地球坐标系的原点在空间中发生偏移，影响到天文观测数据的解释和处理。

3. 瞬时轴偏移（Instantaneous axis of rotation）：地球自转轴的方向在一段时间内可能会有细微变化，这个变化被称为瞬时轴偏移。

瞬时轴偏移与地球自转角速度和极移有关，通常被用于改正天文观测数据中的系统误差。

4. 岁差（Nutation）：地球自转轴在空间中的变化被称为岁差。

岁差是由多种因素引起的，包括月球引力、太阳引力和其他行星的作用。

岁差的周期为约18.6年，对天文观测数据的精确处理和解释具有重要影响。

地球定向参数对于天文学、地球物理学和导航系统等领域具有重要意义。

在天文学中，通过精确测量和分析EOP，可以改正天体观测数据中的系统误差，提高天文观测的精确度。

在地球物理学中，EOP可以用于研究地球自转和地震活动之间的关系，以及地球的内部结构和运动等。

在导航系统中，EOP可以用于提高GPS和其他卫星导航系统的定位精度。

国际天文学联合会通过国际地球自转与参考系统服务（IERS）等机构负责定期发布EOP数据。

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地球物理基础考试试题参考答案一、选择题（共40题，每题1分）1、地球的年龄和平均密度分别是（C）。

（A）42亿年和3.0g/cm3（B）46亿年和3.0 g/cm 3（C）46亿年和5.4 g/cm 3（D）42亿年和5.4 g/cm 32、目前，有多种方法可以估计地球的年龄，其中比较可靠的方法为（D）（A）利用星云移动估算（B）利用沉积速率估算（C）利用河水中盐度估算（D）利用放射性元素及其衰变3、地球的平均半径约为（C）千米。

（A）5600 （B）6000 (C) 6400 (D) 68004、太阳系有九大行星，位于地球内侧环绕太阳运动的行星为（B）。

（A）金星、木星（B）水星、金星(C) 水星、火星(D) 金星、土星5、星际云物质密度与罗奇密度有如下关系：当星际云物质密度大于罗奇密度时，星际云物质将会（A）。

（A）聚集（B）平衡(C) 耗散(D) 瓦解6、相邻行星的公转轨道半径之比a n+1/a n近似为常数，在（B）数值附近。

（A）0.69 （B）1.69 (C) 2.69 (D) 3.697、某种放射性元素母核的数量衰减为原来一半所用的时间，叫该元素的（C）。

（A）衰老系数（B）寿命（C）半衰期（D）放射性周期8、放射性碳-14的半衰期是5568（A），它是测量第四纪地质、考古、海洋、水文、人类学、新构造和地震重复性等有关时间的重要方法。

（A）年（B）万年(C) 百万年（D）亿年9、人们知道，（A）中的常用放射性元素的丰度较高，有利于进行年龄测定和结果对比。

（A）花岗岩（B）沉积岩（C）变质岩（D）海水10、地球自转的重要科学证据是（B）。

（A）日升日落（B）傅科摆（C）星移斗转（D）潮涨潮落11、地球自转轴在空间的运动包括（D）。

（A）旋转和平移（B）进动和旋转（C）晃动或极移（D）进动和章动12、地球进动的方向与地球自转方向相反，为自东向西，每年移动50角度秒，相应春分点和秋分点每年也作50角度秒的移动，这在天文上叫（C）。

地球轨道参数的理解

地球轨道参数的理解地球轨道参数的理解地球是我们生活的家园，它在太阳系中绕着太阳运动。

而地球的运动轨迹可以用一些参数来描述，这些参数被称为地球轨道参数。

本文将从以下几个方面详细介绍地球轨道参数的理解。

一、什么是地球轨道？地球在太阳系中沿着一个椭圆形轨道运动，这个椭圆形轨道被称为地球轨道。

根据开普勒三定律，地球绕着太阳运动的周期为365.24天（即一年），而这个周期也是由地球轨道的形状和大小决定的。

二、哪些参数可以描述地球轨道？1. 长半径（a）长半径是指椭圆形轨道长直径的一半，它也被称为半长轴。

对于地球来说，它的长半径大约是149.6亿米。

2. 短半径（b）短半径是指椭圆形轨道短直径的一半，它也被称为半短轴。

对于地球来说，它的短半径大约是149.1亿米。

3. 偏心率（e）偏心率是描述椭圆形轨道形状的一个参数，它表示椭圆的离心程度。

对于地球来说，它的偏心率大约是0.0167。

4. 轨道倾角（i）轨道倾角是指地球轨道相对于太阳赤道面的倾斜角度。

对于地球来说，它的轨道倾角大约是23.5度。

5. 近地点角（ω）近地点角是指椭圆形轨道上距离近日点的位置与轨道平面交线之间的夹角。

对于地球来说，它的近地点角大约是102.9度。

6. 平近点角（L）平近点角是指地球到达近日点时太阳在黄道上的位置。

对于地球来说，它的平近点角大约是280.46度。

三、这些参数都有什么作用？1. 描述轨道形状和大小长半径和短半径可以用来描述椭圆形轨道的大小和形状，而偏心率则可以描述椭圆形轨道的离心程度。

这些参数可以帮助我们更好地了解地球在太阳系中运动的规律。

2. 描述运动状态轨道倾角可以描述地球轨道相对于太阳赤道面的倾斜角度，这个角度可以影响地球的季节变化。

而近地点角和平近点角则可以描述地球在轨道上的位置，这些参数可以帮助我们预测日食和月食等天文现象。

3. 用于导航和卫星通讯地球轨道参数也被广泛应用于导航和卫星通讯。

例如，GPS定位系统就是利用地球轨道参数来计算卫星位置、速度和时间等信息，从而实现定位导航功能。

纬度最大值问题回答

纬度最大值
回答：
纬度最大值是90度，这是因为地球是一个近似椭球体，其北极和南极处是地球的两个极点，纬度为90度。

纬度的定义是指地球上某个点北至南的位置，以赤道为起始线，最北端点的纬度是90度N（北极点），最南端点的纬度是90度S（南极点），因此纬度最大值是90度。

纬度是用来衡量地球的纵向位置的，它通常被表示为一个角度度数，
其值的范围从0度至90度，北极点为90度N，赤道为0度，南极点为90度S。

纬度向北或向南逐渐增加，北极点的纬度为90度，而赤
道则是0度。

然而，对于大多数人来说，最重要的是纬度的度数表示
地球所在的地理区域和气候。

而在GPS领域中，纬度和经度是定位一个地点所必须的两个参数。

GPS定位的原理就是通过接收卫星发射的信号来计算地理位置，其中
纬度就是指接收器的位置位于地球赤道面的北半球还是南半球。

因此，纬度的值对于GPS定位非常重要。

纬度最大值为90度的事实是一个基本常识，但了解纬度的含义以及在GPS定位中的应用可以更好地理解纬度的意义。

我们可以针对地球上
不同的纬度区域进行研究，比如研究赤道地区气候和生态，或研究极地区域的生物多样性和环境变化。

在日常生活和旅游中，我们可以更好地认识和了解不同纬度地区的文化和自然风光，从而丰富我们的知识和体验。

8.地球轨道参数与气候变化原理

➢ 冬至点位于近日点附近
轨道参数在第四纪中的变化
l 偏心率：幅度0-6%；周期10万年（还有更长的） l 黄赤交角：幅度21o48'-24o24'间; 周期4.1万年 l 岁差：周期22000年，19000年
520万年以来的深海氧同位素曲线
冰期天文理论的修正
l 三个轨道参数变化周期的证明 l 冰期不对应高偏心率，而对应低值 l 对理论的修正：长轴不变假设 l 着眼点从纬度季节转向全球 l 偏心率修正后的两半球同步问题和夏
地球轨道参数与气候变化原理
l 地球公转轨道偏心率（eccentricity) l 地轴倾角或黄赤交角（obliquity） l 岁差或地轴进动（precession）
黄赤交角及其气候意义
l 何谓黄赤交角？ l 黄赤交角与季节 l 黄赤交角如何调节太阳辐射 l 地质时期黄赤交角有过90o吗？
太阳直射与地轴倾角
四季的形成
岁差及其气候意义
何谓岁差？从地转轴进动说起恒星年365日6时9分9.5秒回归年365日5时48分46秒二者相差20分23.5秒相当于公转50.25秒/年故进动周期约为25800年
地球自转轴倾角
近日点进动
三个东西搞出什么名堂？ ——近日点黄经的意义
➢ 冬至点位于远日点附近
季辐射决定论问题
冰期天文理论存在的问题
1. 该理论所阐述的变化800万年来如此，为何冰期只出现于百万年？
2. 为何进入冰期时曲线突然升高，而冰期结束时，却逐渐降低？
3. 是何原因使得B/M界限前后由4.1万年的倾角主 R WATCHING