空间大地测量学复习

第一章绪论

1.什么就是空间大地测量学

利用自然天体或人造天体来精确测定测点的位置;精确确定地球的形状,大小,外部重力场以及它们随时间的变化状况的一整套理论与方法(或一门科学)称为空间大地测量学。

2.空间大地测量的主要任务

空间大地测量要解决的问题与承担的具体任务很多,但归纳起来大体上可分为两类: 一类就是建立与维持各种坐标框架;

①建立与维持地球参考框架

A:建立与维持全球性参考框架

B:建立与维持区域性的地球参考框架

②建立与维持国际天球参考框架

目前国际天球参考框架ICRF就是由IERS利用VLBI技术所测定的河外射电源的方向来判断与维持的;ICRF分为 BCRF(日心,用于研究行星绕日)GCRF(地心,用于研究卫星绕地)

③测定地球定向参数

坐标转换需要知道转换参数,于就是精确测定ITRS与GCRS间的转换参数就是空间大地测量的一项主要任务。

一类就是确定地球重力场。

意义:–高分辨率高精度的地球重力场模型对于军事部门、航空航天部门,以及大地测量,地球动力学等地学研究部门意义重大;

•传统大地测量的局限性–在20世纪50年代前测定地球重力场的工作进度缓慢;

•空间大地测量的诞生从根本上改变了这种状况–根据卫星的轨道摄动来反演地球重力场;

–利用卫星测高技术来实际测定海洋地区的大地水准面反演海洋地面的重力场;

–利用高-低模式与低-低模式的卫星跟踪卫星以及卫星重力梯度测量技术来反演地球重力场;

–高分辨率、高精度、变化性

3.传统大地测量的劣势:

①测站间需保持通视

a 采用光电仪器,必须通视

b 需花费大量人力物力修建战标

c 边长受限制

d 工作难度大,效率低

②无法同时精确确定点的三维坐标

由于平面控制网与高程控制网就是分别布设的

(1)点的平面位置就是由椭球面为基准面通过三角测量、导线测量得到

(2)点的高程就是以大地水准面或似大地水准面为基准面通过水准测量得到

缺点:a 增加了工作量

b 水准点一般沿道路、河流等高差起伏不大的地带布设,无精确的平面坐标

c 平面控制点在山区时,位于山头上,起高程使用三角高程测量求得,无精确的高

程坐标。这种情况对分析与进一步测量带来困难。

③观测受气候条件的影响

④观测难以避免收到某些系统误差的影响

⑤难以建立地心坐标系

4.空间大地测量学的优势

①能够提供更精确的地心坐标

②能够提供全球统一的坐标

③能够在长距离上进行高精度的测量

④能够提供精确的(似)大地水准面差距

⑤能够提供高精度的高分辨率的地球重力场模型

⑥全天候测量,更快捷、精确、简便

第二章:时间系统

1、空间大地测量的两个基准

空间基准:坐标系统

时间基准:时间系统

2:时间系统与时间框架

时间系统定义了时间测量的标准,包括时刻的参考基准与时间间隔的尺度基准。

时间框架通过守时、授时与时间频率测量比对在某一区域或者全球范围内实现与维持统一的时间系统。

3、恒星时

恒星时以春分点为参考点,春分点连续两次经过地方上子午圈的时间间隔成为一个恒星日,再均匀分割成小时、分与秒

恒星时与地方上子午圈的时间有关,为地方时

4、太阳时

(1)真太阳时:太阳中心连续两次经过某地的上子午圈的时间间隔称为一个真太阳日,再均匀分割成小时、分、秒。(真太阳时不均匀,不具备作为一个时间系统的基本条件)

(2)平太阳时:以地球自传为基础,以平太阳中心为参考点所建立的时间系统称为平太阳时。

平太阳:建立的假太阳,其周年视运动轨迹位于赤道平面,而不就是黄道平面,它在赤道上的运动角速度为恒定的,等于真太阳的平均角速度。

5、历书时

为了避免世界时的不均匀性,1960年起引入了一种以地球绕日公转周期为基础的均匀时间系统,称为历书时。

6、历法

历法就是规定年月日的长度以及她们之间的关系,制定时间序列的一套法则。

主要分为:阳历(回归年为基本单位)、阴历(朔望月)、阴阳历(以朔望月计月,以回归年计年) 阳历分为:儒略历、格里历

7:有哪些时间传递方法:

•短波无线电时号

•长波无线电时号

•电视比对

•搬运钟法

•利用卫星进行时间比对

•电话与计算机授时

•网络时间戳服务

8、空间大地测量中常用的时间系统有哪些？这些时间系统如何建立与维持？她们之间如何进行相互转换？

(1)世界时系统:以地球自转作为时间基准的时间系统

分为:恒星时与太阳时

(2)力学时系统:天文学中,天体的星历就是根据天体力学中的运动方程编算的,这些方程中时间T就是一个独立的变量,该时间定义为力学时。

以行星绕日为基准

分类:历书时、地球动力学时、太阳系质心力学时

(3)原子时系统:国际原子时、协调世界时、GPS时、GLONASS时

第三章:坐标系统

1、岁差

岁差,更精确的讲就是春分点岁差,就是由于赤道平面与黄道平面的运动而引起的。其中由于赤道运动而引起的岁差称为赤道岁差,由于黄道运动而引起的岁差叫做黄道岁差。

赤道岁差:由于太阳、月球以及行星对地球上赤道隆起部分的作用力矩而导致赤道平面的进动(或者说天极绕黄极在半径为的小圆上的顺时针方向旋转)称为赤道岁差。

黄道岁差:除了赤道岁差之外,太阳系中的行星对地球与月球产生万有引力,还会影响地月系质心绕日公转的轨道平面,使黄道面产生变化,今儿使春分点产生移动,我们称这种岁差为黄道岁差。

2、章动

月球受到的地球、太阳、其她行星引力等影响,使得月球围绕地球旋转的轨道面变化、月地间的距离变化、地球自转轴在空间变化,其运动轨迹为一个椭圆。这种运动叫做章动

3、天球坐标系

用以描述自然天体与人造天体在空间的位置或方向的一种坐标系

分类:战心天球坐标系(原点位于测站中心)

地心天球坐标系(原点位于地心)

太阳系质心天球(原点位于太阳系质心)

4、历元平级

5、固定平级

6、地固坐标系

参考椭球球心与地球质心重合,参考椭球面与全球大地水准面吻合好在此椭球上建立的大地坐标系,原点位于地球质心,Z轴指向北极点的空间直角坐标系,叫做地心坐标系。

什么就是岁差与章动？二者之间的异同。

•试述岁差与章动对坐标框架建立与维持的影响。

•如何测量岁差与章动？

•论述极移与地球自转的地球物理机制。

•综述岁差、章动、极移与自转的测量技术。

•为何要建立天球坐标系？常用的天球坐标系都有哪些？