自己整理的大地测量徐复习资料

第二章：坐标与时间系统

【1】时间的描述包括时间原点、单位（尺度）两大要素。时间的特点是连续、均匀

【2】作为计量时间方法的周期运动的物体的要求：运动是连续的、运动的周期具有足够的稳定性、运动的可观测性

【3】恒星时（ST）：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

恒星日：春分点连续两次经过同一子午圈上中天的时间间隔。

【4】真太阳时：以真太阳作为基本参考点，由其周日视运动确定的时间

真太阳日：真太阳连续两次经过某地的上中天所经历的时间。真太阳日在近日点最长。【5】平太阳日（MT）：以平太阳作为参考点，其速度等于真太阳周年运动的平均速度。平太阳连续两次经过同一子午圈的时间间隔称一个平太阳日。

【6】世界时（UT）：以格林尼治子夜为零起算的平太阳时。

【7】历书时（ET）：由于地球自转速度不均匀。导致测得的时间不均匀，以地球公转运动为基准的历书时来度量时间。

【8】力学时：（1）太阳系质心力学时TDB（2）地球质心力学时TDT

可看作是历书时在两种坐标系的实现

地球质心力学时基本单位为国际秒制，1977年1月1日原子时（TAI）与TDT关系：TDT=TAI+32.184。

【9】原子时（AT）：以原子谐振信号周期为标准。基本单位：秒。定义：在零磁场下，位于海平面的铯原子基态两个超精细能级间跃迁辐射192631770周所持续的时间为原子时秒。原子时的原点定义：1985年1月1日UT2的0时。AT=UT2-0.0039(s)。

【10】协调世界时（UTC）：以原子时秒长为计量单位，在时刻上与平太阳时之差小于0.9秒得时间系统。

【11】GPS时间系统：是一种特殊的原子时，与国际原子时的原点不同而已，瞬时差为常量TAI-GPST=19(s)。

【13】大地基准：描述地球形状的参考椭球的参数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。包括一组大地测量参数和一组起算数据，其中，大地测量参数主要包括作为建立大地坐标系依据的地球椭球的四个常数，即地球椭球赤道半径，地心引力常数GM，带球谐系数J2和地球自转角度w，以及用以确定大地坐标系统和大地控制网长度基准的真空光速c；而一组起算数据是指国家大地控制网起算点的大地经度、大地纬度、大地高程和至相邻点方向的大地方位角。

【14】测量外业的基准面线：大地水准面和垂线。

测量内业的基准面线：参考椭球面和法线

【15】天球：以地球质心为中心，以无穷大为半径的假象球体。

重要概念：

（1）天轴与天极：地球自转的延伸直线为天轴，天轴与天球的交点为天极

（2）天球赤道面与天球赤道：通过地球质心与天轴垂直的平面，为天球赤道面。它与天球相交的大圆称天球赤道。

（3）天球子午面与子午圈：包含天轴并通过地球上任一点的平面称天球子午面，它与天

球相交的大圆称天球子午圈。

（4）时圈：通过天球的平面与天球相交的半个大圆。

（5）黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，黄道面与赤道面的夹角称黄赤交角

23.5°

（6）黄极：通过天球中心，且垂直于黄道面的直线与天球的交点。

（7）春分点：太阳从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（8）天球直角坐标系：原点位于地球质心O，z轴指向天球北极Pn，x轴指向春分点r，y轴垂直于xOz平面；它也可转化为赤经（α）、赤纬（δ）、向经（d）构成的球面坐标。

【16】大地高：从观测点沿椭球的法线方向到椭球面的距离。

正高：以大地水准面为参考面的高程系统

正常高：以似大地水准面为参考面的高程系统

H=H正常+ζ（高程异常）H=H正+N（大地水准面差距）

【17】高程异常：似大地水准面与参考椭球面之间的高差

【18】大地水准面差距：大地水准面沿法线到地球椭球体面的距离

【19】大地水准面在海洋面上与平均海水面一定重合，任意一个异于大地水准面的水准面与大地水准面一定不重合，参考椭球和总地球椭球的扁率不一定相等。

【20】大地水准面：完全静止的海水面所形成的重力等位面

似大地水准面：从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面

【21】子午线收敛角：

高斯投影面上任意点子午线的投影线的切线方向与该点坐标的正北方向的夹角。

【22】椭球的类型：

（1）参考椭球：具有确定参数，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

（2）总地球椭球：除了满足地心定位和双平行条件外，在确定地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

【23】参考椭球面作用：（1）一定的参考椭球确定了一定的大地坐标系（2）它是地面点水平坐标的参考面，高程的基准面（3）它是描述大地水准面形状的参考面（4）它是地图投影的参考面（5）参考椭球面及其法线分别是大地测量计算的基本面和基本线。

【24】椭球定位：指确定椭球中心的位置

（1）局部定位：要求在一定范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合，而对椭球中心位置无特殊要求

（2）地心定位：要求在全球范围内椭球面与大地水准面最佳的符合。同时要求椭球中心与地球质心一致。

【25】椭球定向：确定椭球旋转轴的方向，需满足两个平行条件

（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

【26】坐标参考系统（大地测量坐标系）：天球坐标系和地球坐标系。

地球坐标系分为大地坐标系和空间直角坐标系两种形式。

大地坐标系：P点的子午面NPS与起始子午面NGS所构成的二面角L，叫做P点的大地经度，由起始子午面起算，P点的法线Pn与赤道面的夹角B，称做P点的大地纬度。

空间直角坐标系：坐标原点位于总地球质心或参考椭球中心，Z轴与地球平均自转轴相重合，亦即指向某一时刻的平均北极点，X轴指向平均自转轴与平均格林尼治天文台所决定的子午面与赤道面的交点Ge，而Y轴与XOZ平面垂直，且指向东为正。X=NcosBcosL；Y=NcosBsinL；