大地测量观测技术
卫星大地测量学的研究内容
卫星大地测量学的研究内容
卫星大地测量学是利用人造卫星进行精确测量，研究利用这些观测数据解决大地测量学问题的科学。
其研究内容主要包括以下几个方面：
1. 卫星大地测量的基本理论和方法：研究卫星轨道、卫星定位、卫星观测数据处理等基本理论和方法，以及卫星大地测量的误差分析和精度评定等。
2. 地球重力场的测定：利用卫星观测数据，通过地球重力场的模型建立和数据处理，测定地球重力场的精细结构和变化，为地球物理学、地球动力学、地震预测等领域提供重要信息。
3. 大地水准面的测定：利用卫星观测数据，通过大地水准面的模型建立和数据处理，测定地球表面高程的精细结构和变化，为水文学、海洋学、气象学等领域提供重要信息。
4. 地球表面形变监测：利用卫星观测数据，通过地面形变模型的建立和数据处理，监测地震、火山、滑坡等自然灾害引起的地表形变，为灾害防治和地震安全等领域提供重要信息。
5. 地球磁场和电场的测定：利用卫星观测数据，通过地球磁场和电场模型的建立和数据处理，测定地球磁场和电场的精细结构和变化，为地球物理学、地质学、气象学等领域提供重要信息。
6. 卫星遥感技术的应用：利用卫星观测数据，通过遥感技术的处理和应用，对地球表面的资源、环境、气象等信息进行监测和评估，为资源开发、环境保护、城市规划等领域提供重要信息。
总之，卫星大地测量学是一门综合性的学科，涉及到天文学、地球物理学、地球化学、数学、物理学等多个领域，其研究成果对于人类认识地球、保护地球环境和资源具有重要的意义。
大地测量中的大地水准面和大地水准面高度系统介绍
大地测量中的大地水准面和大地水准面高度系统介绍引言：大地测量是地球科学中极其重要的一部分，它涉及到测量地球形状、尺度和重力等方面的内容。
在大地测量中，大地水准面和大地水准面高度系统是不可或缺的组成部分。
本文将介绍大地水准面和大地水准面高度系统的概念、应用以及相关技术。
一、大地水准面的概念大地水准面是一个无限大的曲面，用来描述地球上海平面的平均形状。
在大地测量中，大地水准面被用作基准面，用于确定地球上不同地点的高度差。
大地水准面的形状受到地球自转、地球重力场和地壳运动等因素的影响，因此并非完全规则的球面。
二、大地水准面高度系统的构建为了准确测量地球上不同地点的高度差，需要建立一套统一的大地水准面高度系统。
大地水准面高度系统包括基准面、基准点和高程系统等元素。
1. 基准面基准面是用来确定大地水准面零点的参考面。
在国际上广泛使用的基准面是平均海平面，它是根据全球大量海洋观测数据计算得出的。
平均海平面作为基准面具有很高的精度和稳定性，被广泛应用于大地水准面高度系统。
2. 基准点基准点是用来确定基准面与地球实际表面高度之间的关系的点。
基准点通常会选取在地表上稳定且易于测定的地点，如石碑、桥墩等。
各个国家和地区会在自己的领土上选取一定数量的基准点进行测量和记录，以建立自己的大地水准面高度系统。
3. 高程系统高程系统是用来描述地表高度的一套标准和方法。
在大地水准面高度系统中，高程系统通常使用地面的平均海平面相对高程作为参考。
通过测量基准点与平均海平面之间的高度差，并结合地球引力场的计算，可以计算出其他地点的高程。
三、大地水准面高度系统的测量方法为了建立和维护大地水准面高度系统，需要进行一系列测量和观测。
目前，常用的测量方法包括水准测量和全球定位系统（GPS）测量。
1. 水准测量水准测量是通过测量基准点和待测点之间的高差来确定高程值的方法。
水准测量通常使用水准仪进行，该仪器利用光学原理和水平仪等装置来测量水平线的偏差，从而计算出高程值。
大地测量技术在测绘工作中的应用指南
大地测量技术在测绘工作中的应用指南引言测绘工作是人类社会发展的重要环节，它在城市规划、土地管理、灾害监测等方面都起到非常关键的作用。
而大地测量作为测绘工作中的一项重要技术，具有精确度高、可持续性强的优势，成为测绘工作中必不可少的一环。
本文将介绍大地测量技术在测绘工作中的应用指南，包括基本原理、常用仪器、数据处理方法等。
第一部分：基本原理大地测量的基本原理是通过测量地球表面各个点的位置，来建立准确的地球坐标系统。
在测绘工作中，一般采用基线法进行测量。
基线法是利用测量系统沿一条已知长度基线测得的角度和距离，以及三角测量原理，计算出目标点的坐标。
在大地测量中，我们需要考虑地球的曲率、椭球形状等因素。
由于地球并非完全规则的球体，所以在测量中需要使用椭球体来模拟地球的形状。
同时，还需要考虑地球表面的重力场对测量结果的影响，以确保测量的准确性。
第二部分：常用仪器大地测量中常用的仪器包括全站仪、GPS等。
全站仪是一种多功能的测量仪器，能够实现角度测量、距离测量、坐标测量等多项功能。
它的精度较高，操作简便，适用于各种场景，成为现代测绘工作的重要工具。
GPS（全球定位系统）则是一种利用卫星信号定位的技术，可以实现准确的地理位置测量。
它的优势在于无需实际接触目标点，通过接收卫星信号即可获得准确的位置信息。
GPS在测绘工作中的应用越来越广泛，特别是在大面积测量和遥感测绘方面。
第三部分：数据处理方法大地测量中采集的原始数据需要进行处理和分析，以得到准确的测量结果。
数据处理方法一般包括：1. 数据预处理：对采集到的原始数据进行筛选和清理，去除异常值和误差，确保数据的可靠性。
2. 基线解算：利用观测数据进行基线解算，计算目标点的坐标。
基线解算一般采用最小二乘法等数学方法来求解。
3. 坐标转换：根据需求，将测得的坐标转换为不同的地理坐标系统或投影坐标系统，以适应不同的应用场景。
此外，还有一些高级的数据处理方法，如大地水准面分析、大地形变监测等，用于复杂地形、工程结构等特殊场景中的测绘工作。
大地测量学基础：第5章 大地测量基本技术与方法(1)
§5－1 建立国家平面大地控制网的基本原理 §5－2 建立国家高程控制网的基本原理 §5－3 建立工程测量控制网的基本原理 §5－4 大地测量仪器 §5－5 精密角度测量方法 §5－6 精密距离测量方法 §5－7 精密高差测量方法 备讲1—精密水准仪与水准尺的检验 备讲2—球气差系数和大气折光系数 备讲3—三角高程测量的精度 备讲4—垂线偏差对三角高程的影响
折角，折线上的转折点叫导线点（控制点）。 • 测定导线点平面坐标的工作叫导线测量。通过测量导线边长和转
折角，再根据起算点及附合点的已知数据，可求出所有导线点的 平面坐标。
β
D
• 导线的形式：附合导线、闭合导线、支导线和导线网。
• 导线网是由若干条附合导线或闭合导线构成的网状图形。 • 导线网包括：一个节点的导线网、两个以上节点的导线网和两个
A
a
az B
• VLBI测量长度的相对精度可达10-6。
• 该技术在研究地球极移、地球自转速率的短周期变化、地球固体 潮、大地板块运动的相对速率和方向中得到广泛的应用，在常规 大地测量中很少用。
3*、惯性测量系统(INS)
• 惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间，对 装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点到另 一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向对加速度分 量进行两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标 增量，进而求出待定点的位置。
• 因此，在普遍应用全站仪和GPS定位技术的现代，城市控制测量 和工程控制测量基本上不采用三角网。
2. 导线测量法 • 导线：由设站点（控制点）连成的折线（若干条直线首尾相连）。 • 布设控制点时，使点与点之间单线相连形成链状折线，测量出边
常规大地测量基本技术与方法及国家大地控制网的建立
常规大地测量基本技术与方法1、国家平面大地控制网建立的基本原理大地测量学的基本任务之一，是在全国范围内建立高精度的大地测量控制网，以精密确定地面点的位置。
确定地面点的位置，实质上是确定点位在某特定坐标系中的三维坐标，通常称其为三维大地测量。
例如，全球卫星定位系统(GPS)就是直接求定地面点在地心坐标系中的三维坐标。
传统的大地测量是把建立平面授制网和高程控制网分开进行的，分别以地球椭球面和大地水准面为参考面确定地面点的坐标和高程。
因此，下面将分别进行介绍。
2、建立国家平面大地控制网的方法2.1 常规大地测量法2.1.1．三角测量法1)网形如下图所示，在地面上选定一系列点位1，2，…，使其构成三角形网状，观测的方向需通视，三角网的观测量是网中的全部(或大部分)方向值，由这些方向值可计算出三角形的各内角。
2)坐标计算原理如果已知点1的坐标(2t，y1)，又精密地测量了点l至点2的边长3，z和坐标方位角01z，就可用三角形正弦定理依次推算出三角网中其他所有边长，各边的坐标方位角及各点的坐标。
这些三角形的顶点称为三角点，又称大地点。
把这种测量和计算工作称为三角测量。
3)三角网的元素三角网的元素是指网中的方向(或角度)、边长、方位和坐标。
根据其来源的不同，以分为三类。
①起算元素：已知的坐标、边长和已知的方位角，也称起算数据。
②观测元素：三角网中观测的所有方向(或角度)。
②推算元素：由起算元素和观测元素的平差值推算的三角网中其他边长、坐标方位角和各点的坐标。
2.2.2．导线测量法在地面上选定相邻点间互相通视的一系列控制点A、B、C…，连接成一条折线形状(如图)，直接测定各边的边长和相互之间的角度。
若已知A点的坐标(又d，y4)和一条边的方位角(例如AAJ边的方位角04“)，就可以推算出所有其他控制点的坐标。
这些控制点称为导线点，把这种测量和计算工作称为导线测量。
2.2.3．三边测量及边角同测法三边测量法的网形结构同三角测量法一样，只是观测量不是角度而是所有三角形的边长，各内角是通过三角形余弦定理计算而得到的。
如何进行大地测量工作
如何进行大地测量工作大地测量工作是测绘科学的重要组成部分，它是指利用现代测量和定位技术对地球进行测定和测绘的工作。
大地测量工作的目的是获取地球表面的地形特征和地理空间信息，为地图制作、地质勘探、土地利用规划等领域提供准确的基础数据。
在进行大地测量工作之前，需要做好充分的准备工作，包括测线选址、仪器器材的准备、团队的组织等。
首先，测线选址是大地测量工作的基础。
在选址过程中，需要考虑测量的目的和要求，以确保选址符合实际需求。
例如，在进行道路测量时，需要选择适当的起点和终点，以及沿线的标志物，以保证测量的准确性和连续性。
此外，选址还涉及地理环境的考虑，如地形、土壤条件等。
合适的选址能够最大程度地提高测量的效率和准确性。
其次，仪器器材的准备是大地测量工作的重要一环。
现代大地测量常用的仪器包括全站仪、GPS等。
全站仪是一种多功能仪器，可以实现高精度的位置测量和角度测量。
而GPS则可以通过卫星定位的方式获取地球各点的坐标信息。
在进行大地测量之前，需要保证仪器器材的正常运转，并进行校准和测试，以确保测量结果准确可靠。
在实际操作中，大地测量工作通常需要组成专业的测量团队。
团队的组织和协作能力对测量工作的顺利进行起着至关重要的作用。
团队成员应具备专业的测量知识和技能，并能够灵活应对各种复杂环境和挑战。
团队成员之间的沟通和合作应顺畅高效，以确保整个测量过程的连贯性和精确性。
大地测量工作的流程包括测点布设、测量观测、数据处理和结果分析等多个环节。
在测点布设阶段，测量人员需要根据选址结果确定各个测点的位置，并进行标志。
在测量观测阶段，测量人员需要根据测量需求使用合适的仪器和方法进行测量，同时注意环境因素对测量结果的影响，并进行必要的修正。
数据处理是大地测量工作中的关键环节，它包括数据的整理、清洗、校正和分析等。
在结果分析阶段，测量人员需要对测量结果进行综合分析和解释，并制作相应的测绘成果。
大地测量工作的精确性和可靠性对于相关领域的应用至关重要。
大地测量学基础：第五章 大地测量技术-1-2-3
（1）不同比例尺地图对大地点的数量要求 ：
测图比例尺
1：5万 1：2.5万 1：1万
平均每幅图面积（km2） 350~500 100~125 15~20
国家平面大地控制网
惯性测量系统(INS)
惯性测量是利用惯性力学基本原理，在相距较远的两点之间， 对装有惯性测量系统的运动载体(汽车或直升飞机)从一个已知点 到另一个待定点的加速度，分别沿三个正交的坐标轴方向进行 两次积分，从而求定其运动载体在三个坐标轴方向的坐标增量 ，进而求出待定点的位置，它属于相对定位，其相对精度为 (1~2)·10-5，测定的平面位置中误差为±25cm左右。 优点：完全自主式，点间也不要求通视；全天候，只取决于汽 车能否开动、飞机能否飞行。 缺点：相对测量，精度不高。
平均每幅图的三角点个数
3
2~3
1
每点控制的面积（km2）
150
50
20
三角网的平均边长（km）
13
8
2~6
相应的三角网等级
二等
三等
四等
国家平面大地控制网布设原则
（2）GPS测量中两相邻点间的距离要求（单位：km)：
等级 相邻点最小距离
A
100
B
15
C
5
D
2
E
1
相邻点最大距离 2000 250 40 15 10
测图比例尺
1∶5万 1∶2.5万 1∶1万 1∶5千 1∶2千
图根点对于三角点 的点位误差(m) ±5.0 ±2.5 ±1.0 ±0.5 ±0.2
《大地测量学》课件
激光雷达地形测量
利用激光雷达技术获取高 精度地形数据，常用于数 字高程模型（DEM）的建 立。
激光雷达遥感
通过激光雷达技术获取地 表信息，用于地质、环境 监测等领域。
其他大地测量技术与方法
重力测量
利用重力加速度的差异来测定地球重力场参数，常用于地球 物理研究。
惯性导航
利用惯性传感器来测定运动物体的姿态、位置和速度，常用 于海洋和航空导航。
大地测量学的应用领域
• 总结词：大地测量学的应用领域非常广泛，包括地理信息系统、资源调 查、城市规划、灾害监测等。
• 详细描述：大地测量学在地理信息系统中的应用主要是提供高精度、高分辨率的地理信息数据，用于地图制作、土地规 划、环境监测等领域。在资源调查方面，大地测量学可以通过对地球的重力场和磁场进行测量，探测地下矿产资源，并 对海洋资源进行调查和监测。此外，大地测量学在城市规划中也有广泛应用，例如通过卫星遥感技术对城市环境进行监 测和评估，以及利用GPS技术对城市交通进行管理和优化。最后，大地测量学在灾害监测方面也发挥了重要作用，例如 通过大地测量技术对地震、火山、滑坡等自然灾害进行监测和预警。
大地测量在地理信息系统中的应用领域
基础地理信息获取
大地测量提供高精度的地 理坐标和地形数据，是GIS 获取基础地理信息的重要 手段。
地图制作与更新
大地测量数据可用于制作 高精度地图，并定期更新 以确保地图的准确性和现 势性。
空间分析与应用
大地测量数据与其他空间 数据结合，可进行空间分 析、规划、决策等应用。
大地测量在地理信
05
息系统中的应用
地理信息系统概述
地理信息系统定义
地理信息系统（GIS）是一种用于采集、存储、处理、分析和显示 地理数据的计算机系统。
第五章 大地测量的基本技术与方法(1)
② 技术设计的内容和方法 [1] 搜集和分析资料 （1）测区内各种比例尺的地形图。 （2）已有的控制测量成果（包括全部有关技术文件、图表、手簿 等等）。 （3）有关测区的气象、地质等情况，以供建标、埋石、安排作业 时间等方面的参考。 （4）现场踏勘了解已有控制标志的保存完好情况。 （5）调查测区的行政区划、交通便利情况和物资供应情况。若在 少数民族地区，则应了解民族风俗、习惯。 对搜集到的上述资料进行分析，以确定网的布设形式，起始 数据如何获得，网的未来扩展等。 其次还应考虑网的坐标系投影带和投影面的选择。 此外还应考虑网的图形结构，旧有标志可否利用等问题。
上海港GPS扩展网网图
2 甚长基线干涉测量（VLBI） 甚长基线干涉测量系统是在甚长基线的两端(相距几千公里)， 用射电望远镜，接收银河系或银河系以外的类星体发出的无线电辐 射信号，通过信号对比，根据干涉原理，直接确定基线长度和方向 的一种空间技术。长度的相对精度可优于10-6，对测定射电源的空 间位置，可达0.001”，由于其定位的精度高，可在研究地球的极移 、地球自转速率的短周期变化、地球固体潮、大地板块运动的相对 速率和方向中得到广泛的应用。
（3）从安全生产方面考虑 点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线等应有一定的 距离。 图上设计的方法及主要步骤 图上设计宜在中比例尺地形图（根据测区大小，选用1：25 000～1 ：100 000地形图）上进行，其方法和步骤如下： a 展绘已知点； b 按上述对点位的基本要求，从已知点开始扩展； c 判断和检查点间的通视； d 估算控制网中各推算元素的精度； e 据测区的情况调查和图上设计结果，写出文字说明，并拟定作业 计划。
2. 大地控制网应有足够的精度。 国家三角网的精度，应能满足大比例尺测图的要求。在测图中 ，要求首级图根点相对于起算三角点的点位误差，在图上应不 超过±0.1mm，相对于地面点的点位误差则不超过 ±0.1Nmm(N 为测图比例尺分母)。 为使国家三角点的误差对图点的影响可以忽略不计，应使相邻国 家三角点的点位误差小于(1/3) ×0.1Nmm。
工程测量-大地测量技术的探讨
工程测量\大地测量技术的探讨摘要：随着现代科学技术的不断发展，社会的各个领域的技术也都在不断的更新，而在工程测量以及大地测量的领域，全球的定位系统GPS、RTK、CORS 测量技术得到了很大的应用，大大的促进了工程测量以及大地测量技术的发展。
文章中笔者结合多年的工作经验对GPS技术的基本工作原理进行简要的介绍，并根据多年的工作经验对大地测量和工程测量工作过程中GPS、RTK、CORS测量技术的作业模式、工作流程及其控制措施进行分析和探讨。
关键词：大地测量；GPS技术;RTK技术；ＣＯＲＳ近几年来，全球定位系统（GPS）技术、RTK、CORS测量技术的不断发展并且逐步应用到各行各业中。
GPS技术在大地测量中的应用和推广开启了大地测量工作的新纪元，并发挥了巨大的作用。
随着GPS技术在大地测量工作中的应用推动了我国的城镇化发展，使得大地测量工作逐步趋于自动化发挥在那，大幅度提高了大地测量以及大地管理工作的水平。
一、GPS 技术基本原理。
GPS技术的工作原理时三角测量，使用的是距离交会法，是在全球范围内进行的实时的定位、导航系统，是通过GPS定位卫星实现的。
GPS使用的体制是多星高轨测距，基本观测量去的是接收机与GPS卫星的距离。
用户站上的GPS 接收机需要接受基准站上观测到的数据，这就需要使用无线电接收设备，接收到数据之后就需对数据进行计算，计算过程应根据相对定位园林，计算结果应将用户站的精度及三维坐标显示出来。
进行测算的前提是地面的GPS接收机能够在同一时刻接收到三颗以上的卫星信号，此时就可以使用载波相位测量或者是位距测量的方法进行测算。
进而测算出接收机接受卫星信号所需要使用的时间和距离，然后根据这些位置信息，把卫星到用户的多个等距离球面相交后，就能够获得用户的三维( 经度、纬度、高度) 数据坐标、速度以及时间等相关参数。
二、GPS 技术在大地测量中的应用目前土地的规划、土地的利益、土地的征收以及土地的开发利用和复垦等众多土地领域都在广泛的使用GPS技术进行大地测量工作。
国家大地测量基本技术规定
1954 年北京坐标系存在问题
• (1) 采用的克拉索夫斯基椭球与现代椭球相比， 长半轴大了 108 m，扁率倒数大了 0.04； • (2) 椭球定位定向有较大偏差，与我国大地水准 面存在着自西向东明显的系统性倾斜，最大倾斜 量达 65 m； 椭球短轴的定向也不明确； • (3)坐标系原点不在北京，而在前苏联的普尔科沃， 取名 为“北京坐标系”名不符实； • (4) 几何大地测量与物理大地测量采用的椭球也不 统一，给实际使用带来不便；
HNCORS网图
三、国家大地测量基本技术规定 基本内容
• • • • • • •
1、适用范围 2、术语和定义 3、总则 4、大地基准与大地控制网 5、高程基准和高程控制网 6、重力基准与重力测量控制网 7、深度基准
1、国家大地测量基本技术规定 适用范围
本标准规定了建立与维持国家大地控制 网、高程控制网和重力控制网，确定似大 地水准面的基本技术指标和技术要求，以 实现全国陆海统一的大地基准、高程基准 以及与其相应的深度基准、重力基准。在 中华人民共和国领域和管辖的其他海域从 事的大地测量活动必须遵守本标准。
• 从70年代开始，在近10年的时间，完成全国天文 大地网4.8万余大地测量控制点的整体平差，采用 了当时国际推荐的地球椭球参数，而相应的椭球 的定位采用局部定位，即与我国的区域大地水准 面最佳拟合的方法来确定，由此重新严格定义了 我国国家坐标系统，既1980年中国大地坐标系统 （简称1980年西安大地坐标系）和以上述天文大 地网为骨干的国家坐标框架。1980年西安大地坐 标系的建立，确立了我国的二维坐标系统，是我 国的国家平面基准，达到80年代初期经典大地测 量技术的世界领先水平。
国家大地测量基本技术规定
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***省测绘局
VLBI空间大地测量技术原理简介与技术应用
VLBI空间大地测量技术原理简介与技术应用摘要：深长基线干涉测量(VLBI)是重要的空间大地测量技术，本文主要简要介绍了VLBI的大地测量原理，以及VLBI在大地测量方面的一些应用。
关键词：VLBI1.前言空间大地测量在近20多年中获得了长足的发展，以VLBI、SLR、GPS、LLRDORIS 等为主要标志的空间测量技术大大推动了大地测量学的发展，也大大富了大地测量学，特别是空间大地测量学的研究内容。
这些手段的应用将大加强大地测量控制网的强度和可靠性，尤其是在大尺度范围内，可大大改善度系统误差和其它系统误差的积累。
VLBI极高的相对精度和分辨率，大大提高了如大地测量定位、参考框架的连接、地球自转和极移监测、估计地壳运动和绘制河外射电源图像等许多任务的精度水平。
2. VLBI大地测量原理甚长基线干涉测量(Very Long Baseline Interferometry，VLBI )是本世纪六十年代末发展起来的一种全新的空间大地测量技术，它通过测定来自河外射电源的信号在两个接收天线之间的传播延时来精确求定地面点间的相对位置。
VLBI 测量的几何原理如下图所示：图2-1 VLBI几何原理图射电源辐射出的电磁波通过地球大气到达地面，由基线两端的天线接收。
由于地球自转，电磁波的波前到达两个天线的几何程差(除以光速就是时间延迟差)是不断改变的。
两路信号相关的结果就得到干涉条纹。
天线输出的信号进行低噪声高频放大后，经变频相继转换为中频信号和视频信号。
由于两天线到某一射电源的距离不同，有一路程差L ，则射电信号的同一波前到达两天线的时间也不相同，有一时间延迟g τ根据图2-1的几何关系：gC L τ⋅=（1）其中C 为真空中的光速。
若设_B 为天线1到天线2的基线矢量，K 为被观测的射电源方向的单位矢量，则有：⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-=-K B C g 1τ（2）其对时间的倒数即为延迟率：⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∂∂-=-K B t C g 1.τ（3）式(2)就是VLBI 从纯几何关系出发推出的时间延迟(几何延迟)。
大地测量学各发展阶段的主要特点
大地测量学各发展阶段的主要特点1.引言1.1 概述概述部分主要介绍大地测量学的基本概念和发展背景，同时说明本文的目的和文章结构。
大地测量学是研究地球表面形状、尺寸和位置变化的一门学科，它在地理信息系统、地球物理学、测绘工程等领域有着广泛的应用。
通过测量与计算，大地测量学可以确定地球的几何形状、地表的高程和地形特征以及地球上各种地理对象之间的相对位置关系，为地理空间数据的获取和分析提供了重要基础。
大地测量学的发展可以分为三个主要阶段。
第一阶段主要注重通过地面测量技术来获取地球的基本形状和地理信息，如通过三角测量法和水准测量法测定地球的几何形状和地表的高程。
这一阶段的主要特点是测量精度相对较低，测量效率相对较慢，同时需要大量人力和物力投入。
第二阶段是以全球定位系统（GPS）技术的应用为代表的快速发展阶段。
GPS技术是一种基于卫星定位和导航系统的测量技术，通过接收卫星发射的信号来确定测量点的位置。
与第一阶段相比，GPS技术具有高精度、高效率、全球覆盖的特点，大大提高了大地测量的效果和效率。
第三阶段是以遥感技术的应用为代表的数字化时代。
遥感技术通过使用传感器设备获取地球表面的信息，并将其数字化以进行分析和处理。
遥感技术结合了光学、雷达等多种传感器技术，能够获取丰富的地理数据，从而实现大规模测量和监测。
与前两个阶段相比，第三阶段的大地测量具有高精度、高效率、大范围和多源数据的特点。
本文旨在介绍大地测量学各发展阶段的主要特点，并对未来的发展趋势进行展望。
结构上，本文将首先简要介绍大地测量学的背景和概念，然后分别探讨各发展阶段的主要特点，最后总结各阶段的特点，并展望未来大地测量学的发展方向。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对大地测量学的背景和意义进行了概述，介绍了大地测量学在各个领域中的重要作用。
同时，文中提及了本文将要讨论的内容，即大地测量学各发展阶段的主要特点。
《大地测量学基础》复习题及参考答案
《大地测量基础》复习题及参考答案一、名词解释：1、子午圈：过椭球面上一点的子午面同椭球面相截形成的闭合圈。
2、卯酉圈：过椭球面上一点的一个与该点子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合的圈。
3、椭园偏心率：第一偏心率 a b a e 22-=第二偏心率bb a e 22-=' 4、大地坐标系：以大地经度、大地纬度和大地高来表示点的位置的坐标系。
5、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 。
6、法截线：过椭球面上一点的法线所作的法截面与椭球面相截形成圈。
7、相对法截线 ：设在椭球面上任意取两点A 和B ，过A 点的法线所作通过B 点的法截线和过B 点的法线所作通过A 点的法截线，称为AB 两点的相对法截线。
8、大地线：椭球面上两点之间的最短线。
9、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。
10、标高差改正：由于照准点高度而引起的方向偏差改正。
11、截面差改正：将法截弧方向化为大地线方向所加的改正。
12、起始方位角的归算：将天文方位角以测站垂线为依据归算到椭球面以法线为依据的大地方位角。
13、大地元素：椭球面上点的大地经度、大地纬度，两点之间的大地线长度及其正、反大地方位角。
14、大地主题解算：如果知道某些大地元素推求另外一些大地元素，这样的计算称为大地主题解算。
15、大地主题正算：已知P １点的大地坐标，P １至P ２的大地线长及其大地方位角，计算P ２点的大地坐标和大地线在 P ２点的反方位角。
16、大地主题反算：如果已知两点的大地坐标，计算期间的大地线长度及其正反方位角。
17、地图投影: 将椭球面上各个元素（包括坐标、方向和长度）按一定的数学法则投影到平面上。
18、高斯投影：横轴椭圆柱等角投影（假象有一个椭圆柱横套在地球椭球体外，并与某一条子午线相切，椭球柱的中心轴通过椭球体中心，然后用一定投影方法，将中央子午线两侧各一定范围内的地区投影到椭圆柱上，再将此柱面展开成投影面）。
大地测量学的应用原理
大地测量学的应用原理介绍大地测量学是指通过一系列的地面观测和测量手段，研究地球形状、地壳运动和大地测量技术等现象的学科。
大地测量学的应用范围非常广泛，涉及到地理信息系统、土地测量、导航定位、地震监测等领域。
本文将介绍大地测量学的应用原理，以及其在各个领域的具体应用。
应用原理大地测量学基本原理大地测量学的基本原理是通过测量地球表面上各个点的位置坐标，以确定地球的形状、大小和相对位置。
大地测量学的测量手段主要分为几何测量和物理测量两类。
几何测量是通过在地面上布设测量基线，并利用方位角、距离、高差等测量元素，测量地面上各个点的位置坐标。
物理测量是利用地球物理现象，如地球引力、地磁场等，进行测量。
例如，通过重力测量可以确定地球表面上各点的重力加速度，从而计算出地球的形状。
大地测量学的应用原理大地测量学的应用原理是将大地测量学的基本原理应用到实际工程和科学研究中。
具体而言，大地测量学的应用原理可以归纳为以下几个方面：1.地理信息系统（GIS）：大地测量学在GIS领域的应用非常广泛。
通过测量和记录地球表面上各个点的位置坐标，可以构建地理信息系统的空间数据。
这些空间数据可用于地图制作、空间分析、资源管理等方面。
2.土地测量：大地测量学在土地测量领域的应用主要包括土地所有权界定、土地评估和土地开发。
通过测量土地上各个点的位置坐标，可以确定土地的边界和范围，帮助决策者更好地进行土地管理和规划。
3.导航定位：大地测量学在导航定位领域的应用非常重要。
通过利用全球定位系统（GPS）等技术，测量接收器所处的位置坐标，可以实现精确的导航定位。
这种技术在航空、航海、汽车导航等领域有着广泛的应用。
4.地震监测：大地测量学在地震监测领域起着重要的作用。
通过测量地壳的变形和位移，可以监测地震的发生和变化趋势，提前预警可能发生的地震灾害。
这对于保护人民的生命财产安全具有重要意义。
5.地质探测：大地测量学在地质探测领域的应用也非常广泛。
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。
大地测量技术及方法
大地测量技术及方法大地测量是一门应用科学，主要研究地球表面空间位置的测定和变形的监测。
它在许多领域都起着重要的作用，包括土地测绘、工程建设、导航和地质灾害预警等。
在过去的几十年中，大地测量技术得到了巨大的发展，新的方法和仪器不断涌现，极大地提高了测量精度和效率。
本文将从单点测量、动态测量和遥感测量三个方面来讨论一些主要的大地测量技术和方法。
一、单点测量单点测量是最基础也是最常用的大地测量方法之一。
它通过使用全站仪或GPS 等仪器测量一个点的坐标，来确定其在地球表面的位置。
这种测量方法可以应用于土地测绘、测量控制网的建立以及建筑物监测等领域。
在单点测量中，需要考虑的关键问题包括仪器误差校正、基准点的选择以及测量数据的处理等。
仪器误差校正是确保测量精度的重要环节。
全站仪或GPS等测量仪器在使用过程中会受到多种误差的影响，如天气、仪器本身的固有误差等。
为了提高测量结果的准确性，需要对这些误差进行校正。
校正方法包括仪器标定和误差补偿等。
选择合适的基准点对于有效的单点测量至关重要。
基准点应具有稳定的位置和已知的坐标值，可以作为整个测量系统的起始点，或作为参考点进行补偿。
基准点的选择应考虑到其周围环境的变化情况和测量精度的要求。
处理测量数据是单点测量中不可或缺的一步。
数据处理包括误差的分析和数学模型的建立等。
误差的分析可以通过对重测数据进行比较和拟合来判断测量结果的可靠性。
数学模型的建立可以通过采用最小二乘法等数学工具，对观测数据进行精确的处理和计算。
二、动态测量动态测量是指对地球表面变形进行监测和分析的大地测量方法。
地球表面的变形可能由于地震、岩浆活动或人类活动引起，对于预防和减轻地质灾害以及工程建设都具有重要意义。
动态测量通常采用激光测距仪、GNSS等高精度仪器，可以实时监测地球表面的形变情况。
激光测距仪是一种应用于动态测量的重要工具。
它通过发射一束激光并测量激光的回波时间来计算目标点的距离。
激光测距仪具有高测量精度和范围广的特点，可以在较远的距离上进行测量，并能够有效地监测地表变形。
注册测绘师案例总结--大地测量
1 ．确定国家和区域卫星定位连续运行基准站网、卫星定位控制网、高程控制网、重力控制网以及区域似大地水准面精化方案，进行技术设计. (重点：大地测量控制网等级,观测技术，技术设计)2 ．优化作业组织，控制作业进度，确定安全生产，成果保密和质量控制措施. (重点:作业组织，质量控制)3 ．选择满足技术设计要求的点(站) 址,建造合适的测量标志，并提交相应的材料. (重点:选点埋石及作业要求，各级控制网选点原则及流程)4 ．选择经检验合格的测量仪器设备进行外业观测，对观测数据进行检核，选择适当的数据处理方法和软件，对外业观测数据进行处理. (重点:设备检验，外业观测方法，平差计算)5 ．建立并运行大地测量数据库和高精度导航定位服务系统。
6 ．确定不同坐标系统之间的转换方法，建立不同等级、不同年代控制网间的相互转换关系。
(重点：坐标系统定义, 国家坐标系、地方坐标系、地心坐标系、参心坐标系、站心坐标系、54、80、2000、wgs84 ,不同坐标形式之间的转换，不同坐标系统之间的转换,空间三维转换，二维转换)7 ．对项目过程质量进行控制，并对项目成果进行整理、检查、验收、归档。
8．规范：《全球导航卫星系统连续运行参考站网建设规范》、《全球定位系统测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》.9 ．关键点：大地测量控制网技术设计、费用计算,选点原则、实施方案、外业观测、检核，数据处理方法,似大地水准面精化,坐标系及其转换、质量控制与成果验收。
1 ．基准站网组成1) 连续运行基准站2) 数据中心3) 数据通信网络2 ．基准站网分类1) 国际基准站网：主要用于维持和更新国家地心坐标系参考框架2) 区域基准站网(省、市、自治区) :用于维持和更新区域地心参考坐标系框架,开展区域内位置服务和相关信息服务。
3) 专业应用站网：由专门部门或者机构根据专业需求建立的基准站网，用于开展专业信息服务。
3 ．基准站建设：设计、选址、基建、设备1) 技术设计方案：点位设计图、站点位置信息、基准站施工设计图2) 选址：观测环境、地质环境、依托保障、提交成果3) 基建:观测墩、观测室、防雷工程、辅助工程、提交成果4) 设备：接收机、天线、气象、电源设备、计算机与软件4 ．国家GNSS 连续运行基准站堪选的主要考虑事项和条件1) 依托条件:建设用地、交通及基础设施保障2) 地质条件：基岩和站址地质结构的稳定性3) 环境条件:观测环视条件4) 其他：考虑周边已有大地控制点、水准点、重力点等情况5 ．堪选完成后应提交的资料1) 地质勘查证明2) 点之记3) 堪选站址照片4) 土地使用相关文件5) 站址实地测试结果6) 堪选技术报告7) 堪选中采集的其他资料(含地质、交通、水利、通信网络等)1 ．建立大地控制网的方法1) 常规大地测量a. 三角测量法：图形简单、结构强、几何条件多，便于检核、精度高b. 导线测量法：布设灵便、易克服地形障碍、边长精度均匀、成本低、易于测量c. 三边测量及边角同测法:精度高、工作量大、用于精密工程控制测量d. 天文测量法2) 导航卫星定位技术观测简便、精度高、速度快、费用省、全天候.GNSS 用于大地网测量控制网的建立，通常采用静态观测模式。
大地测量学
卫星激光测距对卫星的跟踪测量可以精确测定卫星轨道的摄动，当分离出占摄动主要部分的地球引力摄动， 由此推算地球引力位球谐展开的低阶位系数。20世纪70年代开始卫星雷达测高，后又研制和发展了多代卫星测高 系统，用于精确测定平均海面的大地高，确定海洋大地水准面，并反求海洋重力异常，分辨率优于lO千米，精度 优于分米级。
展望
大地测量学从形成到现在已有 300多年的历史，虽然在研究地球形状、地球重力场和测定地面点几何位置各 方面都已取得了可观的成就,但从整体来看,仍存在着若干不足之处，有待于今后继续研究解决。
①卫星大地测量已经全面地和均匀地求出了地球重力场（包括大地水准面）的总貌，但还不能求得其精细结 构。这是由于卫星运行的轨道至少在地面上方 200公里以上，对地球重力场效应的分辨能力也只能达到这一数量 级。目前地面重力测量在全球的分布极不均匀，有待继续扩展。在海洋上空利用卫星雷达测高技术测定海洋大地 水准面的起伏已取得了较好的结果。由天文大地测量求得的垂线偏差和由天文重力水准所得的大地水准面起伏， 也都是地球重力场的信息。所以要研究地球重力场全面而精细的结构，必须综合利用卫星、物理和几何大地测量 的各种信息，进行统一的处理，有人称之为整体大地测量。这是研究地球重力场的发展趋势。
大地测量学
一门量测和描绘地球表面的科学
01 学科简介
03 简史
目录
02 方法 04 展望
大地测量学，又称为测地学。
大地测量学是在一定的时间与空间参考系中，测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化，为人类活动提 供地球空间信息的一门学科，属于地球科学的一个分支，也是一切测绘科学技术的基础。 传统的大地测量学又称 为经典大地测量学，德国大地测量学家赫尔默特将其表述为对地球表面进行测量和描绘的学科。现代大地测量学 则以空间测绘技术为主要特征，研究空间精密定位的理论、技术与方法，扩展了经典大地测量学的研究范围，并 在空间与时间尺度、实时性、精度和学科融合等各个方面取得了突破。
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v=0.25m u=2000m du=±1000m时， dv=±0.016mm
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应用大地测量学
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
2、水准器 （1）作用——使经纬 仪的垂直轴与测站铅垂 线一致。 （2）圆水准器——用 于粗平。
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应用大地测量学
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
4、轴系
（3）由于轴与轴套间的间隙， 以及受到以及间隙中的润滑油 作用，照准部相对于正确的旋 转轴线位置也会产生偏差，称 为定向偏差。
定向偏差造成照准部在旋转 过程中摇晃、歪斜或平移，这 种现象叫做照准部旋转不正确。
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应用大地测量学
§4.1 精密角度测量仪器 第一节精密角度测量
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应用大地测量学
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
3、读数设备 （1）水平度盘
为减弱周期误差对方向观测到影响，规范规定， 在方向观测中，各方向观测中，各测回之间应变 换度盘位置。一般按照下式进行配置：
180
m
m为测回数，ω为度盘格值的一半。
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应用大地测量学
第一节 精密角度测量仪器 第二节 角度观测误差分析 第三节 方向观测法 第四节 垂直角测量 第五节 精密距离测量 第六节 精密水准测量仪器及其检验 第七节 精密水准测量观测与概算 第八节 GPS测量 第九节 天文测量简介 第十节 重力测量简介
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应用大地测量学
§4.1 精密角度测量仪器 第一节精密角度测量
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造 §4.1.2 光学测微器与对径重合读数法 §4.1.3 常用的J1、J2级光学经纬仪 §4.1.4 电子经纬仪
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应用大地测量学
§4.1 精密角度测量仪器 第一节精密角度测量
我国光学经纬仪系列分为：J1、J2、J6等级 别。
J为经纬仪汉语拼音第一个字母，下标表示 仪器室内检定时一测回水平方向观测中误差。
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应用大地测量学
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
3、读数设备 （1）水平度盘
玻璃制成，安置在仪器基座的垂直轴套上，仪 器转动时不得转动和移动。
度盘是量测角度的标准器，其圆周刻划着等间 距的分划线，两相邻分划线间的角值称为格值。 精密测角一起的度盘直径75～160mm，格值 4’～20’。如图4-5。
2、水准器
（3）管水准器——用 于精平。冰点低、流动 性强、附着力小的液体 （酒精、硫酸醚）。 （4）水准器格值τ” ——一个分格（2mm） 所对的圆心角。决定了 灵敏度。防止太阳照射 仪器，防止手指触摸水 准管。
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应用大地测量学
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
3、读数设备 （1）度盘 （2）光学测微器 （3）读数显微镜
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§4.1 精密角度测量仪器 第一节精密角度测量
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造 §4.1.2 光学测微器与对径重合读数法 §4.1.3 常用的J1、J2级光学经纬仪 §4.1.4 电子经纬仪
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
（2）光学测微器。 用于读取不足一个刻
划格值的读数，精密经 纬仪采用双光学零件的 测微器，按对径重合读 数法读取读数，可读到 1”～0.1”。
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§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
（3）读数显微镜窗口。 测微尺分划像 度盘对径分划像
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造 §4.1.2 光学测微器与对径重合读数法 §4.1.3 常用的J1、J2级光学经纬仪 §4.1.4 电子经纬仪
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应用大地测量学
§4.1.2 光学测微器与对径重合读数
1、光学测微器有双平板玻璃、双光楔等类型。 2、转动测微器测微轮时，测微尺移动，同时，对径分 划影像上下按相反方向移动。测微尺全长对应上下对 径分划的半个分格。
第四章 大地测量观测技术
第一节 精密角度测量仪器 第二节 角度观测误差分析 第三节 方向观测法 第四节 垂直角测量 第五节 精密距离测量 第六节 精密水准测量仪器及其检验 第七节 精密水准测量观测与概算 第八节 GPS测量 第九节 天文测量简介 第十节 重力测量简介
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第四章 大地测量观测技术
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应用大地测量学
§4.1 精密角度测量仪器 第一节精密角度测量
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造 §4.1.2 光学测微器与对径重合读数法 §4.1.3 常用的J1、J2级光学经纬仪 §4.1.4 电子经纬仪
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应用大地测量学
§4.1.1 精密光学经纬仪的基第一本节精密构角度测造量
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应用大地测量学§4.1.1 精密Fra bibliotek学经纬仪的基本构造
3、读数设备 （1）水平度盘
度盘分化误差主要表现为系统误差，其中： ——沿度盘全局逐渐变化，形成以圆周为周期的 周期性误差，称为长周期误差； ——以度盘上一小弧段，约20’～1°为周期，并 在圆周上多次重复出现的周期性误差，称为短周 期误差。
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应用大地测量学
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
4、轴系
（1）照准部（望远镜、读 数设备、水准器、垂直度 盘）旋转时，保证轴线定 向不变。 （2）照准部旋转轴心、度 盘刻度中心、度盘旋转中 心应一致，否则，将产生 照准部偏心差、度盘偏心 差。
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应用大地测量学
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
等效物镜的光心与十字丝中心的连线称为望远镜的视 准轴。
望远镜调焦时，调焦透镜沿着望远镜内壁来回移动。 如果调焦透镜不是沿着平行于光轴的直线运动，就会导 致视准轴改变方向，给方向观测成果带来误差。
结论：规定一个测回内不得重新调焦。
11 1 uv f
微分上式得：
dv ( v )2 du u
———望远镜 ———读数设备 ———水准器 ———轴系
水平轴
读数显微镜 目镜 视准轴 水平器 垂直轴
水平度盘
基座 脚螺旋
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90o 铅垂线
垂直度盘 支架
应用大地测量学
§4.1.1 精密光学经纬仪的基本构造
1、望远镜 组成：物镜、调焦镜、十字丝分划板、目镜
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应用大地测量学