大地測量學(xué)基礎(chǔ)知識要點(diǎn)考點(diǎn)總結(jié)

1、大地測量基礎(chǔ)知識要點(diǎn)第二章 坐標(biāo)與時間系統(tǒng)1、地軸方向相對于空間的變化（歲差和章動）2、地軸相對于地球本身相對位置變化（極移）3、地球自轉(zhuǎn)速度變化（日長變化）4、描述上述三種地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動規(guī)律的參數(shù)稱為地球定向參數(shù) (EOP)，描述地球自轉(zhuǎn)速度變化的參數(shù)和描述極移的參數(shù)稱為地球自轉(zhuǎn)參數(shù)(ERP)，EOP 即為 ERP 加上歲差和章動5、時間的描述包括時間原點(diǎn)、單位（尺度）兩大要素6、地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動：恒星時(ST) 世界時UT 未經(jīng)任何改正的世界時表示為UT0，經(jīng)過極移改正的世界時表示為UT1，進(jìn)一步經(jīng)過地球自轉(zhuǎn)速度的季節(jié)性改正后的世界時表示為UT2。地球的公轉(zhuǎn)：歷書時ET與力學(xué)時 DT （太陽系

2、質(zhì)心力學(xué)時TDB 地球質(zhì)心力學(xué)時TDT）物質(zhì)的振動: 原子時(AT) 協(xié)調(diào)世界時(UTC)7、大地基準(zhǔn)所謂基準(zhǔn)是指用以描述地球形狀的參考橢球的參數(shù)（如參考橢球的長短半軸），以及參考橢球在空間中的定位及定向，還有在描述這些位置時所采用的單位長度的定義。8、天球坐標(biāo)系：用于研究天體和人造衛(wèi)星的定位與運(yùn)動。地球坐標(biāo)系： 用于研究地球上物體的定位與運(yùn)動，是以旋轉(zhuǎn)橢球?yàn)閰⒄阵w建立的坐標(biāo)系統(tǒng)，分為大地坐標(biāo)系和空間直角坐標(biāo)系兩種形式。9、高程參考系統(tǒng)v 以大地水準(zhǔn)面為參照面的高程系統(tǒng)稱為正高 以似大地水準(zhǔn)面為參照面的高程系統(tǒng)稱為正常高；v 大地水準(zhǔn)面相對于旋轉(zhuǎn)橢球面的起伏如圖所示，正常高及正高與大地高有如下

3、關(guān)系： H=H正常+ H=H正高+N 10、大地測量參考系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)，是通過大地測量手段確定的固定在地面上的控制網(wǎng)(點(diǎn))所構(gòu)建坐標(biāo)參考架、高程參考框架、重力參考框架。11、參考橢球: 具有確定參數(shù)(長半徑 a和扁率)，經(jīng)過局部定位和定向，同某一地區(qū)大地水準(zhǔn)面最佳擬合的地球橢球. 總地球橢球: 除了滿足地心定位和雙平行條件外，在確定橢球參數(shù)時能使它在全球范圍內(nèi)與大地體最密合的地球橢球.橢球定位:是指確定橢球中心的位置，可分為兩類：局部定位和地心定位。12、橢球的定向 指確定橢球旋轉(zhuǎn)軸的方向，不論是局部定位還是地心定位，都應(yīng)滿足兩個平行條件： 橢球短軸平行于地球自轉(zhuǎn)軸； 大地起始子午面平行于天文

4、起始子午面13、慣性坐標(biāo)系：是指在空間固定不動或做勻速直線運(yùn)動的坐標(biāo)系。14、協(xié)議天球坐標(biāo)系與瞬時平天球坐標(biāo)系的差異是歲差導(dǎo)致的 Z 軸方向發(fā)生變化產(chǎn)生的15、地固坐標(biāo)系（地球坐標(biāo)系）v 以參考橢球?yàn)榛鶞?zhǔn)的坐標(biāo)系，與地球體固連在一起且與地球同步運(yùn)動，參考橢球的中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系,又稱為參心地固坐標(biāo)系。v 以總地球橢球?yàn)榛鶞?zhǔn)的坐標(biāo)系.與地球體固連在一起且與地球同步運(yùn)動，地心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系,又稱為地心地固坐標(biāo)系。16、1954年北京坐標(biāo)系可以認(rèn)為是前蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系的延伸。它的原點(diǎn)不在北京，而在前蘇聯(lián)的普爾科沃。相應(yīng)的橢球?yàn)榭死鞣蛩够鶛E球17、IUGG第16屆大會上推薦的4個橢球基本參數(shù)。

5、·長半徑 a=6378140m, ·地心引力常數(shù) GM=3.986 005×1014m3/s2, ·重力場二階帶球諧系數(shù)J2 =1.082 63×10-8 ·自轉(zhuǎn)角速度 =7.292 115×10-5 rad/s18、地心坐標(biāo)系原點(diǎn)O與地球質(zhì)心重合，Z軸指向地球北極，X軸指向格 林尼治平均子午面與地球赤道的交點(diǎn)，Y軸垂直于XOZ平面構(gòu)成右手坐標(biāo)系19、站心坐標(biāo)系以測站為原點(diǎn)，測站上的法線(垂線)為Z軸方向的坐標(biāo)系就稱為法線(或垂線)站心坐標(biāo)系 垂線站心坐標(biāo)系 法線站心坐標(biāo)系第三周 地球重力場及形狀的基本理論1、地球的公轉(zhuǎn)滿足

6、開普勒三大行星運(yùn)動定律 (1) 行星運(yùn)動軌跡是橢圓，太陽位于其 橢圓的一個焦點(diǎn)上(2) 行星運(yùn)動在單位時間內(nèi)掃過的面積相等；(3) 行星運(yùn)動的周期的平方與軌道的長半軸的立方的比為常數(shù)。2、引力位：單位質(zhì)點(diǎn)受物質(zhì)M的引力作用產(chǎn)生的位能稱為引力位，或者說將單位質(zhì)點(diǎn)從無窮遠(yuǎn)處移動到該點(diǎn)引力所做的功3、重力位重力是引力和離心力的合力，重力位W是引力位V和離心力位Q之和：4、重力位在任意方向的偏導(dǎo)數(shù)等于重力在該方向上的分力：當(dāng)g與l相垂直時，那么d=0，常數(shù)當(dāng)給出不同的常數(shù)值，就得到一簇曲面，稱為重力等位面，也就是我們通常說的水準(zhǔn)面。可見水準(zhǔn)面有無窮多個。其中，我們把完全靜止的海水面所形成的重力等位面，

7、專稱它為大地水準(zhǔn)面。5、正常橢球面 是大地水準(zhǔn)面的規(guī)則形狀（一般指旋轉(zhuǎn)橢球面）。因此引入正常橢球后，地球重力位被分成正常重力位和擾動位兩部分，實(shí)際重力也被分成正常重力和重力異常兩部分。6、總的地球橢球： 一個和整個大地體最為密合的。總地球橢球中心和地球質(zhì)心重合，總的地球橢球的短軸與地球地軸相重合，起始大地子午面和起始天文子午面重合，總地球橢球和大地體最為密合7、大地高由兩部分組成：地形高部分(含H正或H正常)及大地水準(zhǔn)面(或似大地水準(zhǔn)面)高部分。地形高基本上確定著地球自然表面的地貌，大地水準(zhǔn)面高度又稱大地水準(zhǔn)面差距 N，似大地水準(zhǔn)面高度又稱高程異常，它們基本上確定著大地水準(zhǔn)面或似大地水準(zhǔn)面的起

8、伏。8、高程基準(zhǔn)面：就是地面點(diǎn)高程的統(tǒng)一起算面，由于大地水準(zhǔn)面所形成的體形大地體是與整個地球最為接近的體形，因此通常采用大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)面9、測定垂線偏差和大地水準(zhǔn)面差距的基本概念地面一點(diǎn)上的重力向量g和相應(yīng)橢球面上的法線向量 n之間的夾角定義為該點(diǎn)的垂線偏差。很顯然，根據(jù)所采用的橢球不同可分為絕對垂線偏差及相對垂線偏差，垂線同總地球橢球(或參考橢球)法線構(gòu)成的角度稱為絕對(或相對)垂線偏差，它們統(tǒng)稱為天文大地垂線偏差。 10、大地水準(zhǔn)面上一點(diǎn)P的實(shí)際重力位 與相應(yīng)于點(diǎn)P的正常重力位 U 之差，稱之為該點(diǎn)的擾動位T，用下式表示：11、地球形狀的測定方法：天文大地測量方法 重力測量方法 空

9、間大地測量方法第四章 地球橢球數(shù)學(xué)投影的基本理論1、地球橢球是選擇的旋轉(zhuǎn)橢球,旋轉(zhuǎn)橢球的形狀和大小常用子午橢圓的五個基本幾何參數(shù)(或稱元素): 長半軸 短半軸 橢圓的扁率 橢圓的第一偏心率 橢圓的第二偏心率2、大地坐標(biāo)系大地經(jīng)度B 大地緯度L 大地高H 空間直角坐標(biāo)系(X-Y-Z)子午面直角坐標(biāo)系 (L-x-y)地心緯度坐標(biāo)系(L-p)及歸化緯度坐標(biāo)系(L-)大地極坐標(biāo)系(S, A)3、空間直角坐標(biāo)同子午面直角坐標(biāo)系的關(guān)系4、空間直角坐標(biāo)系同大地坐標(biāo)系5、大地緯度、地心緯度、歸化緯度之間：6、過橢球面上任意一點(diǎn)可作一條垂直于橢球面的法線，包含這條法線的平面叫作 法截面，法截面與橢球面的交線叫法

10、截線。7、卯酉圈:過橢球面上一點(diǎn)的法線，可作無限個法截面，其中一個與該點(diǎn)子午面相垂直的法截面同橢球面相截形成的閉合的圈稱為卯酉圈8、子午圈曲率半徑M及卯酉圈曲率半徑N，是兩個互相垂直的法截弧的曲率半徑，這在微分幾何中統(tǒng)稱為主曲率半徑。 9、子午圈曲率半徑M卯酉圈曲率半徑N平均曲率半徑RM，N，R的關(guān)系 10、橢球面上兩點(diǎn)間的最短程曲線叫大地線11、大地線是兩點(diǎn)間惟一最短線，而且位于相對法截線之間，并靠近正法截線，它與正法截線間的夾角 12、將地面觀測的水平方向歸算至橢球面 將水平方向歸算至橢球面上，包括垂線偏差改正、標(biāo)高差改正及截面差改正，習(xí)慣上稱此三項(xiàng)改正為三差改正。 13、大地主題解算的一

11、般說明 14、投影變形 1）長度變形 2）方向變形 3）角度變形：15、按變形性質(zhì)分類1）等角投影：投影前后的角度不變形，投影的長度比與方向無關(guān)，即某點(diǎn)的長度比是一個常數(shù)，又把等角投影稱為正形投影。 2）等積投影：投影前后的面積不變形. 3）任意投影：既不等角，又不等積. 按經(jīng)緯網(wǎng)投影形狀分類 1）方位投影 2）圓錐投影3）圓柱(或橢圓柱)投影 按投影面和原面的相對位置關(guān)系分類1)正軸投影：圓錐軸(圓柱軸)與地球自轉(zhuǎn)軸相重合的投影，稱正軸圓錐投影或正軸圓柱投影。2)斜軸投影：投影面與原面相切于除極點(diǎn)和赤道以外的某一位置所得的投影。3)橫軸投影：投影面的軸線與地球自轉(zhuǎn)軸相垂直，且與某一條經(jīng)線相切

12、所得的投影。比如橫軸橢圓柱投影等。 除此之外，投影面還可以與地球橢球相割于兩條標(biāo)準(zhǔn)線，這就是所謂割圓錐，割圓柱投影等16、控制測量對地圖投影的要求 （1）采用等角投影(又稱為正形投影) （2）長度和面積變形不大 （3）能按高精度的、簡單的、同樣的計算公式把各區(qū)域聯(lián)成整體 17、高斯投影描述 想象有一個橢圓柱面橫套在地球橢球體外面，并與某一條子午線(此子午線稱為中央子午線或軸子午線)相切，橢圓柱的中心軸通過橢球體中心，然后用一定投影方法，將中央子午線兩側(cè)各一定經(jīng)差范圍內(nèi)的地區(qū)投影到橢圓柱面上，再將此柱面展開即成為投影面 18、橢球面三角系歸算到高斯投影面的計算1）將起始點(diǎn)P的大地坐標(biāo)(L，B)歸算為高斯平面直角坐標(biāo) x,y；為了檢核還應(yīng)進(jìn)行反算，亦即根據(jù) x,y反算B，L，這項(xiàng)工作統(tǒng)稱為高斯投影坐標(biāo)計算。 2）將橢球面上起算邊大地方位角歸算到高斯平面上相應(yīng)邊PK的坐標(biāo)方位角，這是通過計算該點(diǎn)的子午線收斂角及方向改化實(shí)現(xiàn)的3) 將橢球面上各三角形內(nèi)角歸算到高斯平面上的由相應(yīng)直線組成的三角形內(nèi)角。這是通過計算方向的曲率改化即方向改化來實(shí)現(xiàn)的。4) 將橢球面上起算邊PK的長度S歸算到高斯平面上的直線長度s。這是通過計算距離改化實(shí)現(xiàn)的因此將橢球面三角系歸算到平面上，包括