1大地測(cè)量學(xué)習(xí)筆記

1、注冊(cè)測(cè)繪師一大地測(cè)量學(xué)習(xí)筆記大地測(cè)量的任務(wù)和特點(diǎn)1）大地測(cè)量的任務(wù)：建立國(guó)家或大范圍的精密測(cè)量控制網(wǎng)。例如：國(guó)家一等、二等、三等、四等平面大地控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，A、B、C、 D、E衛(wèi)星定位控制網(wǎng)2）現(xiàn)代大地測(cè)量的特點(diǎn)：長(zhǎng)距離、高精度、實(shí)時(shí)快速、四維（XYZT）、地心。大地測(cè)量的主要作用（1）為大規(guī)模地形圖測(cè)制及各種工程測(cè)量提供高精度的平面控制和高程控制；（2）為空間科學(xué)技術(shù)和軍事用途提供精確的點(diǎn)位坐標(biāo)、距離、方位及地球重力 資料；（3）為研究地球形狀和大小、地殼形變及地震預(yù)報(bào)等科學(xué)問題提供資料；（4）是組織、管理、融合和分析地球海量時(shí)空信息的數(shù)理基礎(chǔ)和時(shí)空參考平臺(tái)。大地測(cè)量系統(tǒng)與參考框架四個(gè)

2、系統(tǒng)，三個(gè)框架1）大地測(cè)量系統(tǒng)大地測(cè)量系統(tǒng)規(guī)定了大地測(cè)量的起算基準(zhǔn)和尺度標(biāo)準(zhǔn)及其實(shí)現(xiàn) 方式（包括理論、模型和方法）。大地測(cè)量系統(tǒng)包括坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)/深度基準(zhǔn)和重力參考系 統(tǒng)。（2）.大地測(cè)量參考框架大地測(cè)量參考框架，就是按大地測(cè)量系統(tǒng)的規(guī)定的原則，采用大 地測(cè)量技術(shù)，在全球或局域范圍內(nèi)所測(cè)定的、固定在地面上的點(diǎn)所構(gòu)成的大地網(wǎng) （點(diǎn)）或其他實(shí)體（靜止或運(yùn)動(dòng)的物體）。是對(duì)大地測(cè)量系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。與大地測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，大地測(cè)量參考框架有坐標(biāo)（參考）框架、 高程（參考）框架和重力測(cè)量（參考）框架三種。大地測(cè)量常數(shù)大地測(cè)量常數(shù)是指與地球一起旋轉(zhuǎn)且和地球表面最佳吻合的旋 轉(zhuǎn)橢球（即地球橢球）幾何和物理

3、參數(shù)。分為基本常數(shù)和導(dǎo)出常數(shù)?；境?shù)唯一定義了大地測(cè)量系統(tǒng)。導(dǎo)出常數(shù)是由基本常數(shù)導(dǎo)出， 便于大地測(cè)量應(yīng)用。（1）大地測(cè)量基本常數(shù)地球橢球的幾何和物理屬性可由四個(gè)基本常數(shù)完全確定，這四個(gè) 基本常數(shù)就是大地測(cè)量基本常數(shù)。它們是赤道半徑a；地心引力常數(shù)（包含大氣質(zhì)量）GM；地球動(dòng)力學(xué)形狀因子J2；（地球重力場(chǎng)二階帶球諧系數(shù)）地球自轉(zhuǎn)角速度基本常數(shù)就是這個(gè)（2）大地測(cè)量常數(shù):地球橢球的幾何參數(shù)長(zhǎng)羋獨(dú)、短半軸,拂率、第偏心率、第二偏心率 等）和物理參數(shù)（質(zhì)量、僥轉(zhuǎn)角速度、重為場(chǎng)參數(shù)等L(2)主要的大地測(cè)量 導(dǎo)出常數(shù)橢球短半軸b：b =- eJ/ _護(hù)P 二a橢球第二偏心率e- be r-橢球第一偏心率

4、e:橢球幾何扁率f；a-bJ =a(3)屬于旋轉(zhuǎn)橢球物理 TOC o 1-5 h z 常數(shù)方面的有橢球的正常重力位u二絲mtand+匕標(biāo) E3橢球的正常重力位cos + isin 加cos族 + ksin：。橢球正常重力扁率fV -V1(4)國(guó)際測(cè)量和地球物理聯(lián)合會(huì)(IUGG)推薦的大地測(cè)量常數(shù)IUGG分別于1971年、1975年、1979年推薦了3組大地測(cè)量常數(shù)，它 們對(duì)應(yīng)于大地測(cè)量參考系統(tǒng)1967 (GRS67)、IUGG75、GRS80.我國(guó)西安80坐標(biāo)系統(tǒng)采用的是IUGG75的大地測(cè)量常數(shù)口目前廣泛使用的是相應(yīng)于GRS80的大地測(cè)量常數(shù)口幾何常數(shù)物理常數(shù)a6378137mGM39860

5、05*108m3*s-2&108263*10 37292115*1011rad*s 2B6356752.3141mUo62636860.850m#s-21/f298.257222101山-0.00000237091222大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)和應(yīng)滿足的條件（1）大地坐標(biāo)系統(tǒng)的類別大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)是一種固定在地球上，隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)的非慣 性坐標(biāo)系統(tǒng)，也稱地固坐標(biāo)系統(tǒng)。根據(jù)其原點(diǎn)位置不同，分為地心坐標(biāo)系統(tǒng)和參心坐標(biāo)系統(tǒng)。前者 的原點(diǎn)與地球質(zhì)心重合，后者的原點(diǎn)與參考橢球中心重合（參考橢球是指與某一 地區(qū)或國(guó)家地球表面最佳吻合的地球橢球）。從表現(xiàn)形式上分，常用的大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)有空間直角坐標(biāo)系 統(tǒng)、大地坐標(biāo)

6、系統(tǒng)二種形式。（2）地（參）心坐標(biāo)系應(yīng)滿足的條件1：地心坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)滿足以下四個(gè)條件。原點(diǎn)位于整個(gè)地球（合海洋和大氣）的質(zhì)心；尺度是廣義相對(duì)論意義下某一局部地球框架內(nèi)的尺度；定向?yàn)閲?guó)際時(shí)間局（）測(cè)定的某一歷元的協(xié)議地極（CTP）和零子午線，稱為 地球定向參數(shù)EOP；（如BIH1984.0是指z軸和x軸指向分別為BIH歷元1984.0 年的CTP和零子午線）定向隨時(shí)間的演變滿足地殼無整體運(yùn)動(dòng)的約束條件。1：地心坐標(biāo)系地心空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)從幾何方面通俗的定義也可以作如下表述： 坐標(biāo)系的原點(diǎn)位于地球質(zhì)心，z軸和x軸的定向由某一歷元的EOP確定，y與x、 z構(gòu)成空間右手直角坐標(biāo)系。地心大地坐標(biāo)

7、系統(tǒng)的原點(diǎn)與總地球橢球中心（即地 球質(zhì)心）重合，橢球旋轉(zhuǎn)軸與協(xié)議地極重合，起始大地子午面與零子午面重合 II :參心坐標(biāo)系參心坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)位于參考橢球中心，z軸（橢球旋轉(zhuǎn)軸）與 地球自轉(zhuǎn)軸平行，X軸在參考橢球的赤道面并平行于天文起始子午面。大地測(cè)量坐標(biāo)框架建立的基本方法地心坐標(biāo)框架是地心坐標(biāo)系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。全球性地心坐標(biāo)框架一般以甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）、衛(wèi)星激光 測(cè)距（SLR）、激光測(cè)月（LLR）、全球定位系統(tǒng)（GNSS）和衛(wèi)星多普勒定軌定位 （DORIS）等空間大地測(cè)量技術(shù)構(gòu)成全球或局域的大地測(cè)量坐標(biāo)框架，也可稱為 大地測(cè)量控制網(wǎng)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，得到這些控制網(wǎng)點(diǎn)（地面觀測(cè)站）的坐標(biāo)和速

8、度 等，由此具體體現(xiàn)地心坐標(biāo)系。（1）地心坐標(biāo)框架區(qū)域性地心坐標(biāo)框架一般由三級(jí)構(gòu)成。第一級(jí)為GNSS連續(xù)運(yùn)行站構(gòu)成的動(dòng)態(tài)地心坐標(biāo)框架，它是區(qū)域性地心 坐標(biāo)框架的主控制；第二級(jí)是與第一級(jí)GNSS連續(xù)運(yùn)行站定期聯(lián)測(cè)的大地控制點(diǎn)構(gòu)成的準(zhǔn)動(dòng) 態(tài)地心坐標(biāo)框架；第三級(jí)是與第一、二級(jí)GNSS連續(xù)運(yùn)行參考站聯(lián)測(cè)的加密大地控制點(diǎn)。（2）參心坐標(biāo)框架傳統(tǒng)的參心坐標(biāo)框架是由以經(jīng)典大地測(cè)量技術(shù)所測(cè)定的天文大 地網(wǎng)實(shí)現(xiàn)和維持的，一般定義在參心坐標(biāo)系統(tǒng)中，是一種區(qū)域性、二維、靜態(tài)的 參心坐標(biāo)框架，是參心坐標(biāo)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)，世界上絕大部分國(guó)家或地區(qū)都采用天文大地網(wǎng)來實(shí)現(xiàn) 和維持各自的參心坐標(biāo)框架。試題】19.下列系統(tǒng)

9、中，屬于大地測(cè)量參斕系統(tǒng)的是c nA.坐標(biāo)系統(tǒng)也高程系毓C.深度基準(zhǔn)D，重力參考系統(tǒng)E.時(shí)間系統(tǒng)119.答案：IABCD解析：詳見測(cè)繪綜合能力輔導(dǎo)教材（2012版）第4頁(yè)互大地測(cè)量 系統(tǒng)包括坐株系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、深度基準(zhǔn)和重力參考系統(tǒng).1加、逸常所說的大地測(cè)量基本常數(shù)指的是（ LA.赤道半徑日&地心引方常數(shù)（包含大氣質(zhì)量）GMC.地球動(dòng)力學(xué)形狀因子J2D.地球自轉(zhuǎn)仿速度#E.扁率/以。,答案：ABCD解折:詳見測(cè)繪綜合能力*輔導(dǎo)教材C2012版）第4頁(yè).地球描球 的凡何和物理屬性可由四個(gè)基本常數(shù)完全碰定.這四個(gè)基本常數(shù)就是大地測(cè)量基本常數(shù)。它 們是赤道半徑E地心弓力常數(shù)（包含太氣質(zhì)量）6.V7：

10、地球動(dòng)力學(xué)形狀因子（地球重力 場(chǎng)二階帶球諧系數(shù)L地球自轉(zhuǎn)免速度】21,下列大地測(cè)童常數(shù)中屬于物理常數(shù)的是C LA.長(zhǎng)半徑日B.地心引力常數(shù)包含太氣質(zhì)量）GMC.地球重力場(chǎng)二階帶球諧系數(shù)JID.地球自轉(zhuǎn)角速度癡E.扁率CT技I,答案：BCD】解析：詳見測(cè)繪綜合能力輔導(dǎo)教材 愆012版）第4頁(yè)匚1.大地測(cè)量地球大地基準(zhǔn)常數(shù)通常用4個(gè)基本參數(shù)GM、h、q、w來表示，其中與地球的扁 由率有關(guān)的參數(shù)是（ ）o* A. GMB. JiiIC.uD.w1.B解析：大地測(cè)量參數(shù)主要包括作為建立大地坐標(biāo)系依據(jù)的地球橢球的四個(gè) 常數(shù)。即地球橢球赤道半徑,，地心引力常數(shù)GM，帶球諧系數(shù)J2（由此導(dǎo)出橢 球扁率f）和

11、地球自轉(zhuǎn)角度w。國(guó)際大她期量學(xué)會(huì)HAGJ子1967年擅薦了以下4個(gè)童：U 電球棉豚長(zhǎng)豐段4地球重刀場(chǎng)二階*嫌曹:教 TOC o 1-5 h z fii： H前通米象用正嘲和二階帝成諧*裝代卷A 角壽類條 為、c2JD-j2/4s）-GM也心引力與電球質(zhì)量象熾r用七七（W 地喙白轉(zhuǎn)命速度（rad / y ）這由個(gè)量通常耕:為基衣大電彖裁&,n I _ 9 .3, _ II 11 .9/3_ 93 r _39 f _/ 二J h + w + J. J -.fH 地 + J ，+ 7 h +J - tn + L 群t2 - 2814-5616- 98 -7849?- 技口m u1954* Jt* 坐 te條1980手明鑫坐標(biāo)索WG5-84世界太地克批奩衣斯基198。女也蟲嘉臬WCS-84覽成年代1940197