大地测量(期末复习材料)

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1、第一章绪论§1大地测量学的定义和基本内容1.1大地测量学的定义大地测量学是指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，为人类活动提供关于地球的空间信息的一门学科。1.3大地测量学的基本内容v确定地球形状及外部重力场及其随时间的变化，建立统一的大地测量坐标系，研究地壳形变(包括垂直升降及水平位移)，测定极移以及海洋水面地形及其变化等。v建立和维持国家和全球的天文大地水平控制网、工程控制网和精密水准网以及海洋大地控制网，以满足国民经济和国防建设的需要。v研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关大

2、地测量计算。v研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数据处理的理论和方法，测量数据库建立及应用等。2大地测量学的作用2.1大地测量是一切测绘科学技术的基础通过研究地球形状及其动力学规律，建立国家和全球空间定位基准（空间参考系），主要包括：大地基准定义和实现方法，为人们获取地球空间信息提供可操作性的参考框架。v平面基准：全球或国家的大地平面坐标系。v高程基准：国家高程基准。v重力基准：国际绝对重力基准（1987年IUGG第19次会议决定）。2.2大地测量学的作用v在国民经济建设和社会发展中发挥着决定性的基础保证作用。如：交通運輸、工程建設、土地管理、城

3、市建設等v大地测量学在防灾，减灾，救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊作用。如地震、山体滑坡、交通事故等的監測與救援。v大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障。如:卫星、导弹、航天飞机、宇宙探测器等发射、制导、跟踪、返回工作都需要大地测量作保证。¯天轴与天极地球自转轴的延伸直线为天轴，天轴与天球的交点PN和PS称为天极，其中PN称为北天极，PS为南天极。¯天球赤道面与天球赤道通过地球质心O与天轴垂直的平面称为天球赤道面。天球赤道面与地球赤道面相重合。该赤道面与天球相交的大圆称为天球赤道。图2－1天球的概念¯天球子午面与子午圈含天轴并通过任一点的平面，称为天球子

4、午面.天球子午面与天球相交的大园称为天球子午圈。¯时圈通过天轴的平面与天球相交的大圆均称为时圈。¯黄道地球公转的轨道面(黄道面)与天球相交的大园称为黄道。黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角，约为23.5度。¯黄极通过天球中心，且垂直于黄道面的直线与天球的交点，称为黄极。其中靠近北天极的交点称为北黄极，靠近南天极的交点称为南黄极。¯春分点与秋分点黄道与赤道的两个交点称为春分点和秋分点。视太阳在黄道上从南半球向北半球运动时，黄道与天球赤道的交点称为春分点，用γ表示。在天文学中和研究卫星运动时，春分点和天球赤道面，是建立参考系的重要基准点和基准面¯赤经与赤纬地球的中心至天体

5、的连线与天球赤道面的夹角称为赤纬,春分点的天球子午面与过天体的天球子午面的夹角为赤经。地球的公转：开普勒三大运动定律：—运动的轨迹是椭圆，太阳位于其椭圆的一个焦点上；—在单位时间内扫过的面积相等；—运动的周期的平方与轨道的长半轴的立方的比为常数。地球的自转的特征：(1)地轴方向相对于空间的变化（岁差和章动）地球自转轴在空间的变化，是日月引力的共同结果。假设月球的引力及其运行轨道是固定不变的,由于日、月等天体的影响，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，类似于旋转陀螺，形成一个倒圆锥体（见下图），其锥角等于黄赤交角ε=23.5″，旋转周期为26000年，这种运动称为

6、岁差，是地轴方向相对于空间的长周期运动。岁差使春分点每年向西移动50.3″v时间的描述包括时间原点、单位（尺度）两大要素。时间是物质运动过程的连续的表现，选择测量时间单位的基本原则是选取一种物质的运动。时间的特点是连续、均匀，故一种物质的运动也应该连续、均匀。v周期运动满足如下三项要求，可以作为计量时间的方法。–运动是连续的；–运动的周期具有足够的稳定性；–运动是可观测的。v选取的物理对象不同，时间的定义不同:地球的自转运动、地球的公转、物质的振动等。•恒星时(ST)v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，称为恒星时。v春分点连续两次经过同一子

7、午圈上中天的时间间隔为一个恒星日，分为24个恒星时，某一地点的地方恒星时，在数值上等于春分点相对于这一地方子午圈的时角。v地方真恒星时、平恒星时、格林尼治真恒星时、格林尼治平恒星时之间的关系：•平太阳时MTv以真太阳作为基本参考点，由其周日视运动确定的时间，称为真太阳时。一个真太阳日就是真太阳连续两次经过某地的上中天（上子午圈）所经历的时间。地球绕太阳公转的速度不均匀。近日点快、远日点慢。真太阳日在近日点最长、远日点最短。v假设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，称为一个平太阳日v原子时(AT)原子时