DD第1章(矿大版).ppt

1、第一章 绪论 一、大地测量学定义 现代定义 大地测量学是在一定的时间空间参考系统(时间系统、坐标系)中，测量和描绘地球及其它星体的科学.是测绘学与地球科学的分支；大地测量学是地学类基础性学科，兼应用型学科。 经典定义 大地测量学是测量和描绘地球表面的科学1880，德：F.R.Helmert.,理解要点： “描绘”必须在一定的参考（时空参照或坐标）系中进行，参考系（或坐标系）是描述的基准或比较与描绘的基础 描绘的数据来自“测量”，“描绘”的手段包括测、算、绘 测、算、绘离不开数学。因此，数学既是测绘的理论又是测绘的基础，同时还是测绘解决问题的（技术）手段，大地测量尤其如此。,二、任务、学科性质、

2、作用 任务 1.科学任务：研究地球重力场、地球形状和大小，地球动力学现象。 2.技术任务：精确确定地面点及其变化。 点的坐标是动态的，表述为： 性质 既是基础学科地球物理学分支,研究地球运动、组成、作用力和各种物理过程。 又是应用学科-是测绘学（也称地理空间信息学）分支，通过对地球形状、大小、重力场研究，在地球上建立起一个参考系统，用以表示点的准确的几何位置。,作用 建立适合地球（或其它星球，或宇宙）的、精确的位置测量参考系，并精确测定点在参考系中的坐标，为地学研究和其他测绘提供精准的地理空间数据基础。,三、大地测量学的知识体系与学科分类 知识体系 大地测量学的知识体系包括：数学、物理学（电磁

3、波测距、无线通讯、惯性力学）等构成；研究地球形状及重力场，研究坐标系建立与变换问题，研究空间点的位置与速度。 学科分类 1.从研究地球形状、大小等研究任务分，有 理论大地测量，也称高等测量学。 以地球研究对象，研究地球形状和重力场，建立参照系和建立大地控制网的方法。分支有：,事实上，德国Gauss，1794年已提出并应用这一理论计算了谷神星轨道，此后又用这种理论处理了天文大地测量成果。 德国Gauss还于1822年将椭球面元素投影到平面上的正形投影方法。 德国赫尔默特提出了在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下，解算与测区大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中的定位方法。

4、2.物理大地测量学的发展成就 1849年英国斯托克斯提出利用地面重力测量结果研究大地水准面形状，这种方法要求将重力归算到大地水准面上，虽委难严格办到，但这一理论是研究大地水准面的一个飞越。 1945年苏联莫洛金斯基提出了不用进行归算，直接利,用地面重力测量数据严格地求定地面点到参考椭球面的距离，即大地高的方法。这种方法为天文重力水准测量和正常高系的建立奠定了基础。 3.现代空间卫星大地测量成就 空间卫星大地测量：20世纪中叶，人造卫星的发射成功，为精密测定地球椭球的形状，海水大地水准面起伏，高精度确定地面点在全球大地坐标坐标系中的位置，为地球重力测量提供了更佳的技术手段。 动力大地测量学发展：

5、因日、月引力和构造运转，地壳在经历缓慢和微小的移动，一般测量技术的精度无法测得其变化，VLBI （1967年）技术问世，在长达几千公里基线两端建立射电接收电线，两步接收来自河外类星体的电源信号，利用干涉测量技术，即可以厘米级精度这条基线在惯性坐标系中的分量。类星体距地球距遥远，它们相对地球的角运动可视作零。,（四）大地测量学的发展趋势 1.以空间大地测量为标志的现代大地测量体系已形成 主要标志： 1+2维到3维、4维（时间维度） 视地球为刚性体到非刚性（弹性、流变体），进而研究地球几何和重力元素的动态变化 局部参考系到地心参考系 测量精度提高23个量级,2.向地球科学基础性研究领域发展 用大地

6、测量获得的，在任意时空尺度上的，精度足够的成果，监测地球运动状态及其形体、位场的变化，而这些变化又源自其内力源和外力源，用这些变化（精细的图像或数据）反演地壳运动、地球自转变化、重力场变化，进而推测地球内部的构造形态、力源和动力学过程参数等地球物理问题。从而使大地测量学向地球科学基础性研究领域发展。 3.空间大地测量主导学科未来的发展 从测量精度、方便程度、作业效率、劳力和财力投入等方面决定了大地测量学未来的研究中，空间大地测量是主导。,4.卫星导航定位技术扩展了大地测量学科的应用面 人类活动的80%与位置有关，卫星导航定位技术不仅定位，而且导航，因而扩展了大地测量学科的应用面 5.地球重力场

7、研究将致力于发展卫星和航空重力探测技术恢复高分辨率地球重力场 物理大地测量和空间大地测量将紧密结合，共处学科发展的支配地位，确定重力场结构的精细程度将是未来大地测量学科发展的重要标志。 重力测量技术将致力于分辨重力场短波频谱和监测重力场时变量。,六、我国大地测量的主要成果,1. 建立了三代坐标系、两代高程系、两代深度基准、三代重力基准 二维坐标系： 1954北京坐标系（BJ54，与前苏联1942年普尔科沃坐标系联测，经我国东北传算过来的坐标系）； 1980西安坐标系（GDZ80） 三维坐标系：CGCS2000国家大地坐标系（2008年7月1日启用，BDS坐标系） 1956黄海高程系(Huanghai height system 1956) 1985国家高程基准(Chinese height datum 1985),1956年前采用最低低潮面深度基准 1957年起采用理论深度基准面为深度基准，按苏弗拉基米尓计算的当地理论最