第5章 - 空间大地测量技术SLR-LLR
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第一章绪论 1.大地测量学的定义是什么? 答:大地测量学是关于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。
2.大地测量学的地位和作用有哪些?答:大地测量学是一切测绘科学技术的基础,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;在防灾,减灾,救灾及环境监测、评价与保护中发挥着独具风貌的特殊作用;是发展空间技术和国防建设的重要保障;在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要。
3.大地测量学的基本体系和内容是什么?外表向椭球面或平面的投影数学变换及有关的大地测量计算; 6.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。
4.大地测量学的发展经历了哪几个阶段?答:大地测量学的发展经历了四个阶段:地球圆球阶段、地球椭球阶段、大地水准面阶段和现代大地测量新时期。
5. 地球椭球阶段取得的主要标志性成果有哪些?答:有:长度单位的建立;最小二乘法的提出;椭球大地测量学的形成,解决了椭球数学性质,椭球面上测量计算,以及将椭球面投影到平面的正形投影方法;弧度测量大规模展开;推算了不同的地球椭球参数。
6.物理大地测量标志性成就有哪些?答:有:克莱罗定理的提出;重力位函数的提出;地壳均衡学说的提出;重力测量有了进展,设计和生产了用于绝对重力测量的可倒摆以及用于相对重力测量的便携式摆仪。
极大地推动了重力测量的发展。
7.大地测量的展望主要表达在哪几个方面?答:主要表达在:〔1〕全球卫星定位系统(GPS),激光测卫(SLR)以及甚长基线干预测量(VLBI), 惯性测量统(INS)是主导本学科发展的主要的空间大地测量技术;〔2〕用卫星测量、激光测卫及甚长基线干预测量等空间大地测量技术建立大规模、高精度、多用途的空间大地测量控制网,是确定地球基本参数及其重力场,建立大地基准参考框架,监测地壳形变,保证空间技术及战略武器发展的地面基准等科技任务的基本技术方案;〔3〕精化地球重力场模型是大地测量学的重要发展目标。
1.大地测量学的任务大地测量学的主要任务有以下三个方面:(1)在广大面积上建立一系列地面点构成的大地控制网,以精密确定地面点的位置及随时间的变化规律,为测制地图、经济建设、国防建设和地球动力学等科研工作提供控制基础,也为人造卫星、导弹和各类航天器控制与通信提供精确的轨道坐标和地面控制站坐标;(2)研究和测定地球形状、大小及其随时间的变化规律,为大地控制网、地球科学和空间科学提供基准面和基础数据;(3)研究和测定地球重力场及其变化规律,为大地控制网的归算、人造卫星精密定轨、远程武器的精确打击和地球物理反演、地震预报等提供必要的资料。
2.大地控制网的作用建立大地控制网是大地测量的重要任务。
大地控制网的作用可概括为以下四个方面:1)、控制地形测图地球的形状近似一个椭球,在小范围内测绘地形图可不考虑地球的曲率,而在全国范围内测绘和编制各种比例尺地形图时,必须把地球看成一个曲面。
但椭球面是一个不可展开的曲面,解决方法是在测图前先进行大地测量。
在全国范围内布设大地控制网,精确测定网中各大地点的平面坐标和高程,按一定的数学方法将这些点投影到平面上,构成一个完整的、精确的测图控制系统。
根据这些点进行测图,就能使地球表面上的地貌、地形测绘到平面上,而且还可保证各地区同时开展测制的地图拼接而不产生明显的变形和裂口,有效地控制测图时产生的误差累积,把误差限制在控制点之间,确保地图的精度。
2)、为经济建设和国防建设提供控制基础在经济上,开发矿山资源、建设工业基地、建设铁路、建设高速公路、兴修水利工程、建设开发区和国土综合治理等各项经济建设,不仅需要各种比例尺地形图为“蓝图”进行规划设计,还需要直接利用大地测量成果。
在军事上,常规火炮和远程导弹的发射和精确打击,要保证命中几十公里、几百公里,甚至上万公里以外的打击目标,首先必须知道发射点和打击点的精确坐标、距离和方位;其次要标定火炮在某一坐标系下方位标的方位和天文坐标系,这是大地测量所要完成的一项重要任务。
大地测量学基础:《大地测量学基础》是2010年5月1日武汉大学出版社出版的图书,作者是孔祥元。
图书简介:该书是“十一五”国家级规划教材,也是国家精品课程教材。
本教材严格按照教育部批准的“十一五”国家级规划教材立项要求和全国高等学校测绘学科教学指导委员会以及武汉大学的具体要求进行编写,是全国高等学校测绘工程专业本科教学用教材,也可供从事测绘工程专业及相关专业的科技人员、管理人员及研究生等参考。
图书目录:序第二版前言前言第1章绪论1.1 大地测量学的定义和作用1.1.1 大地测量学的定义1.1.2 大地测量学的地位和作用1.2 大地测量学的基本体系和内容1.2.1 大地测量学的基本体系1.2.2 大地测量学的基本内容1.2.3 大地测量学同其他学科的关系1.3 大地测量学的发展简史及展望1.3.1 大地测量学的发展简史1.3.2 大地测量的展望第2章坐标系统与时间系统2.1 地球的运转2.1.1 地球绕太阳公转2.1.2 地球的自转2.2 时间系统2.2.1 恒星时(ST)2.2.2 世界时(UT)2.2.3 历书时(ET)与力学时(DT)2.2.4 原子时(AT)2.2.5 协调世界时(UTC)2.2.6 卫星定位系统时间2.3 坐标系统2.3.1 基本概念2.3.2 惯性坐标系(ClS)与协议天球坐标系2.3.3 地固坐标系2.3.4 坐标系换算第3章地球重力场及地球形状的基本理论3.1 地球及其运动的基本概念3.1.1 地球概说3.1.2 地球运动概说3.1.3 地球基本参数:3.2 地球重力场的基本原理3.2.1 引力与离心力3.2.2 引力位和离心力位3.2.3 重力位3.2.4 地球的正常重力位和正常重力3.2.5 正常椭球和水准椭球,总的地球椭球和参考椭球3.3 高程系统3.3.1 一般说明3.3.2 正高系统3.3.3 正常高系统3.3.4 力高和地区力高高程系统3.3.5 国家高程基准3.4 关于测定垂线偏差和大地水准面差距的基本概念3.4.1 关于测定垂线偏差的基本概念3.4.2 关于测定大地水准面差距的基本概念3.5 关于确定地球形状的基本概念3.5.1 天文大地测量方法3.5.2 重力测量方法3.5.3 空间大地测量方法第4章地球椭球及其数学投影变换的基本理论4.1 地球椭球的基本几何参数及其相互关系4.1.1 地球椭球的基本几何参数4.1.2 地球椭球参数间的相互关系4.2 椭球面上的常用坐标系及其相互关系4.2.1 各种坐标系的建立4.2.2 各坐标系间的关系4.2.3 站心地平坐标系4.3 椭球面上的几种曲率半径4.3.1 子午圈曲率半径4.3.2 卯酉圈曲率半径4.3.3 主曲率半径的计算4.3.4 任意法截弧的曲率半径4.3.5 平均曲率半径4.3.6 M,N,R的关系4.4 椭球面上的弧长计算4.4.1 子午线弧长计算公式4.4.2 由子午线弧长求大地纬度4.4.3 平行圈弧长公式4.4.4 子午线弧长和平行圈弧长变化的比较4.4.5 椭球面梯形图幅面积的计算4.5 大地线4.5.1 相对法截线4.5.2 大地线的定义和性质4.5.3 大地线的微分方程和克莱劳方程4.6 将地面观测值归算至椭球面4.6.1 将地面观测的水平方向归算至椭球面4.6.2 将地面观测的长度归算至椭球面4.7 大地测量主题解算概述4.7.1 大地主题解算的一般说明4.7.2 勒让德级数式4.7.3 高斯平均引数正算公式4.7.4 高斯平均引数反算公式4.7.5 白塞尔大地主题解算方法4.8 地图数学投影变换的基本概念4.8.1 地图数学投影变换的意义和投影方程4.8.2 地图投影的变形4.8.3 地图投影的分类4.8.4 高斯投影简要说明4.9 高斯平面直角坐标系4.9.1 高斯投影概述4.9.2 正形投影的一般条件4.9.3 高斯投影坐标正反算公式4.9.4 高斯投影坐标计算的实用公式及算例4.9.5 平面子午线收敛角公式4.9.6 方向改化公式4.9.7 距离改化公式4.9.8 高斯投影的邻带坐标换算4.10通用横轴墨卡托投影和高斯投影族的概念4.10.1 通用横轴墨卡托投影概念4.10.2 高斯投影族的概念4.11兰勃脱投影概述4.11.1 兰勃脱投影基本概念4.11.2 兰勃脱投影坐标正、反算公式4.11.3 兰勃脱投影长度比、投影带划分及应用第5章大地测量基本技术与方法5.1 国家平面大地控制网建立的基本原理5.1.1 建立国家平面大地控制网的方法5.1.2 建立国家平面大地控制网的基本原则5.1.3 国家平面大地控制网的布设方案5.1.4 大地控制网优化设计简介5.2 国家高程控制网建立的基本原理5.2.1 国家高程控制网的布设原则5.2.2 国家水准网的布设方案及精度要求5.2.3 水准路线的设计、选点和埋石5.2.4 水准路线上的重力测量5.2.5 我国国家水准网的布设概况5.3 工程测量控制网建立的基本原理5.3.1 工程泓量控制网的分类5.3.2 工程平面控制网的布设原则5.3.3 工程平面控制网的布设方案5.3.4 工程高程控制网的布设5.4 大地测量仪器5.4.1 精密测角仪器——经纬仪5.4.2 电磁波测距仪5.4.3 全站仪5.4.4 GPS接收机5.4.5 TPS和GPS的集成——徕卡系统1200-超站仪(system1200-SmartStation5.4.6 精密水准测量的仪器——水准仪5.5 电磁波在大气中的传播5.5.1 一般概念5.5.2 电磁波在大气中的衰减5.5.3 电磁波的传播速度5.5.4 电磁波的波道弯曲5.6 精密角度测量方法5.6.1 精密测角的误差来源及影响5.6.2 精密测角的一般原则5.6.3 方向观测法5.6.4 分组方向观测法5.6.5 归心改正5.7 精密的电磁波测距方法5.7.1 电磁波测距基本原理5.7.2 N值解算的一般原理5.7.3 距离观测值的改正……第6章深空在地测量简介主要参考文献。
大地测量学思考题集1.解释大地测量学,现代大地测量学由哪几部分组成?谈谈其基本任务和作用?大地测量学----是测绘学科的分支,是测绘学科的各学科的基础科学,是研究地球的形状、大小及地球重力场的理论、技术和方法的学科。
大地测量学的主要任务:测量和描述地球并监测其变化,为人类活动提供关于地球的空间信息。
具体表现在(1)、建立与维护国家及全球的地面三维大地控制网。
(2)、测量并描述地球动力现象。
(3)、测定地球重力及随时空的变化。
大地测量学由以下三个分支构成:几何大地测量学,物理大地测量学及空间大地测量学。
几何大地测量学的基本任务是确定地球的形状和大小及确定地面点的几何位置。
作用:可以用来精密的测量角度,距离,水准测量,地球椭球数学性质,椭球面上测量计算,椭球数学投影变换以及地球椭球几何参数的数学模型物理大地测量学的基本任务是用物理方法确定地球形状及其外部重力场。
主要内容包括位理论,地球重力场,重力测量及其归算,推求地球形状及外部重力场的理论与方法等。
空间大地测量学主要研究以人造地球卫星及其他空间探测器为代表的空间大地测量的理论、技术与方法。
2、大地测量学的发展经理了哪些阶段,简述各阶段的主要贡献和特点。
分为一下几个阶段:地球圆球阶段,地球椭球阶段,大地水准面阶段,现代大地测量新时期地球圆球阶段,首次用子午圈弧长测量法来估算地球半径。
这是人类应用弧度测量概念对地球大小的第一次估算。
地球椭球阶段,在这阶段,几何大地测量在验证了牛顿的万有引力定律和证实地球为椭球学说之后,开始走向成熟发展的道路,取得的成绩主要体现在一下几个方面:1)长度单位的建立 2)最小二乘法的提出 3)椭球大地测量学的形成 4)弧度测量大规模展开 5)推算了不同的地球椭球参数这个阶段为物理大地测量学奠定了基础理论。
大地水准面阶段,几何大地测量学的发展:1)天文大地网的布设有了重大发展,2)因瓦基线尺出现物理大地测量学的发展 1)大地测量边值问题理论的提出 2)提出了新的椭球参数现代大地测量新时期以地磁波测距、人造地球卫星定位系统及其长基线干涉测量等为代表的新的测量技术的出现,使大地测量定位、确定地球参数及重力场,构筑数字地球等基本测绘任务都以崭新的理论和方法来进行。
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)。
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(A) 地心定位(B) 单点定位(C) 局部定位(D) 多点定位标准答案是::A2. _______用于研究天体和人造卫星的定位与运动。
(4分)(A) 参心坐标系(B) 空间直角坐标系C) 天球坐标系(D) 站心坐标系标准答案是::C3. 地球坐标系分为大地坐标系和_______两种形式。
(4分)(A) 天球坐标系(B) 空间直角坐标系(C) 地固坐标系(D) 站心坐标系标准答案是::B4. 地球绕地轴旋转在日、月等天体的影响下,类似于旋转陀螺在重力场中的进行,地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转,形成一个倒圆锥体,旋转周期为26000年,这种运动成为_______。
(4分)(A) 极移(B) 章动(C) 岁差(D) 潮汐标准答案是::C5. 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_______。
(4分)(A) 恒星时(B) 世界时(C) 协调世界时(D) 历书时标准答案是::A多选题6. 下列属于参心坐标系的有:_______。
(4分)(A) 1954年北京坐标系(B) 1980年国家大地坐标系(C) WGS-84世界大地坐标系(D) 新1954年北京坐标系标准答案是::A,B,D7. 下列关于大地测量学的地位和作用叙述正确的有:_______。
(4分)(A) 大地测量学在国民经济各项建设和社会发展中发挥着基础先行性的重要保证作用。
第一章测试1【判断题】(10分)传统大地测量方法可以建立地心坐标系A.错B.对2【判断题】(10分)传统大地测量无法建立全球统一的坐标框架A.错B.对3【判断题】(10分)传统大地测量方法可以同时测定点的三维坐标A.对B.错4【判断题】(10分)采用日夜对称观测的方法可以消除旁遮光的影响A.错B.对5【单选题】(10分)下面反映地球自转轴在本体内的运动状况的是A.岁差B.章动C.格林尼治真恒星时角D.极移值6【多选题】(10分)下面属于空间大地测量范畴的是A.VLBIB.卫星测高C.GNSSD.遥感成像7【判断题】(10分)卫星测高不属于空间大地测量范畴A.错B.对8【判断题】(10分)利用空间大地测量技术不能确定精确的大地水准面差距A.错B.对9【判断题】(10分)空间大地测量技术能够确定地心坐标A.错B.对10【单选题】(10分)利用下面卫星数据解算重力场模型解算精度最低的是A.GRACEB.测高卫星C.CHAMPD.GOCE第二章测试1【判断题】(10分)地球自转是建立世界时的时间基准A.对B.错2【判断题】(10分)在常用的时间系统中,原子时最精确A.对B.错3【单选题】(10分)在常用的时间系统中,最精确的时间系统为A.历书时B.原子时C.太阳时D.世界时4【判断题】(10分)频率准确度反映时钟的系统性误差A.错B.对5【判断题】(10分)频率稳定度反映了钟的系统误差A.对B.错6【多选题】(10分)下列属于太阳时的时间系统包括A.平太阳时B.真太阳时C.民用时D.世界时7【判断题】(10分)协调世界时与世界时之间时刻差需要保持在0.9s以内,否则将采取闰秒进行调整A.对B.错8【判断题】(10分)GLONASS时属于原子时,不需要闰秒A.错B.9【多选题】(10分)下面不需要闰秒的时间系统为A.TALB.UTCC.GLONASSD.GPS时10【多选题】(10分)各国使用的历法主要包括A.阴历B.阴阳历C.儒略日D.阳历第三章测试1【判断题】(10分)赤道岁差可以使春分点的位置西移A.错B.对2【判断题】(10分)固定平纬由于采用了周期为6天的数据来计算点的纬度,因此要比历元平纬稳定A.错B.对3【判断题】(10分)固定平极由于采用了固定平纬来计算极移位置,因此要比历元平极稳定A.错B.对4【判断题】(10分)瞬时天球赤道坐标系的三个坐标轴都是固定的A.对B.错5【判断题】(10分)协议天球坐标系现有两个,分别是J1950.0和J2000.0A.错B.对6【判断题】(10分)J2000.0为现在用的空固系,将来也有可能被淘汰A.错B.对7【单选题】(10分)在进行卫星轨道积分时所采用的坐标系统为A.地心天球坐标系B.国际地球坐标系C.参心坐标系D.站心天球坐标系8【判断题】(10分)CGCS2000是一个基于GPS定位技术建立起来的全球性的地心坐标系A.错B.对9【多选题】(10分)下列属于地心坐标系的是A.WGS84B.BJ54C.ICRSD.CGCS200010【单选题】(10分)从观测瞬间的真地球坐标系转换到观测瞬间的真天球坐标系,需要进行的转换是A.极移矩阵B.旋转GST角C.岁差矩阵D.章动矩阵第四章测试1【判断题】(10分)射电望远镜进行天体测量时的角分辨率和射电望远镜的口径成正比A.错B.对2【判断题】(10分)射电望远镜进行天体测量时的角分辨率和无线电信号的波长成正比A.对B.错3【单选题】(10分)下面需要将射电望远镜用电缆连接起来的是A.空间甚长基线干涉测量B.联线干涉测量C.e-VLBID.甚长基线干涉测量4【判断题】(10分)甚长基线干涉测量不需要电缆将两望远镜连接起来A.错B.对5【判断题】(10分)VLBI观测所需的时间和频率信号由各自独立的氢原子钟提供A.对B.错6【判断题】(10分)延迟量和延迟率的观测精度与系统的信噪比成正比A.错B.对7【判断题】(10分)目前世界上最大的单口径射电望远镜在中国贵州A.对B.错8【判断题】(10分)馈源质量的好坏影响天线的噪声A.错B.对9【单选题】(10分)VLBI系统的接收机的混频器的主要作用是将射频信号转换为A.低频信号B.高频信号C.中频信号D.基频信号10【判断题】(10分)VLBI不能用来进行人造飞行器定轨A.对B.错第五章测试1【判断题】(10分)目前部分SLR跟踪站可以在白天工作A.错B.对2【多选题】(10分)专门用于地球动力学应用和大地测量的专用卫星包括A.Etalon-2B.Lageos-1C.Etalon-1D.Lageos-23【单选题】(10分)我国的SLR数据处理中心在A.长春B.上海C.武汉D.北京4【判断题】(10分)SLR跟踪站在全球的分布相对于GPS较均匀A.错B.对5【判断题】(10分)在IERS官网不能查到SLR跟踪站的坐标A.错B.6【判断题】(10分)在利用SLR进行卫星定轨时,太阳辐射压也是一重要摄动因素,辐射压的大小和卫星的面质比成正比A.错B.对7【判断题】(10分)在利用SLR进行卫星定轨时,大气阻力的大小和卫星的面质比成正比A.对B.错8【判断题】(10分)人卫激光测距不能用来测定地球质心的位置A.B.对9【判断题】(10分)用于测月的激光测距仪的指向精度要比用于测卫星的激光测距仪的指向精度要低A.错B.对10【单选题】(10分)下面月球表面放置的SLR激光反射器不能工作的是A.Apollo15B.Lunakhod1C.Apollo14D.Lunakhod2第六章测试1【多选题】(10分)在卫星轨道误差中,需要考虑的误差源主要包括A.大气传播延迟B.跟踪站坐标误差C.海洋潮汐D.太阳光压E.固体潮汐F.重力场模型2【判断题】(10分)在进行测高数据误差改正时,卫星质心改正不用考虑A.对B.错3【判断题】(10分)在进行海面高的框架转换时,需要有四个参数A.对B.错4【判断题】(10分)在进行海面高的框架转换时,三个平移参数和一个偏差因子可以通过最小二乘的方法求得A.错B.对5【判断题】(10分)卫星从南半球向北半球运行在地面的投影轨迹称为降弧A.错B.对6【判断题】(10分)测高卫星每一周期相对应的弧的地面轨迹严格吻合A.对B.错7【判断题】(10分)利用测高数据可以计算垂线偏差A.对B.错8【判断题】(10分)利用测高数据不能反演海洋重力异常A.对B.错9【判断题】(10分)测高数据不能用来建立海洋大地水准面的数学模型A.对B.错10【单选题】(10分)一般把其他测高卫星的海面高都转换到下面哪颗卫星的框架下来A.T/PB.HY-2AC.Jason-3D.Jason-1第七章测试1【多选题】(10分)下面属于卫星重力探测任务的是A.GOCEB.GRACEA和GRACEBC.CHAMPD.GRACEFollow-on2【判断题】(10分)利用动力法测定地面点的重力属于重力力学反演问题A.错B.对3【判断题】(10分)利用卫星技术确定地球重力场属于重力力学正演问题A.错B.对4【判断题】(10分)解算的重力场模型的最高阶次与卫星的轨道高度没有关系A.对B.错5【多选题】(10分)卫星能量守恒法确定地球重力场包括A.基于单星的能量守恒法B.利用动力学法C.重力梯度测量D.基于双星的能量守恒法6【判断题】(10分)对于GRACE低-低卫星跟踪卫星任务,两颗卫星间的瞬时位差是恢复地球重力场的重要观测数据A.错B.对7【判断题】(10分)GOCE卫星不是采用重力梯度测量方式来确定地球重力场A.错B.对8【判断题】(10分)重力梯度测量不能利用差分加速度计测出重力位的二阶导数A.对B.错9【判断题】(10分)短波分量是重力场谱结构的主分量,精确确定重力场模型中的短波分量,就是为模型提供牢固和精密的框架A.对B.错10【判断题】(10分)GRACE双星计划能够反演重力场,但是由于其数据量稀少,因此不能提供短期至一天的时变重力场信息A.错B.对第八章测试1【单选题】(10分)下面不属于多普勒方式进行定位或定轨的系统为A.DORIS系统B.子午卫星C.GPSD.CICADA2【判断题】(10分)当信号源与信号接收器之间作背向运动时,接收的信号频率减小A.错B.对【判断题】(10分)当信号源与信号接收器之间作相向运动时,接收的信号波长压缩A.错B.对4【判断题】(10分)多普勒测量又称距离差测量A.错B.对5【判断题】(10分)利用多普勒计数不能确定两时刻的接收机与信标机之间的距离差A.对B.错6【判断题】(10分)DORIS系统的信标机在地面上,发射的信号由安装在卫星上的接收机接收。
《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 ba e2 2-=第二偏心率b ba e2 2-='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P1点的大地坐标,P1至P2的大地线长及其大地方位角,计算P2点的大地坐标和大地线在P2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)。
《大地测量学基础》习题与思考题一 绪论1.试述您对大地测量学的理解?2.大地测量的定义、作用与基本内容是什么?3.简述大地测量学的发展概况?大地测量学各发展阶段的主要特点有哪些?4.简述全球定位系统(GPS )、激光测卫(SLR )、 甚长基线干涉测量(VIBL )、 惯性测量系统(INS )的基本概念? 二 坐标系统与时间系统1.简述是开普勒三大行星定律? 2.什么是岁差与章动?什么是极移? 3.什么是国际协议原点 CIO?4.时间的计量包含哪两大元素?作为计量时间的方法应该具备什么条件? 5.恒星时、 世界时、 历书时与协调时是如何定义的?其关系如何? 6.什么是大地测量基准?7.什么是天球?天轴、天极、天球赤道、天球赤道面与天球子午面是如何定义的 ? 8.什么是时圈 、黄道与春分点?什么是天球坐标系的基准点与基准面? 9.如何理解大地测量坐标参考框架?10.什么是椭球的定位与定向?椭球的定向一般应该满足那些条件? 11.什么是参考椭球?什么是总地球椭球?12.什么是惯性坐标系?什么协议天球坐标系 、瞬时平天球坐标系、 瞬时真天球坐标系?13.试写出协议天球坐标系与瞬时平天球坐标系之间,瞬时平天球坐标系与瞬时真天球坐标系的转换数学关系式。
14.什么是地固坐标系、地心地固坐标系与参心地固坐标系?15.什么协议地球坐标系与瞬时地球坐标系?如何表达两者之间的关系?16.如何建立协议地球坐标系与协议天球坐标系之间的转换关系,写出其详细的数学关系式。
17.简述一点定与多点定位的基本原理。
18.什么是大地原点?大地起算数据是如何描述的?19.简述1954年北京坐标系、1980年国家大地坐标系、 新北京54坐标系的特点以及它们之间存在相互关系。
20.什么是国际地球自传服务(IERS )、国际地球参考系统(ITRS) 、国际地球参考框架(ITRF)? ITRS 的建立包含了那些大地测量技术,请加以简要说明?21. 站心坐标系如何定义的?试导出站心坐标系与地心坐标系之间的关系?22.试写出不同平面直角坐标换算、不同空间直角坐标换算的关系式?试写出上述两种坐标转换的误差方程式? 23.什么是广义大地坐标微分方程(或广义椭球变换微分方程)?该式有何作用? 三 地球重力场及地球形状的基本理论1.简述地球大气中平流层、对流层与电离层的概念。
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。
第二章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。
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,其锥角等于黄赤交角ε=23.5 度,旋转周期为26000年,这种运动称为岁差.月球运行的轨道与月的之间距离是不断变化的,使得月球引力产生的大小和方向不断变化,从而导致北天极在天球上绕黄极旋转的轨道不是平滑的小园,而是类似园的波浪曲线运动,即地球旋转轴在岁差的基础上叠加周期为18.6年,且振幅为9.21″的短周期运动。
这种现象称为章动。
考虑岁差和章动的共同影响:真旋转轴、瞬时真天极、真天球赤道、瞬时真春分点。
考虑岁差的影响:瞬时平天极、瞬时平天球赤道、瞬时平春分点。
地球自转轴存在相对于地球体自身内部结构的相对位置变化,从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化,这种现象称为极移。
天文联合会(IAU)和大地测量与地球物理联合会(IUGG) 建议采用国际上5个纬度服务(ILS)站以1900~1905年的平均纬度所确定的平极作为基准点,通常称为国际协议原点CIO4时间的计量包含哪两大元素?作为计量时间的方法应该具备什么条件?时间的描述包括时间原点、单位(尺度)两大要素;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.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。
5 恒星时、世界时、历书时与协调时是如何定义的?其关系如何?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。
长 安 大 学 ---- 学年第 学期期终考试试题(A )卷答案及评分标准学生姓名班级 学号 课程名称 GPS 原理与应用 考试日期 共4题一、填空题(每空1分,共23分;用英文字母缩写填写答案也算正确)1、一般来说,空间大地测量包括(甚长基线干涉测量,或VLBI )、(激光测月,或LLR )和(卫星大地测量)三种技术。
2、GPS 系统的三大组成部分分别是:(空间部分,或GPS 卫星星座)、(地面监控部分)和(用户接收设备部分,或GPS 接收机)。
3、二体问题意义下,人造地球卫星运动的六个正常轨道参数分别是:(,轨道平面倾角)、(Ω,升交点赤经)、(,轨道椭圆长半径)、(e ,轨道椭圆离心率)、(ω,近升角距)和(τ,卫星通过近地点的时刻)。
i a 4、GPS 卫星信号包括(测距码)、(导航电文或D 码)和(载波)三种。
5、GPS 卫星的星历一般分为两种,它们分别是(预报星历,或广播星历)和(后处理星历,或精密星历)。
6、从误差来源分析,GPS 测量误差大体上可分为以下三类:(与GPS 卫星有关的误差)、(与GPS 卫星信号传播有关的误差)和(与GPS 信号接收机有关的误差)。
7、大地测量中常用的三种高程系统分别是:(正高系统)、(正常高系统)和(大地高系统)。
二、选择题(每题3分,共15分;多选、少选或错选均不能得分)1、ABC ;2、C ;3、BC ;4、ABCD ;5、ABC 。
三、名词解释(每题2分,共12分;表述出各名词的主要内容即可得分)1、章动:是指真北天极绕平北天极所作的顺时针椭圆运动。
椭圆形轨迹的长半径约9.2″,短半径约6.9″。
章动周期为18.6a,与岁差相比是一种短周期运动。
2、协调世界时:由于地球自转速度长期变慢的趋势,近几十年来,世界时每年比原子时约慢1s ,两者之差逐年积累。
为了避免发播的原子时与世界时之间产生过大的偏差,所以,从1972年起便采用了一种以原子时秒长为基础,在时刻上尽量接近于世界时的一种折衷的时间系统,这种时间系统称为协调世界时(UTC),或简称协调时。
浅谈大地测量技术摘要:在现代生活中,无论是在建设方面还是管理方面,都会用到测量技术,随着社会经济的发展,技术难度会越来越大,而测量技术也会相应的随着提高。
人们的生活水平也会随着测量技术的发展的得到改善。
随着空间及卫星定位技术的迅猛增长,大地测量技术尤其是空间大地测量技术也得到了相应的发展。
关键词:测量技术空间大地测量技术大地测量学与测量工程这一国家重点学科源于一级学科“测绘科学技术”下的两个二级学科大地测量学和工程测量学。
大地测量学具有测绘学科的基础学科性质,工程测量学是测绘学科在国民经济和国防建设中的直接应用。
大地测量学与工程学科就是这两个二级学科的基础理论和实际应用的相互结合与交融。
中国的测绘学科,包括大地测量与测量工程学科的发展源远流长。
早在1941年我国中科院首批学部委员(院士)夏坚白先生就发表文章论述测量事业对于国防、土地整理和税收、交通、教育和文化等等的关系,他特别强调测量事业的发展与学术研究应有密切联系,呼吁在抗战胜利后,如果要复兴并建设新中国,抵御外来的侵略,则大家必须联合起来踏上边陲的长途,遍走高山峻岭,万里沙漠,一点一滴将我国的大好河山详尽地正确的测绘出来。
同年,他发表了《天文,重力和大三角测量关系》的论文,以极其简练的语言论述了大地测量学科的主要内涵。
他写到,地球的形状和大小,它的质量分布,以及大三角测量等,是大地测量学科研究对象的重要部分,一切测量的实际计算都需要这种理论做依据。
这个问题的解决,是靠天文测量、重力测量和三角测量的合作。
从此,中国的大地测量学与测量工程学科就围绕这篇论文所阐述的研究方向在发展。
叶雪安教授对大比例尺地图投影和大地测量主题计算有精湛的研究,其中包括多种大地测量参考系统的转换和高斯投影等问题的研究。
传统大地测量与测量工程学科的内容概括地说,是测定地面点位置、地球重力场和海底表面,期工程技术任务主要是建立全球或区域的高精度测量控制网,为测绘全国或区域范围各种比例尺的国家基本地形图及工程建设服务。