大地测量学发展概况简述
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测绘技术的发展历程及现状导言测绘技术是一门古老而又不断演进的学科,它在人类社会的进步中起到了至关重要的作用。
本文将探讨测绘技术的发展历程以及现状,并观察其在不同领域中的应用。
一、古代测绘技术的诞生人类早期社会并不具备测绘技术,直到人们开始意识到土地的重要性和衡量地理空间的需求。
古代文明逐渐发展出测绘技术,用来划分领土边界、规划城市布局以及解决导航问题。
古埃及文明在公元前2700年左右创造了世界上第一个测量单位——尺,同时也使用了各种几何测量方法来实现土地测绘和建筑规划。
古代中国也有类似的发展历程。
周朝时期,为了统治整个国家,中国开始大规模进行土地测绘。
在公元前4世纪,秦朝实行了标准化的土地面积度量,这成为中国历史上最早的测绘标准。
二、现代测绘技术的崛起随着科学技术的不断发展,测绘技术进入了现代化的阶段。
在18世纪,欧洲开始了大规模的地形测绘工作,以满足军事需求。
同时,发明的望远镜和高精度的测量设备以及不断进步的数学和物理学领域的发展,进一步促进了测绘技术的发展。
19世纪至20世纪初期,国家间的领土和海洋争端加剧了对测绘技术的需求。
此时,测绘技术得到了革命性的发展,比如激光测量技术、雷达测绘技术、遥感技术等。
这些先进的技术被广泛应用于军事测绘、海洋测绘和地质勘探等领域。
三、现代测绘技术的应用领域现代测绘技术已经广泛应用于众多领域,对人类社会的发展起到了重要的推动作用。
1. 基础设施建设:测绘技术被广泛应用于道路、桥梁、水坝、铁路和机场等基础设施建设项目中。
通过精确的地形测量和地下管网的定位,可以确保基础设施建设的质量和安全。
2. 城市规划:城市的规划和管理需要精确的地理数据和地图。
测绘技术可以提供城市的地理信息和准确的地面高程数据,为城市规划者提供可靠的基础资源。
3. 环境保护:测绘技术在环境保护和可持续发展方面发挥了重要作用。
遥感技术可以监测森林覆盖率、水域质量和空气污染等环境指标,为环境保护和资源管理提供有效的工具和数据。
系统梳理测绘技术的发展与趋势测绘技术是一门利用人类社会发展所需要地理信息的学科,它通过科学的手段对地球上的地理实体进行测量、记录、分析和呈现。
随着科技的飞速发展,测绘技术也在不断创新与进步,为我们的生活和社会发展带来了巨大的帮助和推动。
本文将从发展历程、应用领域、主要技术以及未来趋势等几个方面来梳理测绘技术的发展与趋势。
测绘技术的历史可以追溯到古代。
早在古埃及时期,人们就开始使用星座观测来确定地理位置。
而在中国,也有悠久的测绘历史,早在公元前3000年左右的夏代时期,就出现了使用绳墨进行地理测量的记载。
在古代,测绘技术主要应用于土地和国界划定、农业耕作等方面,为国家和社会的发展提供了基础数据。
随着时代的进步,测绘技术也在不断创新与发展。
在18世纪和19世纪,随着科学技术的革新,光学、天文等领域的发展为测绘技术的进步提供了基础。
特别是在20世纪,随着电子计算机和卫星通信的应用,测绘技术取得了革命性的突破。
这些技术的引入使得测绘工作变得更加高效、准确和精细化。
测绘技术的应用领域广泛且多样化。
在城市规划和土地管理方面,测绘技术可以提供详细的地理数据,帮助规划师们进行土地分配和利用规划。
在交通运输领域,测绘技术可以用于道路、铁路和航道的设计和建设。
在环境保护和资源管理方面,测绘技术可以为科学家提供准确的地理信息,帮助他们进行环境保护和资源合理利用的研究。
此外,测绘技术还在军事、灾害管理、航空航天等领域有着重要的应用。
测绘技术的主要技术包括地理定位技术、测量技术和遥感技术。
地理定位技术通过使用全球导航卫星系统(GNSS)等设备来确定地理位置。
测量技术主要包括地面测量、摄影测量和激光雷达测量等,通过这些技术可以获取地球表面的各种数据。
遥感技术则是利用卫星或飞机上的传感器来获取地球表面的图像和数据。
在未来,测绘技术将继续发展并呈现出一些重要的趋势。
首先,高精度定位技术将得到更加广泛的应用。
随着自动驾驶技术的逐渐成熟,高精度定位将成为关键的技术之一。
摘要人类的生存与发展活动都是在空间进行的,而测量学的核心功能就是为位置提供空间未知数据。
资料表明人们所关心的、经常接触的信息大约80%都与地理信息有关,所以测量学在国家经济建设、国防建设、科学实验以及日常生活中都有重要作用,并得到广泛应用。
本文首先对工程测量学重新进行了定义:测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科学,它的主要内容包括测定和测设两部分。
指出了该学科的任务和研究应用领域。
而后对它的分支学科大地测量学、地形测量学、工程测量学、矿山测量学等的测量方法与测量技巧进行了描述以及对测量仪器也进行了详细的描述;工程技术的发展不断对测量工作提出新的要求,特别是全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术等现代科学技术和测绘新技术的发展也直接为经济建设服务的工程测量带来了严峻的挑战和极好的机遇。
同时展望了21世纪工程测量学的美好发展方向。
关键词:大地测量学摄影测量学空间信息技术数据库SummaryThe human's existence and developments all carry on the space. But the core function of the diagraph learns is for the position provide space unknown according . The data expresses what people concern and usually get in touch with the information about 80% is geography information . So the diagraph learns in the national economy the construction, the national defense the construction, science the experiment and the daily life to all have an important function, and get extensively applied.This text learned to re- carry on definition to the engineering diagraph first:Diagraph's learning is study permafrost shape and size and certain the ground order position of science, its main contents includes a measurement and measure to establish two parts.Mission and research which pointed out that academics apply realm.And then learn to the academics the earth of its branch diagraph, the geography diagraph learn, the engineering diagraph learn, mineral mountain the diagraph learn the diagraph method of etc. and measured technique to carry on description and to measure the instrument also carried on a detailed description;The engineering technical development puts forward a new request towards measuring a work continuously, especially global fixed position system(GPS), geography information system(GIS), photograph diagraph and feeling(RS) and numeral to turn to survey and map with the ground measure an advanced technique etc. modern science technique and surveyed and mapped the engineering diagraph that the lately technical development also contributes efforts to the economic construction directly to bring rigorous challenge and really fine opportunity.Prospected for 21 centuries in the meantime, the engineering diagraph learned of fine development direction.Keyword: The earth diagraph learns Photographing the diagraph learns Space information technique Database测量学的发展与评述一、测量学的任务及应用领域测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位置的科学。
大地测量学发展的历程作为新开的一本学科,在刚接触这门课时我对大地测量学有着模糊的感觉,现在有了初步的认识,作为测绘专业重要的基础性学科,大地测量学有着重要的意义。
大地测量学作为一本基础性学科在测量学领域有着重要的价值。
大地测量学不同于以前学习的测量学基础,其涵盖面更广,更全面。
大地测量学的研究面积更大、精度要求更高、技术要求更先进。
大地测量学是在科学技术的发展下孕育而生的,随着科学的发展,普通测量学已无法满足现在的需求,大地测量学是在其基础上发展而来的。
大地测量学结合吸收了许多的学科,形成了不同的分支,随着其发展,形成了研究精度等级高、测量范围广、研究任务重、实用性强、交叉性广的学科特点。
具体来讲,大地测量学是一门测量和描绘地球的学科。
人类很早就开始研究自己所居住的星球的形状和大小,整个大地测量学的发展史也就是人类对地球不断认识的一个过程。
人类对地球形状的认识经历圆球→椭球→大地水准面→真实地球自然表面这几个阶段,对地球形状认识的进步反映出了大地测量学的发展。
从历史的发展来看,伴随着科学技术的迅猛发展,大地测量学的发展速度越来越快。
在两千多年以前,埃及就使用了测量方法,而我国的夏禹治水也利用了测量的原理,因为受当时科技水平的限制,其测量的发展速度比较缓慢。
直到18世纪中叶法国科学院组织了两只探险队进行弧度测量,一支是由皮埃尔率领前往北欧的拉普兰,令一支则由皮埃.布吉Pierre Bouguer)率领前往南美的厄瓜多尔,测量得出地球扁率为1:210,证实了地扁说。
在这一阶段,大地测量学得到了很大的发展,推出了不同的地球椭球参数。
1743年,法国科学家克莱罗证明了重力值与地球扁率之间的关系,为利用地球重力研究地球形状奠定了基础。
19世纪和20世纪是测绘飞速发展的时期,先后出现了摆仪和重力仪,是重力点数量大量增加,为研究地球形状和地球重力场提供了大量重力数据。
20世纪40年代,随着电磁波测距仪的发明,使导线测量、三角测量得到重视和发展,而且市局其精度越来越高、功能越来越强、实用性越来越强。
测绘技术的分类和发展历程测绘技术是一门涉及测量、地理信息科学、地理空间数据管理等多个领域的技术学科。
从古至今,人们一直在不断探索和发展测绘技术,为社会的发展和经济的繁荣做出了巨大贡献。
本文将从测绘技术的分类和发展历程两个方面,来探讨这门技术的演进与进步。
测绘技术的分类主要可以分为地理测量技术、工程测量技术和地理信息系统技术三个方面。
首先是地理测量技术,它主要研究测量地表形状、地物位置、地物高程等地理要素的技术方法。
其中,大地测量技术是地理测量技术中最基础的一部分,它以测量地球形状和地球表面上地物的位置为目的。
经过长期的发展,大地测量技术不断创新,从传统的测线法、水准法,发展到了现代的全球定位系统(GPS)和惯性测量系统(INS),极大地提高了地理测量的精度和效率。
其次是工程测量技术,它主要研究与工程建设相关的测量方法。
工程测量技术的发展与工程建设的需求密不可分。
传统的工程测量技术包括平面测量、高程测量、建筑物控制测量等。
近年来,随着高速公路、铁路、机场等工程项目的不断增多,工程测量技术也得到了迅猛发展。
激光测量技术、遥感技术等新兴技术的应用,极大地改善了工程测量的精度和效果。
最后是地理信息系统技术,它将测量数据与地理数据相结合,以地理空间信息为核心,利用计算机技术进行数据的管理、分析和应用。
地理信息系统技术不仅仅是一门测绘技术,更是涉及地理空间信息传递、地理空间数据管理和地理信息服务的综合技术。
随着计算机技术的飞速发展和互联网的普及,地理信息系统技术在资源管理、环境保护、城市规划等领域发挥着越来越重要的作用。
上述三类测绘技术在不同领域有着广泛的应用。
地理测量技术广泛应用于地图制作、地球物理勘探、海洋测绘等领域;工程测量技术被广泛应用于土地调查、城市规划、建筑施工等工程项目中;地理信息系统技术则被广泛应用于资源管理、环境保护、交通导航等领域。
这些技术的应用为社会的发展提供了有力的支撑。
测绘技术的发展历程可以追溯到几千年前。
大地测量学各发展阶段的主要特点1.引言1.1 概述概述部分主要介绍大地测量学的基本概念和发展背景,同时说明本文的目的和文章结构。
大地测量学是研究地球表面形状、尺寸和位置变化的一门学科,它在地理信息系统、地球物理学、测绘工程等领域有着广泛的应用。
通过测量与计算,大地测量学可以确定地球的几何形状、地表的高程和地形特征以及地球上各种地理对象之间的相对位置关系,为地理空间数据的获取和分析提供了重要基础。
大地测量学的发展可以分为三个主要阶段。
第一阶段主要注重通过地面测量技术来获取地球的基本形状和地理信息,如通过三角测量法和水准测量法测定地球的几何形状和地表的高程。
这一阶段的主要特点是测量精度相对较低,测量效率相对较慢,同时需要大量人力和物力投入。
第二阶段是以全球定位系统(GPS)技术的应用为代表的快速发展阶段。
GPS技术是一种基于卫星定位和导航系统的测量技术,通过接收卫星发射的信号来确定测量点的位置。
与第一阶段相比,GPS技术具有高精度、高效率、全球覆盖的特点,大大提高了大地测量的效果和效率。
第三阶段是以遥感技术的应用为代表的数字化时代。
遥感技术通过使用传感器设备获取地球表面的信息,并将其数字化以进行分析和处理。
遥感技术结合了光学、雷达等多种传感器技术,能够获取丰富的地理数据,从而实现大规模测量和监测。
与前两个阶段相比,第三阶段的大地测量具有高精度、高效率、大范围和多源数据的特点。
本文旨在介绍大地测量学各发展阶段的主要特点,并对未来的发展趋势进行展望。
结构上,本文将首先简要介绍大地测量学的背景和概念,然后分别探讨各发展阶段的主要特点,最后总结各阶段的特点,并展望未来大地测量学的发展方向。
文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对大地测量学的背景和意义进行了概述,介绍了大地测量学在各个领域中的重要作用。
同时,文中提及了本文将要讨论的内容,即大地测量学各发展阶段的主要特点。
大地测量技术的应用与发展前景近年来,随着科技的进步和人类社会的不断发展,大地测量技术在各个领域中的应用也日益广泛。
大地测量技术作为一种测量地球形状和表面地形的方法,对于人们的生活和社会发展具有重要的意义。
本文将探讨大地测量技术的应用以及未来的发展前景。
大地测量技术广泛应用于地图制作、城市规划、土地测量、野外探险等领域。
首先,大地测量技术为地图制作提供了精细的测量数据。
通过高精度的测量仪器和卫星定位系统,可以对地球表面进行三维测量,并将测量数据转化为数字地图。
这些数字地图不仅可以用于导航和定位,还可以用于地理信息系统(GIS),帮助我们更好地理解地球的地理特征和人类活动分布。
其次,在城市规划领域,大地测量技术可以提供城市地理信息的精确数据,为城市规划决策提供重要依据。
通过对城市地形和土地利用的测量,可以制定更合理的城市发展规划,提高城市的规划效率和质量。
另外,在土地测量和估价方面,大地测量技术也发挥着重要作用。
通过大地测量技术可以测量出土地的边界和面积,这对于土地交易和土地估价非常重要。
在土地估价过程中,大地测量技术可以提供准确的土地面积和地理位置,帮助评估师更好地估算土地的价值。
此外,大地测量技术还可以用于野外探险。
对于登山爱好者或者深入户外进行探险的人来说,了解地形和地理条件是至关重要的。
通过大地测量技术获取的地形数据能够增强他们的安全意识,提供有效的导航和定位服务。
然而,大地测量技术的应用还远远不止于此。
随着技术的不断发展,大地测量技术也在不断创新和改进。
今后,大地测量技术的应用前景非常广阔。
首先,在工程建设领域,大地测量技术可以为建筑施工提供精确的地形和地质数据,帮助设计师更好地预测和评估施工条件,确保工程的安全和质量。
其次,在资源勘探方面,大地测量技术可以用于勘察和评估矿产资源、水资源、自然资源等。
通过对地下的测量和分析,可以更好地探测目标资源的位置和分布,为资源开发提供重要的参考。
另外,大地测量技术还可以应用于环境监测和自然灾害预警。
大地测量学发展概况简述摘要:本文主要介简述了大地测量学的发展简史,概述了大地测量学的基本任务,并简要阐述了现代大地测量学的特点,最后对我国大地测量的未来发展进行了简单的展望。
关键字:大地测量学现代大地测量学重力场1 大地测量学的发展简史大地测量学是地球科学中的一个分支,具有悠久的历史。
公元前3世纪,亚历山大的埃拉托色尼利用在两地观测日影的方法,首次推算出地球子午圈的周长,也是弧度测量的初始形式。
724年,中国唐代的南宫说等人在张遂的指导下在今河南省境内实测了一条长约300千米的子午弧,并测同一时刻南北两点的日影长度,推算出纬度1°的子午弧长。
这是世界上第一次实测弧度测量。
其他国家也相继进行过类似的工作。
17世纪以前,由于工具简单,技术水平低,所得结果精度不高。
1617年荷兰的斯涅耳首创三角测量法,克服了直接丈量距离的困难。
随后又有望远镜、水准器、测微器等的发明,测量仪器制造逐渐完善,精度提高,为大地测量学的发展奠定了技术基础。
17世纪末,英国牛顿和荷兰惠更斯从力学观点研究地球形状,提出地球是两极略扁的椭球体。
1735~1741年法国科学院派两支测量队分别在赤道附近的秘鲁和北极圈附近的拉普兰进行弧度测量,证实地球是两极略扁的椭球体。
中国清代康熙年间为编制《皇舆全图》,实施了大规模天文大地测量。
在这次测量中,发现高纬度的东北地区每度子午弧比低纬度的河北地区的要长,这个发现比法国早。
1730年英国西森发明经纬仪,促进了三角测量的发展。
1743年法国克莱罗发表了《地球形状理论》,指出用重力测量精确求定地球扁率的方法。
1806年法国的勒让德和1809年德国的高斯分别发表了最小二乘法理论,产生了测量平差法。
1849年英国斯托克斯创立用重力测量成果研究水准面形状的理论。
1880年瑞典耶德林提出悬链线状基线尺测量方法,继而法国制成因瓦基线尺,使丈量距离的精度明显提高。
19世纪末和20世纪30年代,先后出现了摆仪和重力仪,使重力点数量大量增加,为研究地球形状和地球重力场提供大量重力数据。
大地测量技术在测绘中的创新与发展探究一、引言大地测量技术作为测绘领域的一项重要技术,在现代社会发挥着越来越重要的作用。
随着科技的不断发展,大地测量技术也在不断创新与发展。
本文将探讨大地测量技术在测绘中的创新与发展,并归纳总结其现有的成果与前景。
二、大地测量技术的发展历程大地测量技术的发展可以追溯到古代文明时期。
当时的人们通过观测天象和使用简单的测量工具来获取地理信息。
随着现代科学的兴起,大地测量技术也逐渐发展起来。
从早期的基准测量到如今的卫星定位技术,大地测量技术在不同的历史时期有着不同的阶段性成果。
三、大地测量技术的创新与应用1. GPS定位技术的应用全球定位系统(GPS)是大地测量技术中的一项重要创新。
通过使用GPS卫星定位系统,测绘人员可以准确测量地球表面的各种信息,例如地理位置、地形高度等。
这项技术的应用不仅在军事领域有着重要作用,还在测绘、导航、交通等多个领域得到广泛应用。
2. 遥感技术的发展遥感技术是一种通过航空或航天器获取地表信息的技术。
近年来,随着卫星技术的发展,遥感技术在大地测量中的应用越来越广泛。
通过遥感技术,测绘人员可以获取大量的地理信息,例如地表覆盖类型、植被分布等,这为土地规划、资源调查等领域提供了重要的参考数据。
3. 激光雷达技术的应用激光雷达技术是一种通过发送激光脉冲并测量其返回时间来获取地表数据的技术。
这项技术在大地测量中的应用十分广泛。
通过激光雷达技术,测绘人员可以快速、精确地测量地面的高度、形状等信息,从而为城市规划、土地利用等方面提供了强有力的支持。
四、大地测量技术的前景与挑战大地测量技术在创新与发展中获得了许多重要的成果,同时也面临一些挑战。
首先,随着城市化进程的加快,大地测量技术需要更快、更精确地获取地理信息。
其次,新兴科技的不断涌现也给大地测量技术带来了新的机遇和挑战。
例如,人工智能技术的崛起为大地测量提供了更高效的数据分析方法,但同时也需要解决数据隐私和安全等问题。
《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。
测绘技术中的测绘学科发展历程测绘学科是研究地球表面空间位置、形状和属性等信息的科学,是现代测绘技术的基础和核心。
在人类的发展历程中,测绘学科逐步形成并得以发展,经历了漫长而又曲折的过程。
本文将从测绘学科的起源、发展、现状和未来发展趋势来探讨测绘技术中测绘学科的发展历程。
测绘学科的起源可以追溯到古代文明。
在古代,人们对土地的掌握和认识,尤其是农耕社会中的土地分配和土地利用,对测绘学科的发展起到了重要的推动作用。
古代文明如古埃及、古希腊和古罗马等都有着较为发达的测绘学科。
在这些文明中,人们利用天文观测和几何原理来进行地球表面的测量和绘制,这些技术奠定了测绘学科的基础。
随着科学技术的进步和社会的发展,测绘学科逐渐发展为一门独立的学科。
在16世纪和17世纪,测绘学科得到了空前的发展。
大航海时代的到来使得人们对地球表面的测量需求急剧增加,以满足航海和探险的需要。
众多的探险家和科学家通过航海和测量,绘制了众多的地图和海图,提高了人类对地球表面的认识和了解。
在18世纪和19世纪,测绘学科得到了更加深入的研究和应用。
测绘技术的发展和精确度的提高,加速了地理信息的收集和处理。
这一时期的重要突破是地图投影和地理坐标体系的建立和统一。
地图投影的发展使得地球表面的测量和绘制更加准确和可靠,地理坐标体系的建立为地球表面的位置定位提供了坚实的基础。
近代以来,测绘学科在科学技术的推动下取得了巨大的进展。
卫星测绘和遥感技术的应用使得地球表面的测量范围得以扩大和精确,为地理信息系统的建设提供了数据基础。
地球形状、地球重力场和地球真实尺度的测定技术进一步提高了地球表面数据的精确度和可靠性。
此外,地理信息系统和全球导航卫星系统的发展,也为现代测绘学科的应用提供了广阔的空间。
当前,测绘学科正面临着新的挑战和机遇。
一方面,随着人工智能和大数据技术的发展,测绘学科正朝着智能化、自动化和精确化的方向发展。
另一方面,地球表面的地质和环境变化对测绘学科提出了新的需求。
大地测量学总结(5篇范文)第一篇:大地测量学总结1大地测量学是一定的时间-空间参考系统中,测量和描绘地球及其他行星体的一门学科,它的基本任务是测量和描绘地球并监测其变化,为人类活动提供关于地球等行星体的空间信息。
2地轴通过地球自转而不断变化,其变化有(1)岁差和章动(2)极移岁差:地球绕地轴旋转,由于日、月等天体的影响,地球的旋转轴在空间围绕黄级发生缓慢旋转,形成一个倒圆锥体,其锥角等于黄赤交角E=23.5度,旋转周期为26000年,这种运动称为岁差。
章动:月球绕地球旋转的轨道称为白道,由于白道对黄道有约为5度的倾斜,这使得月球引力产生的转矩的大小和方向不断地变化,从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短期周圆周运动,振幅为9.21秒,这种现象称为章动。
极移:地球自转除了上述在空间的变化外,还存在相当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,这种现象被称为极移。
3协调世界时(UTC)原子时与地球自转没有直接关系,由于地球自转速度长期变慢的趋势,原子时与世界时的差异将逐渐变大,为了保证时间与季节的协调一致,便于日常使用,建立了以原子时秒长为计量单位,在时刻上与平太阳时之差小于0.9t的时间系统,称为世界协调时。
4坐标系统->参考椭球->高斯投影观测值大地高平面坐标+高程5坐标参考系统分为天球坐标系和地球坐标系天球坐标系用于研究天体和人造卫星的定位与运动。
地球坐标系用于研究地球上物体的定位与运动,是与旋转椭球与参照体建立的坐标系统,分为大地坐标系(B,L,H),空间直角坐标系(X,Y,Z)。
6高程参考系统:是以大地水准面为参考面的高程系统称为正高,以似大地水准面为参照面额高程系统称为正常高。
7椭球定位是指确定椭球中心的位置,可分为:局部定位和地心定位。
局部定位要求在一定范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合,而对椭球的中心位置无特殊要求。
地心定位要求在全球范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合,同时要求椭球中心与地球质心一致或最为接近。
高精度大地水准测量技术的发展与应用前景展望随着科技的不断进步和人们对于精度的追求,高精度大地水准测量技术在地理测量领域中扮演着越来越重要的角色。
本文将探讨高精度大地水准测量技术的发展历程、现状以及未来的应用前景展望。
一、发展历程在人类的历史长河中,大地水准测量作为地理测量的基础,起着至关重要的作用。
最早的大地水准测量可以追溯到古代埃及和巴比伦文明时期,当时人们使用简单的仪器测量地面的高度差。
随着科学技术的发展,尤其是16世纪的欧洲科学革命,大地水准测量逐渐开始进入现代化的阶段。
19世纪末,引入了仪器记录技术,如按压水准仪。
20世纪初,测量技术的发展使得大地水准测量的精度得到显著提高。
其中,光学原理在大地水准测量中的应用成为一个重要的突破,光电水准仪的出现使得测量的精度和效率都得到了大幅提升。
到了20世纪末和21世纪初,全球导航卫星系统(GNSS)的引入使得大地水准测量更加准确和便捷。
GNSS技术的高精度、大范围覆盖的特点,使得大地水准测量从传统的地面测量转向了卫星导航测量,大幅提高了测量的效率和精度。
此外,激光测距技术的应用也在大地水准测量中发挥了重要的作用。
二、现状目前,高精度大地水准测量技术已经取得了显著的进展,并在多个领域得到广泛应用。
首先,高精度大地水准测量技术在地质灾害监测与预警中发挥了重要作用。
通过对地表高程变化的测量,可以实时监测山体滑坡、地震等地质灾害,并提前采取相应的预防措施,减少人员伤亡和财产损失。
其次,高精度大地水准测量技术在土地利用规划和城市建设中也起到了关键的作用。
通过对地表高程的精确测量,可以为城市规划者提供准确的地理信息,帮助他们进行土地利用的合理规划。
同时,在城市建设中,高精度的水准测量技术可以确保基建工程的稳定性和安全性。
此外,高精度大地水准测量技术还应用于海洋测量、资源勘探、环境监测等领域。
在海洋测量中,大地水准测量可以提供精确的海面高程数据,为海洋研究和导航提供支持。
第一章绪论1.简述大地测量发展现状。
2.大地测量学的定义及作用。
3.简述大地测量学的分类,包括哪些基本内容、基本体系。
4.简述大地测量学的四个阶段。
【例1-1】:2.大地测量学的定义及作用。
答:(1)大地测量学的定义:大地测量学是地球科学的一个分支学科,是研究和测定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和测定地面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。
(2)大地测量学作用主要有四方面: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。
b 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独具风格的特殊作用。
c 大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障。
d 大地测量在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要。
第二章坐标系统和时间系统1.坐标转换参数计算和两个坐标系的坐标计算。
数据如下:54坐标80坐标点名X坐标Y坐标点名X坐标Y坐标四宝山4076088.839 597710.960 四宝山4076044.942 597655.690 卧眉山4063398.870 584606.600 卧眉山4063354.860 584551.620 凤凰山4083934.700 606973.710 凤凰山4083890.770 606918.320 小官小官4086455.400 591096.190 院上立交院上立交4081309.430 584434.084 天乙庄天乙庄4080438.488 588912.578 房镇4078117.864 586626.258 房镇电大桥4075127.860 590810.987 电大桥洪沟东4073156.809 595793.135 洪沟东湖田中学4073850.585 598833.173 湖田中学贾黄贾黄4071842.479 584009.770 傅家小学傅家小学4071307.635 588634.193 牛家庄牛家庄4069122.263 587596.488矿山小学矿山小学4069678.036 590653.513 矿山影院4068099.663 596378.698 矿山影院4068055.790 596323.583 沣水桥4069251.225 598595.545 沣水桥4069207.391 598540.412表中有公共点坐标(54坐标和80坐标都有的点叫公共点),有的点只有54坐标,有的点只有80坐标,试完成如下计算(1)用公共点计算四个坐标转换参数;(2)计算只有54坐标的80坐标(填写表中80坐标的空白);(3)计算80坐标转换到54坐标的四个参数;(4)计算只有80坐标的点的54坐标(填写表中54坐标的空白);2.地球有哪几类运转?描述地球自转的规律。
大地测量学发展概况简述
摘要:本文主要介简述了大地测量学的发展简史,概述了大地测量学的基本任务,并简要阐述了现代大地测量学的特点,最后对我国大地测量的未来发展进行了简单的展望。
关键字:大地测量学现代大地测量学重力场
1 大地测量学的发展简史
大地测量学是地球科学中的一个分支,具有悠久的历史。
公元前3世纪,亚历山大的埃拉托色尼利用在两地观测日影的方法,首次推算出地球子午圈的周长,也是弧度测量的初始形式。
724年,中国唐代的南宫说等人在张遂的指导下在今河南省境内实测了一条长约300千米的子午弧,并测同一时刻南北两点的日影长度,推算出纬度1°的子午弧长。
这是世界上第一次实测弧度测量。
其他国家也相继进行过类似的工作。
17世纪以前,由于工具简单,技术水平低,所得结果精度不高。
1617年荷兰的斯涅耳首创三角测量法,克服了直接丈量距离的困难。
随后又有望远镜、水准器、测微器等的发明,测量仪器制造逐渐完善,精度提高,为大地测量学的发展奠定了技术基础。
17世纪末,英国牛顿和荷兰惠更斯从力学观点研究地球形状,提出地球是两极略扁的椭球体。
1735~1741年法国科学院派两支测量队分别在赤道附近的秘鲁和北极圈附近的拉普兰进行弧度测量,证实地球是两极略扁的椭球体。
中国清代康熙年间为编制《皇舆全图》,实施了大规模天文大地测量。
在这次测量中,发现高纬度的东北地区每度子午弧比低纬度的河北地区的要长,这个发现比法国早。
1730年英国西森发明经纬仪,促进了三角测量的发展。
1743年法国克莱罗发表了《地球形状理论》,指出用重力测量精确求定地球扁率的方法。
1806年法国的勒让德和1809年德国的高斯分别发表了最小二乘法理论,产生了测量平差法。
1849年英国斯托克斯创立用重力测量成果研究水准面形状的理论。
1880年瑞典耶德林提出悬链线状基线尺测量方法,继而法国制成因瓦基线尺,使丈量距离的精度明显提高。
19世纪末和20世纪30年代,先后出现了摆仪和重力仪,使重力点数量大量增加,为研究地球形状和地球重力场提供大量重力数据。
20世纪40年代,电磁波测距仪的发明,克服了量距的困难,使导线测量、三边测量得到重视和发展。
1957年第一颗人造地球卫星发射成功后,产生了卫星大地测量学,使大地测量学发展到一个新阶段。
20世纪70年代以后,随着空间技术、计算机技术和信息技术的飞跃发展,为大地测量学注入了新的内容,形成了现代大地测量。
2 大地测量学的基本任务
根据德国著名大地测量学家F.R. Helmert的经典定义,大地测量学是一门量测和描绘地球表面的科学。
即它是研究地球的形状、大小和重力场,测定地面点几何位置和地球整体与局部运动的理论和技术的学科。
其基本主要任务包括:
①确定地球形状及其外部重力场及其随时间的变化;
②建立统一的大地测量坐标系;
③研究地壳形变(包括地壳垂直升降及水平位移);
④测定极移以及海洋水面地形及其变化等;研究月球及太阳系行星的形状及
其重力场;
⑤建立和维持具有高科技水平的国家和全球的天文大地水平控制网和精密
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;
⑥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的大地测量计算;
⑦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学处理的
理论和方法,测量数据库建立及应用等。
3 大地测量学的分类
按照所研究的内容可将现代大地测量学分为三类:几何大地测量学、物理大地测量学和卫星大地测量学。
几何大地测量采用一个与地球外形最接近的旋转椭球代表地球形状,用几何方法测定它的形状和大小,并以该椭球面为参考研究和测定大地水准面,以及建立大地坐标系,推算地面点的几何位置。
物理大地测量用一个同全球平均海水面位能相等重力等位面即大地水准面代表地球的实际形状,在地球表面进行重力测量,并用地面重力测量数据研究大地水准面相对于地球椭球面的起伏。
卫星大地测量利用卫星在地球引力场中的轨道运动,从尽可能均匀分布在整个地球表面上的十几个至几十个跟踪站,观测至卫星瞬间位置的方向、距离或距离差,积累对不同高度不同倾角的卫星的长期观测资料,可以综合解算地球的几何参数和物理参数,以及地面跟踪站相对于地球质心的几何位置。
4 现在大地测量学的特点
与经典大地测量学相比,现代大地测量学具有以下新特点:
①长距离。
大范围现代大地测量学所量测的范围和间距,已可以从原来的几十公里扩展到几千公里,不再受经典大地测量中“视线”长度的制约,现代大地测量学能提供协调一致的全球性大地测量数据,例如测定全球的板块运动,冰原和冰川的流动,洋流和海平面的变化等等,因此过去总在局部地域中进行的大地测量现
在已扩展为洲际的、全球的和星际的。
②高精度。
现代大地测量的量测精度相对于经典大地测量而言,已提高了2到3个数量级。
例如我国天文大地网是中国 60 年代大地测量的最高精度,其相对精度约为 3ppm,而目前GPS定位的相对精度一般情况下都可以做到0.1ppm。
③实时性。
快速经典大地测量的外业观测和内业数据处理是在有相当时间间隔内完成的两个不同的工序。
而现代大地测量的这两个工序,几乎可以在同一时间段内完成,即实时或准实时地完成。
例如对静态或动态目标的实时定位(导航),对形变的实时监测,可以准实时测定由于大气和海洋角动量的变化与地球自转的关系。
最近升空的 GRACE 卫星能准实时测定由于大气质量的再分布和雪、冰、地下水变化所引起的地球重力场的短暂性变化等等。
④具有“时间维”。
现代大地测量的第四维是时间或历元。
现代大地测量能提供在合理复测周期内有时间序列的,高于10-7精度的大地测量数据。
这些测量成果,必然或必须要以“时间”作为大地测量学数据中的第四个坐标(第四维),否则高精度和实时测定在不断运动的物质世界中就没有意义。
也就是说大地测量学原来的三个方面的静态内容,在当前实时和高精度测量的条件下,必须与它们所相应的时间(历元)相联系。
这是现代大地测量学的一个重要特点。
⑤建立高精度地心坐标。
经典大地测量是在地面上进行,因此要以较高精度测定目标的地心三维坐标是很困难的。
而现代大地测量的主体,即卫星大地测量所测得的定位、高程、影像等成果,都是以维系卫星运动的地球质心为坐标原点的三维的测量数据。
因此现代大地测量以地心坐标系为主的这一特点,是卫星大地测量自身的物理特性所决定的。
⑥多学科的融合。
现代大地测量学的第六个特点是它的学术领域的扩大,以及与其他学科的融合。
过去传统的看法是,大气折射对所有大地测量中的电磁波测量都是一种误差源,是一种自然的制约因素,而现代大地测量却要利用卫星和地面站之间,或卫星和卫星之间的电磁波定位测量技术,对大气中的电离层和对流层进行连续的,密集的测量,采用求逆技术,实时提供大气最主要物理性质的三维综合影像,这对天气预报和研究,电离层预报和研究都有一定作用。
此外现代大地测量学除了对大气科学的贡献外,由于它能获得精确的、大量的,在空间和时间方面有很高分辨率的对地观测数据,因此对地球动力学、海洋学、地质学、地震学等地球科学的作用也越来越大。
5 展望
在我国80 年代的大地测量工作,其主要特点是按照当时世界上的先进技术对50~60年代所建立的大地测量基准进行的更新、换代、改造和发展。
在21 世纪,我国大地测量将逐步进入精确、动态、实时的数据获取,数据贮存,数据分发的现代化体系,以保障我国经济和社会持续发展的需要。
其主要有三个方面的内容:
(1)完善国家三维空间大地网,建立GPS综合服务体系;
(2)进一步对中国地区重力场参数进行精化;
(3)复测国家一等水准。
参考文献:
[1] 陈俊勇.现代大测量的进展.测绘科学,2003,28(2):1.
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[3] 孔祥元,郭际明,刘宗泉编著.大地测量学基础.武汉:武汉出版社,2007.
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