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第一章 绪 论(大地测量学-武汉大学)

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第 1 章 雷达高度计观测及应用基础理论

第 1 章 雷达高度计观测及应用基础理论

1978 年 6 月 28 日， 美国宇航局发射了海洋卫星 SEASAT （图 1.3） ， 卫星轨道高度 800km， 轨道倾角 108º。在 SEASAT 上，搭载了许多新的仪器设备，主要有合成孔径雷达（SAR： Synthetic Aperture Radar） ，用来提供高质量详细的海洋和陆地雷达图像；雷达散射计，用来 测量近地面风速及其方向；多频段微波辐射计，用来测量地面温度、风速及海冰覆盖；雷达 高度计，用来测量海面和浪高。针对 SEASAT 的改进要求，直接更新早期 GEOS3 的设计并 不能满足需要，如果以增加功率为代价，也可以设计视频线路来处理高带宽信号。但是， GEOS3 中使用的脉冲压缩滤波技术过于简单，只能直接完成必要波形处理，不能满足 SEATSAT 要求，因此，设计了全去斜技术（ full-deramp technique ） ，使接收机不需要压缩滤 波处理。从 SEASAT 开始，所有高度计都使用了此技术，大大改进了分辨率。在 SEASAT 设计中，增加了回波采样的数量，采样间隔为 3.125ns，在海洋波高达到 20m 时，采样点分 别环绕在海洋回波的展开范围内。在这种情况下，波形采样通过带宽为 312.5KHz 的一个滤 波库完成。与早期的高度计设计相比，波形采样构成了高度跟踪处理的一个主要部分。不幸 的是， 由于功率子系统失败， SAESAT 在运行 99 天后于 1978 年 10 月就失效了。 虽然 SEASAT 仅仅运行约 3 个月的时间，但是 SEASAT 首次提供了全球范围的海洋环流、波浪和风速。
1
雷达高度计观测及应用基础理论
军 提 供 近 实 时 海 面 地 形 （ SST ： Sea Surface Topography ） ，目前数据刚公布使用 。本世纪初，为了延续各测高任务，2001 年 12 月和 2002 （/SAT/gfo/） 年 3 月分别成功发射了 T/P的后续卫星 JASON-1 和 ERS 的后续环境卫星（ ENVISAT-1 ： Environmental Satellite ） ， 到目前为止， 仍有 4 颗雷达高度计卫星 （ERS2、 JASON-1、 ENVISAT-1 和JASON-2） 和一颗激光雷达高度计卫星： 冰 -云 -陆地高程卫星 （ ICESat： Ice,Cloud,and land Elevation Satellite）同时运行。为了延续对全球环境的监测，将来还会陆续发射探测低温层 特别是北极和南极冰盖质量的卫星（Cryosat：Cryosphere Satellite ?） 、搭载有 Argos 1仪器和 Ka波段高度计（ AltiKa：Ka-band Altimeter）的 Saral（ Satellite with ARgos and ALtika）卫星 、 国家极轨运行环境卫星系统（ NPOESS： National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System）和 哨兵 3 号（ Sentinel3）等测高卫星或者载有高度计的卫星。 图 1.1 为部分测高卫星示意图， 其中包括了已经结束测高任务的卫星、 正在执行测高任 务的卫星和部分即将发射的测高卫星。图中 CryoSat 和 IceSat 主要用于极地观测，分别由欧 洲空间局 （ ESA： European Space Agency） 和)和美国国家航空和宇宙航行局 （NASA： National Aeronautics and Space Administration）研制。随着各项技术特别是通讯技术、定轨技术、测 距精度的改善和提高，卫星测高精度也得到显著提高，图 1.2 为测高卫星的轨道误差和所能 观测到的海洋变化示意图。

测量与地图学_绪论

测量与地图学_绪论
旋转椭球体 31
二、椭球体的大小

地球椭球体的三要素
②短半径，即极半径 ①长半径，即赤道半径 ③椭球体扁率： α=(a-b)/a。 地球椭球体的形 状和大小取决于a 、b、α。因此，a 、b、α被称为地 球椭球体的三要 素。
32
由于推算的年代、使用的方法以及测定地区的不同，地 球椭球体的数据并不一致，常见的地球椭球体数据：
4．工程测量学 工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中，在规划 、勘测设计、施工和运营管理各个阶段进行的控制测量、大 比例尺地形测绘、地籍测绘、施工放样、设备安装、变形监 测及分析与预报等的理论和技术的学科。
5．海洋测绘学
海洋测绘学是以海洋水体和海底为对象，研究海洋定位、 测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力 、海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布及编制各 种海图的理论和技术的学科。
常见地球椭球几何参数
椭球名称 德兰布尔 白塞尔 克拉克 海福特 克拉索夫斯基 1980年大地测量参 考系统 WGS-84系统 年代
1800 1841 1880 1909 1940 1979 1984
长半轴a/m
6 375 653 6 378 249 6 378 388 6 378 245 6 378 140 6 378 137
问题：椭球
体到底放在 什么位置最 合适呢？
34
三、椭球体的定位

在地球表面适当位置选择一点P，假设将椭球体和大地球 体相切于P’，切点P’位于P点的铅垂线上， 此时，过椭球体 面上P’的法线与该 点对于大地水准面 的铅垂线相重合， 椭球体的形状和大 小与大地球体很接 近，从而也就确定 了椭球体与大地球 体的相互关系。
2. 几何大地测量和物理大地测量科学结合：

《测绘学概论》课程标准

《测绘学概论》课程标准

《测绘学概论》课程标准注：1.课程类型（单一选项）：A类（纯理论课）/B类（理论+实践）/C类（纯实践课）2.课程性质（单一选项）：必修课/专业选修课/公共选修课3.课程类别（单一选项）：公共基础课/专业基础课/专业核心课4.合作者：须是行业企业人员，如果没有，则填无二、课程定位《测绘学概论》是高职类工程测量技术专业的公共基础课程。

本课程目的是使学生在接受专业教育之前了解测绘学有哪些主要内容，要学习哪些理论和技术，它有怎样的学科地位和社会作用，对测绘学有个概括性的了解，激发学生对测绘专业的学习热情，树立学习测绘专业的信心，为今后的专业学习从思想认识上打下稳固的基础。

三、设计思路以项目教学为中心的课程实施。

一是教学组织项目化，将课程内容分为11大模块；二是教学方法的运用上强调启发引导法、真实体验法、循序渐进法等多种方法的灵活运用，提高学生对大测绘方向的兴趣爱好；三是建立考核体系，采取教师、学生共同参与的多元考核、鼓励学生不断追求完善的动态考核、重视平时学习过程的随机考核构成。

四、课程培养目标通过本课程的学习，让同学们了解测绘学的范围和内容，使学生了解测绘科学的发展和应用情况，了解以后要学习的主要专业课程内容，提高学生学习测绘专业知识的兴趣。

同时培养好同学良好的职业道德和团结协作与人沟通的能力。

具体从下述3个方面展开表述：1.专业能力：（1）能说出测绘学所涉及的所有的方向。

（2）能说出测绘学各个分支方向的相关概念。

（3）能说出测绘学各个分支的应用。

（4）能说出测绘学各个分支的发展和展望。

（5）理解测绘学各个分支方向中的部分方法。

2 .方法能力：（1）培养学生遇到问题会进行主动思考并寻求方法解决问题的能力。

（2）培养学生从事新工作和掌握新技术的意识和能力。

3 .社会能力：（1）培养学生不断追求知识、独立思考、勇于自谋职业和自主创业；（2）培养学生与人协助工作的良好品德，理论联系实际、实事求是、言行一致的思想作风，踏实肯干、任劳任怨的工作态度；（3）培养学生具有强烈的社会责任感，明确的职业理想和良好的职业道德，具有一定的吃苦耐劳的精神。

测绘学概论习题集

测绘学概论习题集

测绘学概论习题集双击自动滚屏发布者：admin 发布时间：2007-6-8 阅读：4146次第1章总论1. 什么是测绘学？它是研究什么的？2. 测绘学包含几个子学科？每个子学科的基本概念是什么？3. 测绘学中发展了哪些新技术？这些新技术对测绘学科发展有何影响？4. 测绘学在国民经济和社会发展中具有什么样的地位和作用？5. 何谓地球空间信息学？它与测绘学有何关系？第2章大地测量学1. 大地测量学的基本任务是什么？2. 现代大地测量学有哪些主要特点？3. 现代大地测量学的基本内容是什么？4. 大地测量坐标系统有哪几种？它们相应的主要几何特点是什么？5. 简要的回顾一下我国近五十年来大地测量的进展？第3章摄影测量学1. 什么是摄影测量?为什么摄影测量能够测绘地形图？2. 为什么必须要有“从不同地方摄取的两张”影像，我们才能看到“立体”? 对“两个不同的地方”有没有要求?3. 什么是摄影测量的方位元素？如何获得？4. 为什么计算机能够代替人眼在不同的影像上确定“同名点”？5. 什么是“虚拟现实”？为什么摄影测量技术能够用于“虚拟现实”技术？第4章地图制图学1. 地图有哪些特性？这些特性是如何形成的？2. 地图编制内容有哪些？3. 电子地图有哪些特点？有哪些技术基础？4. 空间信息可视化有哪些形式？5. 地图制图学与地理信息系统的联系与区别。

第5章工程测量学1. 工程建设分为哪三个阶段？简述各阶段中的测量工作。

2. 什么叫测量，什么叫放样或测设，他们有何相同点和不同点？3. 为什么说大型特种精密工程建设是工程测量学发展的动力？4. 什么叫不动产测量，它和工程测量有哪些异同点？5. 简述工程测量的发展趋势和特点。

6. 你学习工程测量学后，有什么收获和体会？第6章海洋测绘1. 海洋测量的定义以及包含的内容？2. 海洋测量中平面和垂直基准是如何确定的？3. 现代海洋定位的主要手段有哪些？列举水下声学定位技术在军事和海洋工程中的应用?4. 水下地形和地貌的获取手段有哪些？5. 简述海洋地理信息系统的基本概念以及系统构建的基本思想。

大地测量学第一章绪论

大地测量学第一章绪论

六、大地测量学的发展简史
第一阶段：地球圆球阶段，从远古至17世纪，人们 用天文方法得到地面上同一子午线上两点的纬度 差，用大地法得到对应的子午圈弧长，从而推得 地球半径（弧度测量 ）。
公元前3世纪，亚历山大学者埃拉托色尼进行了弧度测量， 估算出地球半径（与现代值大约差100km）
用这种方法解决地球大小问题分为两种测量：
物理大地测量标志性成就：
2) 重力位函数的提出：为了确定重力与地球形状的关系， 法国的勒让德提出了位函数的概念。所谓位函数，即是 有这种性质的函数：在一个参考坐标系中，引力位对被 吸引点三个坐标方向的一阶导数,等于引力在该方向上 的分力。研究地球形状可借助于研究等位面。因此，位 函数把地球形状和重力场紧密地联系在一起。
5q
q 2a 1
2
当 90时 ,可 得 重 力 扁 率 :p ee
e
288
q为赤道上的离心力与赤道上重力加速度之比，α为椭球扁率
①同一水准面上的重力值随纬度变化而变化； ②同一水准面上赤道上重力值有最小值，两极处有最大值； ③通过重力测量可以推求地球的大小。
• 几何大地测量学
• 物理大地测量学 • 空间大地测量学 （一）几何大地测量学（即天文大地测量学）
• 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。
• 主要内容：国家大地测量控制网(包括平面控制网 和高程控制网)建立的基本原理和方法，精密角度 测量，距离测量，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等。
从19世纪下半叶至20世纪40年代，人们将对椭球 的认识发展到是大地水准面包围的大地体。
几何大地测量学在这阶段的进展主要体现在以下几 方面：

大地测量学基础

大地测量学基础

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。

数字测图原理及方法

德国数学家高斯在1794年提出最小二乘法理论，奠定测 量平差的基础。高斯又于1816～1820年推导了横圆柱正形投 影的计算公式，克吕格在1912年加以研究改进，用于测量实 际。
数字测图原理及方法
1.1 测量学概述
在我国清代初期开展了全国性测图工作，1708～1718年完成 了《皇舆全图》。法国在1730～1780年进行全国性地形测量。 俄国在1745年绘成了欧洲部分地图13幅和亚洲部分地图6幅。
数字测图原理及方法
1.1 测量学概述
一、测量学简介
测量学的产生
生产、生活的需要以及建筑、农田、水利建设等 公元前二十七世纪 埃及大金字塔 二千多年前 夏商时代 夏禹治水 秦代 李冰父子 都江堰水利枢纽工程
军事、交通运输的需要 万里长城 指南针 ……
数字测图原理及方法

测定(测绘)——从地
球上获取数据，并进行处理，
表示成图表，测定是指用测
量仪器和工具，通过测量和
计算，得到一系列测量数据，
或地球表面的地貌、地物缩
绘成地形图，供经济建设、
规划设计、科学研究和国防
建设使用。
一、测量学简介
测设（放样）——把图上设计好的建筑物和构筑物的 位置标定到实地上去。
20世纪50年代前后开始，不少新的科学技术迅速发展。如 电子学、信息论、相干光理论、电子计算机、空间科学技术等， 它们又推动了测绘科学的发展。1947年研究利用光波进行测距， 到60年代中利用氦氖激光器作为光源的电磁波测距仪就问世了， 这是量距工作的一大变革。在80年代电磁波测距仪在白天或黑 夜 的 最 大 测 程 就 能 达 到 60 公 里 ， 而 且 精 度 可 达 ± （5mm+1ppm）。短测程的测距仪，测程为 1～2km，误差仅 及厘米。

武汉大学《测绘学概论》第三版名词解释

名词解释1.测绘学：研究测定和推算地⾯点的⼏何位置、地球形状及地球重⼒场，据此测量地球表⾯⾃然形态和⼈⼯设施的⼏何分布，并结合某些社会信息和⾃然信息的地球分布，编制全球和局部地区各种⽐例尺的地图和专题地图的理论和技术的学科。

它是地球科学的⼀个分⽀学科。

2.⼤地测量学：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。

3.摄影测量与遥感学：研究利⽤摄影或遥感的⼿段获取⽬标物的影像数据，从中提取⼏何的或物理的信息，并⽤图形、图像和数字形式表达的学科。

4.⼯程测量学：研究⼯程建设和⾃然资源开发中各个阶段进⾏控制测量、地形测绘、施⼯放样和变形监测的理论和技术的学科5.地图制图学（地图学）：研究模拟和数字地图的基础理论、设计、编绘、复制的技术⽅法及应⽤的学科。

6.空间信息可视化：运⽤计算机图形学、地图学和图像处理技术,将空间信息输⼊、处理、查询、分析以及预测的数据和结果,⽤符号、图形、图像,结合图表、⽂字、表格、视频等可视化形式显⽰,并进⾏交互处理的理论、⽅法和技术。

电⼦地图是空间数据最主要的⼀种可视化形式,通常显⽰在屏幕上。

7.海洋测绘：对整个海洋空间,包括海⾯⽔体和海底进⾏全⽅位、多要素的综合测量,以获取包括⼤⽓(⽓温、风、⾬、云、雾等)、⽔⽂(海⽔温度、盐度、密度、潮汐、波浪、海流等)以及海底地形、地貌,地质、重⼒、磁⼒、海底扩张等各种信息和数据并绘制成各种使⽤⽤途的专题图件,为经济、军事和科学服务。

8.海洋测绘学：以海洋⽔体和海底为对象所进⾏的测量和海图编制的理论和⽅法的学科。

9.地理信息系统：⼀种以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表⾯(包括⼤⽓层在内)与空间和地理分布有关的数据的信息系统。

10.测量平差：依据某种最优化准则,由⼀系列带有观测误差的观测值,求定未知量的最优估值及其精度的理论和⽅法。

11.地图投影：依据数学原理将地球椭球⾯上的经纬度线⽹描绘在平⾯上相应的经纬线⽹12.海道测量：以保证航⾏安全为⽬的对地球表⾯⽔域及毗邻陆地所进⾏的⽔深和岸线测量以及底质、障碍物的探测等⼯作。

大地测量学基础


（举例）
二、怎样发现观测误差
三、如何处理观Байду номын сангаас误差 —— 测量平差的任务
近代测量平差（偶然误差与系统误差并存）
注：经典测量平差（仅含偶然误差或偶然误差主导）
例： 三角形闭和差的处理
理论与方法。
测误差的观测数据，求定未知量的最佳估值与精度的
测量平差：依据某种优化准则，由一系列带有观
E
D
观测误差的概念
测量仪器、②观测者、③外界条件 三者统称为观测条件。
产生观测误差的原因
偶然误差（不可避免） 系统误差（可以消除或削弱） 粗差
观测误差的分类
一、什么是观测误差
必要观测：为了确定某观测量所必需的观测次数。
（举例） 多余观测：多于必要观测的观测数。 多余观测是揭示误差存在和提高成果质量的必要手段。
《近代平差理论及其应用》，解放军出版社， 1992年；
《测量平差》，中国矿业大学出版社 ，2005年。
四、参考文献
01
什么是观测误差
02
怎样发现观测误差
03
如何处理观测误差
04
本课程的主要内容
第一章 绪 论
观测误差：某量的各观测值之间，或各观测值与其 理论上的应有值之间的不符值，统称为观测误差。
不旷课、不迟到、不早退。 注：每班选一名课代表，负责收发作业 及师生沟通！
综上所述，提出以下几点要求：
《误差理论与测量平差基础》，武汉大学出版社， 2003年；
《测量平差基础》，测绘出版社，1996年；
《测量平差基础》，测绘出版社，1981年；
《测量平差通用习题集》，武汉测绘科技大学 出版社，1999年；
大地测量学基础
课 程 简 介

(最新整理)大地测量学基础

大地测量学基础编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（大地测量学基础）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为大地测量学基础的全部内容。

教案2014—2015学年第 1 学期授课班级：测绘工程1241-1242 课程名称：大地测量学基础任课教师：刘小强院部名称：土木工程学院二〇一四年八月十八日上课日期2014年 9 月 2 日第 1 讲章节第1章 绪论1.1 大地测量学的定义和作用1。

2 大地测量学的基本体系和内容1.3 大地测量学的发展简史及展望教学目的要求了解大地测量学的定义和作用理解大地测量学的基本体系和内容了解大地测量学的发展简史及展望重点及处理方法大地测量学的基本体系和内容 重点、详细讲授难点及处理方法无授课方式讲授时间分配5分钟10分钟20分钟40分钟10分钟教学内容1。

本门课程在测绘工程专业中的介绍2。

本门课程的主要内容与课程安排3.大地测量学的定义和作用4.大地测量学的基本体系和内容5.大地测量学的发展简史及展望6。

本讲小结5分钟主要教学方法与手段多媒体+板书+提问课后作业1.大地测量学有什么作用?试举例说明。

2.简述大地测量学的基本体系和内容。

参考资料《应用大地测量学（第三版)》，张华海,王宝山，赵长胜著，中国矿业大学出版社,2007《大地测量学基础（第一版）》,吕志平，乔书波著,测绘出版社，2010教学后记大地测量学的核心是定位，是一门重要的测绘基础学科.主要教学方法与手段多媒体+板书+提问课后作业1。

岁差和章动指的是什么？它们会造成什么影响? 2。

时间系统的要素是什么？如何描述时间系统？3.几种典型的时间系统各自有什么用途？参考资料《应用大地测量学（第三版）》,张华海，王宝山，赵长胜著，中国矿业大学出版社，2007《大地测量学基础（第一版)》，吕志平，乔书波著,测绘出版社，2010教学后记时间对于大地测量学而言是一个非常重要的参数。

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12
•
物理大地测量在这阶段的进展：
1.大地测量边值问题理论的提出： 英国学者斯托克司(G.G.Stokes)把真正的地球重 力位分为正常重力位和扰动位两部分，实际的重力分 为正常重力和重力异常两部分，在某些假定条件下进 行简化，通过重力异常的积分，提出了以大地水准面 为边界面的扰动位计算公式和大地水准面起伏公式。 后来，荷兰学者维宁· 曼尼兹(F.A.Vening Meinesz)根据 斯托克司公式推出了以大地水准面为参考面的垂线偏 差公式。 2.提出了新的椭球参数： 赫尔默特椭球、海福特椭球、克拉索夫斯基椭球 等。
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• 大地测量仪器：望远镜，游标尺，十字丝，测微器； • 大地测量方法：1615年荷兰斯涅耳(W.Snell)首创三角测 量法; • 行星运动定律：1619年德国的开普勒(J.Kepler)发表了行 星运动三大定律； • 重力测量：1673年荷兰的惠更斯(C.Huygens)提出用摆进 行重力测量的原理； • 英国物理学家牛顿(L.Newton)提出地球特征：1）是两极 扁平的旋转椭球，其扁率等于1/230；2）重力加速度由 赤道向两极与sin２φ(φ——地理纬度)成比例地增加。
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第三阶段：大地水准面阶段
从19世纪下半叶至20世纪40年代，人们将对椭球的认 识发展到是大地水准面包围的大地体。 几何大地测量学进展： 天文大地网的布设有了重大发展。全球三大天文大地 网的建立（1800－1900印度，一等三角网2万公里，平 均边长45公里；1911－1935美国一等7万公里；19241950苏联，7万多公里) 因瓦基线尺出现，平行玻璃板测微器的水准仪及因瓦 水准尺使用。

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几何大地测量标志性成果：
1) 长度单位的建立：子午圈弧长的四千万分之一作为长 度单位，称为1m。 2) 最小二乘法的提出：法国的勒让德(A.M.Legendre)， 德国的高斯(C.F.Gauss)。 3) 椭球大地测量学的形成：解决了椭球数学性质与测量 计算，正形投影方法。在这个领域，高斯、勒让德及 贝塞尔（Bessel)作出了巨大贡献。 4) 弧度测量大规模展开。在这期间主要有以英、法、西 班牙为代表的西欧弧度测量，以及德国、俄国、美国 等为代表的三角测量。 5) 推算了不同的地球椭球参数。如贝赛尔、克拉克椭球 参数。
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第四阶段：现代大地测量新时期
20世纪下半叶，以电磁波测距、人造地球卫 星定位系统及甚长基线干涉测量等为代表的新 的测量技术的出现，给传统的大地测量带来了 革命性的变革，大地测量学进入了以空间测量 技术为代表的现代大地测量发展的新时期。
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主要技术：
EDM：Electronic Distance Measure; GPS: Global Positioning System; VLBI: Very Long Baseline Interferometry; SLR：Satellite Laser Ranging; INS: Inertial Navigation System ● 我国高精度天文大地网的建立 1951-1975年：一等三角点5万多个，全长7.5多万公里，二 等锁，一等导线等，1972－1982年平差数据处理，建立 1980国家大地坐标系。 ● 我国高精度重力网的建立 1981年开始绝对重力测量与相对重力测量，11个绝对重力 点（基准点），40多个（基本点），重力网的平差，1985 年国家重力基本网形成。
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§3大地测量学发展简史及展望 3.1大地测量学的发展简史 第一阶段：地球圆球阶段
从远古至17世纪，人们用天文方法得到地面上同一子 午线上两点的纬度差，用大地法得到对应的子午圈弧 长，从而推地球椭球阶段
从17世纪至19世纪下半叶，在这将近200年期间，人 们把地球作为圆球的认识推进到向两极略扁的椭球。
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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。
现代大地测量的特征：
⑴ 研究范围大（全球：如地球两极、海洋） ⑵ 从静态到动态，从地球内部结构到动力过程。 ⑶ 观测精度越高，相对精度达到10-8~10-9，绝对精度 可到达毫米。 ⑷ 测量与数据处理周期短，但数据处理越来越复杂。
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§2大地测量学基本体系和内容 2.1大地测量学的基本体系
应用大地测量、椭球大地测量、天文大地测量、大地 重力测量、测量平差等；新分支： 海样大地测量、行星大 地测量、卫星大地测量、地球动力学、惯性大地测量。 几何大地测量学（即天文大地测量学） 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。 主要内容：国家大地测量控制网(包括平面控制网和高 程控制网)建立的基本原理和方法，精密角度测量，距离测 量，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等。
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2) 重力位函数的提出：为了确定重力与地球形状的关系， 法国的勒让德提出了位函数的概念。所谓位函数，即 是有这种性质的函数：在一个参考坐标系中，引力位 对被吸引点三个坐标方向的一阶导数等于引力在该方 向上的分力。研究地球形状可借助于研究等位面。因 此，位函数把地球形状和重力场紧密地联系在一起。 3) 地壳均衡学说的提出：英国的普拉特(J.H.Pratt)和艾 黎(G.B.Airy)几乎同时提出地壳均衡学说，根据地壳 均衡学说可导出均衡重力异常以用于重力归算。 4) 重力测量有了进展。设计和生产了用于绝对重力测量 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。
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。 研究月球及太阳系行星的形状及重力场。 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。 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地测量 计算。
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物理大地测量学：即理论大地测量学
基本任务：是用物理方法(重力测量)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。
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。
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2.2 大地测量学的基本内容
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3.2 大地测量的展望
全球卫星定位系统(GPS)，激光测卫(SLR)以及甚长基线 干涉测量(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 用卫星测量、激光测卫及甚长基线干涉测量等空间大地 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。 精化地球重力场模型是大地测量学的重要发展目标。
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物理大地测量标志性成就：
1) 克莱罗定理的提出：法国学者克莱罗(A.C.Clairaut) 假设地球是由许多密度不同的均匀物质层圈组成的椭 球体，这些椭球面都是重力等位面(即水准面)。该椭 球面上纬度φ 的一点的重力加速度按下式计算：
e (1 sin )
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第一章 绪 论
§1大地测量学的定义和作用 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。 经典大地测量：地球刚体不变、均匀旋转的球体或椭球体； 范围小。 现代大地测量：空间测绘技术(人造地球卫星、空间探测器)， 空间大地测量为特征，范围大。
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1.2大地测量学的作用
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。如 交通運輸、工程建設、土地管理、城市建設等 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。 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。