大地测量学知识点

名词解释：１、大地测量学：研究地球的几何特征和基本物理现象特征及变化。

2、现代大地测量：以空间大地测量学为基础主要标志，研究地球及外部宇宙空间。

3、原子时：是一种以原子谐振信号周期为标准，并对它进行连续计数的时标。

4、国际原子时：国际时间局比较、综合世界各地原子钟数据，最后确定的原子时，简称ＴＡＩ。

5、参考椭球：具有确定参数，经过局部定位和定向，同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球。

6、总地球椭球：满足地心定位和双平行条件外，在确定椭球参数时能使它在全球范围内与大地体最密合的地球椭球。

7、椭球定位：指确定椭球中心的位置，可分为两类：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符合，而对椭球的中心位置无特殊要求；地心定位要求全球范围内椭球面有最佳符合，同时要求椭球中心与地球质心一致或最为接近。

）8、椭球定向：指确定椭球旋转轴的方向，不论是局部定位还是地心定位，都应满足两个平行条件：椭球短轴平行于地球自转轴；大地起始子午面平行于天文起始子午面。

9、铅垂线：重力方向重合的线。

10、水准面：设想有一个静止的水面，向陆地延伸而形成的一个封闭的曲面。

也称重力等位面。

11、水准椭球：其表面为正常重力位水准面的旋转椭球。

12、正高系：是以大地水准面为高程基准面，地面上任一点沿垂线方向至大地水准面的距离。

13、正常高：地面点与似大地水准面间的距离。

14、高程异常：似大地水准面到参考椭球面间的距离。

15、高程基准面：地面点高程的统一起算面，由于大地水准面所形成的体形。

16、大地水准面：假想海洋处于完全静止和平衡状态时的海水面，并延伸到大陆地面以下所形成的闭合曲面。

17、垂线偏差：地面上一点的重力向量和相应椭球面上的法线向量之间的夹角。

18、重力垂线偏差：把实际重力场中的重力向量同正常重力场中的正常重力向量之间的夹角。

19、大地线：椭球面上两点间最短程曲线。

20、空间直角坐标系：以椭球中心O为原点，起始子午面与赤道交线为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-XYZ21.大地基准：求定旋转椭球的参数及其定向与定位。

大地测量知识点复习第一章绪论1.1大地测量学的定义和作用1.1.1大地测量学的定义大地测量学的定义：时间和空间参考系下，测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化，为人类活动提供地球空间信息的一门学科。

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.量测学可分为两个分支，一是普通测量学，其研究范围是不大的地球表面。

二是大地测量学，其研究的是全球或相当大范围的地球区域。

其中现代大地测量学归纳为由几何大地测量学、物理大地测量学及空间大地测量学三个基本分支为主体所构成的基本体系。

2.几何大地测量学亦即天文大地测量学。

其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。

3.物理大地测量学也称为理论大地测量学。

其基本任务是用物理方法确定地球形状及其外部重力场。

4.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理论、技术和方法。

1.2.2大地测量学的基本内容（1）确定地球形状及外部重力场及其随时间变化，建立统一的大地测量坐标系，研究地壳形变（包括地壳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。

（2）研究月球及太阳系行星的形状及重力场。

（3）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。

（4）研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。

（5）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。

（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。

第二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1.开普勒三定律:(1）行星轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。

(2）行星运动中，与太阳连线在单位时间内扫过的面积相等。

(3）行星绕轨迹运动周期的平方与轨道长半轴的立方之比为常数。

2.黄道：地球绕太阳旋转的轨道。

⼤地测量学复习资料（考试必备）1.垂线同总地球椭球(或参考椭球)法线构成的⾓度称为绝对(或相对)垂线偏差2.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3.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。

4.以格林尼治平⼦夜为零时起算的平太阳时称为世界时5.原⼦时是⼀种以原⼦谐振信号周期为标准6.归算：就是把地⾯观测元素加⼊某些改正，使之成为椭球⾯上相应元素。

7.把以垂线为依据的地⾯观测的⽔平⽅向值归算到以法线为依据的⽅向值⽽加的改正定义为垂线偏差改正7.⼤地线椭球上两点间的最短程曲线。

8.设椭球⾯上P点的⼤地经度L，在此⼦午⾯上以椭圆中⼼O为原点建⽴地⼼纬度坐标系; 以椭球长半径a为半径作辅助圆，延长Ｐ２Ｐ与辅助圆相交Ｐ１点，则OP１与x 轴夹⾓称为P点的归化纬度u。

9.仪器加常数改正因测距仪、反光镜的安置中⼼与测距中⼼不⼀致⽽产⽣的距离改正，称仪器加常数改正,包括测距仪加常数和反光镜加常数。

10.因测距仪的基准频率等因素产⽣的尺度参数成为乘常数。

11.基本分划与辅助分划相差⼀个常数301.55cm，称为基辅差，⼜称尺常数12．控制⽹可靠性：控制⽹能够发现观测值中存在的粗差和抵抗残存粗差对平差的影响13.M是椭球⾯上⼀点，MN是过M的⼦午线，S为连接MP的⼤地线长，A为⼤地线在M点的⽅位⾓。

以M为极点；MN为极轴；P点极坐标为（S, A)⼀点定位,如果选择⼤地原点：则⼤地原点的坐标为：多点定位,采⽤⼴义弧度测量⽅程1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。

它的原点不在北京，⽽在前苏联的普尔科沃。

相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。

1954年北京坐标系的缺限:①椭球参数有较⼤误差。

②参考椭球⾯与我国⼤地⽔准⾯存在着⾃西向东明显的系统性的倾斜，在东部地区⼤地⽔准⾯差距最⼤达+68m。

大地测量学概论知识点知识点一：大地测量的任务（多选）：大地测量是为研究地球的形状及表面特性进行的实际测量工作。

其主要任务是建立国家或大范围的精密控制测量网，内容有三角测量、导线测量、水准测量、天文测量、重力测量、惯性测量、卫星大地测量以及各种大地测量数据处理等。

①它为大规模地形图测制及各种工程测量提供高精度的平面控制和高程控制；②为空间科学技术和军事用途等提供精确的点位坐标、距离、方位及地球重力场资料；③为研究地球形状和大小、地壳形变及地震预报等科学问题提供资料。

知识点二：大地测量的特点（了解）：(1)长距离、大范围；(2)高精度；(3)实时、快速；(4)“四维”；(5)地心；(6)学科融合知识点三：大地坐标系统与参考框：大地测量系统规定了大地测量的起算基准、尺度标准及其实现方式。

大地测量系统包括坐标系统、高程系统、深度基准和重力参考系统。

与大地测量系统相对应，大地参考框架有坐标（参考）框架、高程（参考）框架和重力测量（参考）框架三种。

知识点四：大地测量参心坐标框架：根据其原点位置不同，分为地心坐标系统和参心坐标系统。

大地测量常数是指与地球一起旋转且和地球表面最佳吻合的旋旋转椭球（即地球椭球）几何参数和物理参数。

54坐标系、80坐标系所采用参考椭球、大地原点；54坐标系：克拉索夫斯基椭球，前苏联的普尔科沃；80坐标系：1975年国际椭球体；陕西西安知识点五：地心坐标系：国际地面参考框架(itrf)是国际地面参考系统(itrs)的具体实现。

它以甚长基线干涉测量(vlbi)、卫星激光测距(slr)、激光测月(llr)、gps和卫星多普勒定轨定位(doris)等空间大地测量技术构成全球观测网点，经数据处理，得到itrf点（地面观测点）站坐标和速度场等。

2000国家大地控制网是定义在itfs 2000地心坐标系统中的区域性地心坐标框架。

区域性地心坐标框架一般由三级构成。

第一级为连续运行站构成的动态地心坐标框架，它是区域性地心坐标框架的主控制；第二级是与连续运行站定期联测的大地控制点构成的准动态地心坐标框架；第三级是加密大地控制点.（itrf）已成为国际公认的应用最广泛、精度最高的地心坐标框架。

一、水准面与大地水准面1、水准面我们把重力位相等的面称为重力等位面，也就是我们通常所说的水准面。

水准面有无数个。

1）水准面具有复杂的形状。

2）水准面相互既不能相交也不能相切。

3）每个水准面都对应着唯一的位能W=C=常数，在这个面上移动单位质量不做功，亦即所做的功等于0，即dW=-gsds，可见水准面是均衡面。

4）在水准面上，所有点的重力均与水准面正交。

于是水准面又可定义为所有点都与铅垂线正交的面。

故设想与平均海水面相重合，不受潮汐、风浪及大气压变化影响，并延伸到大陆下面处处与铅垂线相垂直的水准面称为大地水准面大地水准面作为测量外业的基准面，而与其相垂直的铅垂线则是外业的基准线。

似大地水准面与大地水准面在海洋上完全重合，而在大陆上也几乎重合，在山区只有2-4m 的差异我们选择参考椭球面作为测量内业计算的基准面，而与其相垂直的法线则是内业计算的基准线。

1．参心坐标系建立一个参心大地坐标系，必须解决以下问题：(1)确定椭球的形状和大小；(2)确定椭球中心的位置，简称定位；(3)确定椭球中心为原点的空间直角坐标系坐标轴的方向，简称定向；(4)确定大地原点。

我国几种常用参心坐标系：BJZ54、GDZ802．地心坐标系地心坐标系分为地心空间大地直角坐标系和地心大地坐标系等。

地心空间大地直角坐标系又可分为地心空间大地平面直角坐标系和空间大地舜时直角坐标系。

1）建立地心坐标系的意义：2）建立地心坐标系的最理想方法是采用空间大地测量的方法。

3）地心坐标系的表述形式(判断)1）WGS一84大地坐标系WGS-84坐标系统的全称是World Geodical System-84（世界大地坐标系-84），它是一个地心地固坐标系统。

WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立，于1987年取代了当时GPS所采用的坐标系统―WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。

WGS一84坐标系的几何定义是：坐标系的原点是地球的质心，Z轴指向BIHl984．0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIHl984．0的零度子午面和CTP赤道的交点，y轴和Z、X轴构成右手坐标系。

第一章1.大地测量学的定义大地测量学是在一定的时间-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。

2.大地测量学的基本体系以三个基本分支为主所构成的基本体系。

几何大地测量学物理大地测量学空间大地测量学3.大地测量学的基本任务精确确定地面点位及其变化研究地球重力场、地球形状和地球动力现象4.大地测量学的基本内容1、大地测量基础知识（基准面和基准线，坐标系统和时间系统，地球重力场等）；2、大地测量学的基本理论（地球椭球基本的理论,高斯投影的基本理论，大地坐标系统的建立与坐标系统的转换等）；3、大地测量基本技术与方法（经典的、现代的）4、大地控制网的建立（包括国家大地控制网、工程控制网。

形式有三角网、导线网、高程网、GPS网等）；5、大地测量数据处理（概算与平差计算）。

5.大地测量学的基本作用1、为地形测图与大型工程测量提供基本控制；2、为城建和矿山工程测量提供起始数据；3、为地球科学的研究提供信息；4、在防灾、减灾和救灾中的作用；5、发展空间技术和国防建设的重要保障。

第二章1.岁差章动极移由于日、月等天体的影响，类似于旋转陀螺，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生ε=︒，旋转周期为26000缓慢旋转，形成一个倒圆锥体，其锥角等于黄赤交角23.5年，这种运动称为岁差。

月球绕地球旋转的轨道称为白道，由于白道对黄道有约5︒的倾斜，使得月球引力产生的大小和方向不断变化，从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期运动，振幅为9.21''，这种现象称为章动。

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。

2.恒星时太阳时原子时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。

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。

原子时是一种以原子谐振信号周期为标准，并对它进行连续计数的时标。

大地测量学知识点整理大地测量学是地球科学中的重要分支，主要研究地球形状、地球尺度、地球重力场以及地球形变等内容，以提供高精度的地球表面形状数据和相应的地球参数，为地理信息系统、地震监测、导航定位等应用领域提供数据支撑。

下面整理了大地测量学的相关知识点，供参考。

1.大地测量学的基本概念和目标-大地测量学是研究地球形状、地球尺度和地球重力场等基本问题的学科。

-目标是通过测量获取地球形状和地球的尺度，研究地球形变以及地球的物理特性。

2.大地测量学中的基本概念-测地线：两点间的最短路径，是地球上长度最短的曲线。

-大地弧长：测地线上两点之间的弧长。

-大地方位角：从给定点出发沿大地弧到达目标点的方位角。

-大地纬度：从球心到椭球面上一点所沿椭球面正常方向得到的经过球面正北方向的夹角。

-大地经度：从球心到椭球面上一点所沿椭球面正常方向得到的经过球面正东方向的夹角。

3.大地测量中的基本测量方法-天文测量法：利用天体的观测数据，如经纬度、高度角等进行测量。

-重力法：通过测量地球上不同位置的重力加速度来推断地球上的形状和尺度。

-大地水准测量法：通过测量水平方向上的高程差来确定地球形状。

-大地测角法：通过测量角度来计算地球上两点之间的距离和方位。

-大地卫星测高法：利用卫星测高技术获取地球表面高程信息。

4.大地测量学中的地球形状与尺度参数-长半轴：椭球长半径。

-短半轴：椭球短半径。

-扁率：长半轴与短半轴之差与长半轴的比值。

-第一偏心率：椭球短半轴和长半轴之差与短半径之和的比值。

-第二偏心率：椭球短半轴和长半轴之差与长半径之和的比值。

-极曲率半径：极点处其中一纬度圈切线半径的倒数。

5.大地测量学中的地球重力场参数-重力加速度：单位质点在地球表面所受的重力作用的大小。

-重力位能：单位质点在其中一高度上的重力位能。

-重力势：单位质点受重力作用产生的势能。

-重力梯度：垂直于重力方向的重力场的变化率。

-重力异常：其中一点的重力场与理论重力场之差。

1、地轴方向相对于空间的变化：岁差和章动地轴相对于地球本体内部结构的相对位置变化：极移2、对于时间的描述，可采用一维的时间坐标轴，有时间原点、度量单位（尺度）两大要素，原点可根据需要进行指定，度量单位采用时刻和时间间隔两种形式3、以地球自转运动为基础，建立了恒星时和世界时；以地球公转运动为基础，建立了历书时；以物质内部运动为基础，建立了原子时（1）恒星时①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②由于岁差和章动的影响，地球自转轴的指向在空间是变化的，从而导致春分点的位置发生变化，相应于某一时刻瞬时极的春分点成为真春分点，相应于平极的春分点称为平春分点，据此把恒星时分为真恒星时和平恒星时（2）世界时①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②以格林尼治子夜起算的平太阳时称为世界时③平太阳（在赤道上匀速运动）连续两次经过平春分点的时间间隔为一回归年（3）历书时与力学时历书时对应的地球运动的理论框架是牛顿力学，根据广义相对论，太阳质心系和地心系的时间将不同，从而定义了这两个坐标系的时间：太阳系质心力学时和地球质心力学时4、建立大地基准就是求定旋转椭球的参数及其定向（椭球旋转轴平行于地球的旋转轴，椭球的起始子午面平行于地球的起始子午面）和定位（旋转椭球中心与地球中心的相对关系）5、天球：以地球质心为中心，以无穷大为半径的假想球体称为天球，春分点和天球赤道面，是建立天球坐标系的重要基准点和基准面6、坐标参考系统：分为天球坐标系和地球坐标系①天球坐标系用于研究天体和人造卫星的定位与运动②地球坐标系用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系两种形式7、椭球定位是指确定椭球中心的位置；椭球定向是指确定椭球旋转轴的方向8、地固坐标系①地心坐标系：原点与地球质心重合，以总地球椭球为基准②参心坐标系：原点与参考椭球中心重合，以参考椭球为基准9、协议地球坐标系与瞬时地球坐标系之间的差异是由于极移引起的10、WGS-84和CGCS2000均为地心坐标系11、国际地球参考框架ITRF是ITRS的具体实现，是通过IERS分布于全球的跟踪站的坐标和速度场来维持并提供用户使用的12、（1）正高、正常高、大地高三者的基准面和基准线基准面基准线正高大地水准面铅垂线正常高似大地水准面铅垂线大地高参考椭球面法线（2）我国规定采用正常高高程系统作为我国高程的统一系统13、（1）测定垂线偏差一般有以下四种方法：天文大地测量方法；重力测量方法；天文重力测量方法以及GPS方法（2）测定大地水准面差距一般有一下几种方法：地球重力场模型法、斯托克司方法、卫星无线电测高方法、GPS高程拟合法以及最小二乘配置法等14、卯酉圈曲率半径恰好等于法线介于椭球面和短轴之间的长度，亦即卯酉圈的曲率中心位于椭球的旋转轴上15、将水平方向归算至椭球面上，包括垂线偏差改正、标高差改正及截面差改正，习惯上称此三项改正为三差改正16、投影变形一般有长度变形、方向变形、角度变形和面积变形17、我国大地测量中，采用横轴椭球柱面等角投影，即所谓的高斯投影18、高斯投影必须满足的三个条件：（1）中央子午线投影后为直线（2）中央子午线投影后长度不变（3）投影具有正形性质，即正形投影条件19、传统的大地测量是把建立平面控制网和高程控制网分开进行的，分别以地球椭球面和大地水准面为参考面确定地面点的坐标和高程20、全球定位系统GPS可为用户提供精密的三维坐标、三位速度和时间信息21、质量标准包括精度标准、可靠性标准、费用标准等22、控制网的优化设计的分类：①零类设计：基准设计②一类设计：图形设计③二类设计：权设计④三类设计：加密设计23、工程测量控制网一般可分为以下三类：①测图控制网②施工控制网③变形观测专用控制网。

大地测量学复习重点第一章绪论1、测量学的分支：分为普通测量学（简称测量学）和大地测量学。

2、大地测量学的定义和作用定义：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。

作用：①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。

②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。

③大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障。

3、大地测量学的基本体系由几何大地测量学（天文大地测量学）、物理大地测量学（理论大地测量学）、空间大地测量学构成。

4、几何大地测量学、物理大地测量学以及空间大地测量学的基本任务和内容①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。

②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。

③基本任务：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。

5、现代大地测量的特征答：①研究范围大（全球：如地球两极、海洋）；②从静态到动态，从地球内部结构到动力过程；③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；④测量与数据处理周期短，但数据处理越来越复杂。

第二章时间和坐标系统1、天球的概念概念：所谓天球，是指以地球质心O（或测站）为中心，半径r为任意长度的一个假想的球体。

在天文学中，通常均把天体投影到天球的球面上，并利用球面坐标来表达或研究天体的位置及天体之间的关系。

2、大地基准与大地基准的建立大地基准：指用以描述地球形状的参考椭球的参数，以及参考椭球在空间中的定位及定向，还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。