大地测量学
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大地测量学大地测量学是地球学科的重要分支,是测绘科学的基础学科,在测绘专业的课程设置中占有重要的地位和作用。
其主要测定地球大小;研究地球形状;测定地面点的几何位置,将地面点沿法线方向投影于地球椭球面上,用投影点在椭球面上的大地纬度和大地经度表示该点的水平位置,用地面点至投影点的法线距离表示该点的大地高程。
这点的几何位置也可以用一个以地球质心为原点的空间直角坐标系中的三维坐标来表示。
就其本质来说,他是一门地球信息学,即为人类的活动提供地球空间信息的学科。
大地测量学的的内容包括几何大地测量学、物理大地测量学、空间大地测量学。
几何大地测量学主要是研究确定地球形状、大小和确定地面点三维空间的理论及技术、因此有关精密的角度、距离测量、水准测量,地球椭圆球体的参数及模型,椭圆面上测量成果的计算、平差、投影变换以及大地控制网建立的原理和技术方法等,是几何大地测量学的基本内容。
物理大地测量学研究用武力方法(重力测量)确定地球的形状及外部重力场。
它的主要内容是重力测量及其归化、地球及外部重力场模型、大地测量边值问题、重力为理论、球谐函数、利用重力测量研究地球形状及椭圆球体参数等。
空间大地测量学是研究以卫星及其它空间探测器实施大地测量的理论和技术。
主要内容包括卫星多普勒技术,海洋卫星雷达测高,激光卫星测距以及卫星定位系统(GPS)和GLONASS,我国的“北斗”卫星定位导航系统,卫星定位定轨理论以及应用卫星及空间探测器在全国性大地测量控制网,全球性的地球动态参数求定和重力场模型的精华、地壳形变、板块运功的、海空导航、导弹制导等方面的研究。
因此较确切地讲。
空间大地测量学的开创。
使大地测量学迈入了以可变地球为研究对象,实施全球动态就对测量的现代大地测量新时期。
学科发展史——萌芽阶段在17世纪以前,大地测量只是处于萌芽状态。
公元前 3世纪,亚历山大的埃拉托斯特尼首先应用几何学中圆周上一段弧AB的长度S、对应的中心角r同圆半径R的关系,估计了地球的半径长度,由于圆弧的两端A和B大致位于同一子午圈上,以后在此基础上发展为子午弧度测量。
1、大地测量学的定义、作用及基本内容。
定义: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形状及其重力场并监测其变化为人类活动提供空间信息的一门学科。
作用:①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。
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独具风貌的特殊作用。
③大地测量学是发展空间技术和国防建设的重要保障。
④大地测量在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要。
基本内容:①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,测定极移以及海洋水面地形及其变化等。
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。
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。
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。
2、什么是大地测量基准?用于定义地球参考椭球的一系列参数,主要包括椭球的大小和形状,椭球短半轴,椭球中心的位置。
3、什么是椭球定位与定向?椭球定向一般应满足那些条件?椭球定位:确定椭球中心的位置,可分为两类:局部定位和地心定位。
椭球定向:确定椭球旋转轴的方向。
椭球定向满足两个平行条件:①椭球短轴平行于地球自转轴。
②大地起始子午面平行于天文起始子午面。
4、什么是天球坐标系,地固坐标系,地心地固坐标系,参心地固坐标系?天球坐标系——用于研究天体和人造卫星的定位与运动,为了确定天球上某一点的位置所引进的坐标系。
地固坐标系——也称地球坐标系,是固定在地球上与地球一起旋转的坐标系。
地心地固坐标系——以总地球椭球为基准的坐标系,与地球体固连在一起且与地球同步运动,以地心为原点的坐标系。
参心地固坐标系——以参考椭球为基准的坐标系,与地球固连在一起且与地球同步运动,以参考椭球的中心为原点的坐标系。
大地测量学基础一、名词解释1、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。
2、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。
3、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。
4、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移动。
5、章动: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。
6、极移:地球自转使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。
7、恒星时(ST):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。
8、真太阳时MT: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。
9、大地水准面:假想海洋处于完全静止的平衡状态时海水面延伸到大陆地面以下所形成的闭合曲面,叫大地水准面。
10、正常椭球:与地球质量相等且质量分布均匀的椭球。
11、正常重力加速度:正常椭球对其表面与外部点所产生的重力加速度。
12、正常位水准面:相应于正常重力加速度的重力等位面。
13、理论闭合差:由水准面不平行而引起的水准环线闭合差,称为理论闭合差。
14、正常椭球面:是大地水准面的规则形状(一般指旋转椭球面)。
因此引入正常椭球后,地球重力位被分成正常重力位和扰动位两部分,实际重力也被分成正常重力和重力异常两部分。
15、总的地球椭球:一个和整个大地体最为密合的。
总地球椭球中心和地球质心重合,总的地球椭球的短轴与地球地轴相重合,起始大地子午面和起始天文子午面重合,总地球椭球和大地体最为密合。
16、参考椭球:具有确定参数(长半径 a和扁率α),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。
1.大地测量学的定义: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。
2.大地测量学的作用:(1)为人类活动提供地球信息。
(2)在防灾减灾和救援活动中发挥日益增强的作用。
(3)在环境监测和保护等领域中发挥重要作用。
(4)探索地球物理现象的力学机制,获取表征地球运动和形变的参数。
(5)为空间技术和国防现代化建设提供重要保障。
3.在测量工作中,为了不使误差积累,必须遵循“从整体到局部”,“先控制后碎部”的原则。
4.布设原则:从高级到低级逐级加密。
国家水准网遵循“从整体到局部、由高级到低级、逐级控制、逐级加密”的原则布设为一、二、三、四等。
5.大地测量学的基本任务:建立控制网,确定控制点的位置。
6.大地测量学的基准面和基准线:椭球面、参考椭球面、水准面、大地水准面、高斯面、地球自然表面、(似)大地水准面、首子午面、赤道;(铅)垂线、法线地球自转轴。
7.我国的参考椭球:1954北京坐标系、1980西安坐标系,“1980年国家大地坐标系”(简称80系)(大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇)。
8.大地水准面的铅垂线与椭球面的法线必然不重合,两者之间的夹角u称为垂线偏差。
9.大地水准面与椭球面在某一点上的高差称为大地水准面差距,用N表示。
似大地水准面与椭球面在某一点上的高差称为高程异常,用 表示。
大地高——地面点沿法线至椭球面的距离,正高——地面点沿实际重力(垂)线至大地水准面的距离,正常高——地面点沿实际重力(垂)线至似大地水准面的距离。
10.经纬仪仪器误差:⑴视准轴误差⑵度盘偏心误差⑶横轴(水平轴)倾斜误差⑷竖轴倾斜误差11.度盘偏心误差:度盘中心与照准部旋转中心不重合,即度盘中心与地面点不在同一铅垂线上。
误差特点:在度盘的不同位置对读数的影响不同。
减弱或消除办法:(1)不同测回间配置度盘,使读数均匀分布在度盘上;(2)采用度盘对径分划取平均值的办法;(3)盘左盘右取平均值的办法。
第一章绪论1、大地测量学的任务:一是精确确定地面点位及其变化,二是研究地球重力场、地球形状和地球动力现象。
2、大地测量的作用:(一)在地形图测绘、工程建设和交通运输方面的作用一是控制测图误差的积累。
二是统一坐标系统。
三是解决椭球面和平面的矛盾。
(二)在空间技术应用和国防建设中的作用(三)在地球科学研究中的作用(四)在资源开发、环境监测与保护中的作用(五)在防灾、减灾和救灾中的作用3、大地测量学的分类:一、按照研究地球空间的范围大小分:理论大地测量学、大地控制测量学、海洋大地测量学、工程大地测量学二、按照所研究地球的时空属性分:几何大地测量学、物理大地测量学、动力大地测量学、整体大地测量学三、按实现基本任务的技术手段分:地面大地测量学、空间大地测量学、惯性大地测量学第二章1、天文测量是研究如何运用测量天体的方法来确定地面点在地球上的位置和某一方向线的方向,即地面地面点的天文经纬度和到某方向的天文方位角。
2、天球与地球自转有关的几个基本圈、线、点P373、天体(球)的周日视运动:一种直观的由于地球由西向东自转而产生的天球或天体的视运动4、黄赤交角:黄道面与赤道面的夹角。
用g表示。
g=23°27′黄道面:地球绕太阳公转的平均轨道面5、时间系统时间是物质存在和运行的客观形式。
原则:选择一种连续而均匀的物质运动周期作为计量时间单位的标准,而且这种运动周期是可以测定和复制的。
根据这一原则已选择三种物质建立时间单位:地球自转、地球公转、原子内部能级跃迁。
恒星时系统:选春分点作为参考点,用它的周日视运动周期所确定的时间计量系统。
真太阳时,选取真太阳为参考点,并以周日视运动周期为基准所建立的一种时间计量系统。
平太阳时,选取平太阳为参考点,并以其周日视运动周期为基准建立的一种时间计量系统。
6、地球重力就是单位质点所受的地球引力和地球自转离心力的合力。
绝对重力测量指直接测定一点的重力值。
有两种方法,一种是利用可倒摆测定;另一种就是运用物体的自由运动测定。
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星体的一门学科。
(研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科)。
现代定义精确测定地面点的空间位置,研究如何确定地球形状、大小和地球外部重力场的精细结构及重力场随时间的变化,探索地球动力学的一门科学。
大地测量学的基本内容:1建立统一的大地测量坐标系 2建立和维持国家和全球大地控制网 3研究为获得高精度测量成果的仪器和方法 4研究数据处理的理论的方法。
参考椭球:其大小及定位定向最接近于本国或本地区的地球椭球。
水准面高度:大地水准面高度又称大地水准面差距N,似大地水准面高度又称高程异常ζ理论闭合差:由于水准面不平行,对应的Δh和Δh’不相等,水准环线高程闭合差也不等于零,称为理论闭合差。
大地水准面:我们把完全静止的海水面所形成的重力等位面,专称它为大地水准面正高:正高系统是以大地水准面为高程基准面,地面上任一点的正高是该点沿垂线方向至大地水准面的距离。
正常高:正常高系统是地面点到一个与大地水准面极为接近的基准面的距离,这个基准面称为似大地水准面。
空间直角坐标系:坐标原点位于总地球椭球(或参考椭球)质心;Z轴与地球平均自转轴相重合,亦即指向某一时刻的平均北极点;X轴指向平均自转轴与平均格林尼治天文台所决定的子午面与赤道面的交点G;Y轴与此平面垂直,且指向东为正。
法截面:过椭球面上任意一点可作垂直于椭球面的法线,包含这条法线的平面就叫法截面。
法截线(法截弧):法截面与椭球面的交线。
卯酉圈:过某点法线的无数个法截面中,与子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合圈就称为卯酉圈。
大地线:椭球面上两点间的最短曲线叫做大地线。
大地主题正解:已知一点的大地经度、大地纬度以及该点至待求点的大地线长度和大地方位角,计算待求点的大地经度、大地纬度和待求点至已知点的大地方位角的解算。
大地主题反解:已知两点的大地经度和大地纬度,计算这两点间的大地线长度和正反大地方位角的解算。
第一章大地测量学定义广义: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。
狭义:大地测量学是测量和描绘地球表面的科学。
包含测定地球形状与大小,测定地面点几何位置,确定地球重力场,以及在地球上进行必须顾及地球曲率的那些测量工作。
大地测量学最基本的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。
P1 P4 P6(了解几个阶段、了解展望)大地测量学的地位和作用:1、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独具风貌的特殊作用3、大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障4、大地测量在当代地球科学研究中的地位显得越来越重要5、大地测量学是测绘学科的各分支学科(其中包括大地测量、工程测量、海洋测量、矿山测量、航空摄影测量与遥感、地图学与地理信息系统等)的基础科学现代大地测量学三个基本分支:几何大地测量学、物理大地测量学、空间大地测量学第二章幵普勒三大行星运动定律: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,与太阳连线哎单位时间内扫过的面积相等3、行星绕轨道运动周期的平方与轨道长半轴的立方之比为常数地轴方向相对于空间的变化(岁差和章动)(可出简答题)地轴相对于地球本体内部结构的相对位置变化(极移)历元:对于卫星系统或天文学,某一事件相应的时刻。
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。
任何一个周期运动,如果满足如下三项要求,就可以作为计量时间的方法:1、运动是连续的2、运动的周期具有足够的稳定性3、运动是可观测的多种时间系统以地球自转运动为基础:恒星时和世界时以地球公转运动为基础:历书时 -太阳系质心力学时、地球质心力学时以物质内部原子运动特征为基础:原子时协调世界时(P23)大地基進: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)。
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星体的一门学科。
(研究和确定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和地表面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科)。
2. 大地测量学的基本体系:1、应用大地测量学,2、椭球大地测量学、3、大地天文测量学,4、大地重力测量学,5、测量平差。
3. 大地测量学的基本内容:1、建立统一的大地测量坐标系,2、建立和维持国家和全球大地控制网,3、研究为获得高精度测量成果的仪器和方法,4、研究数据处理的理论的方法。
4. 岁差: 地球瞬时自转轴在惯性空间不断改变方向的长期性运动.(?)5. 章动:地球瞬时自转轴在惯性空间不断改变方向的周期性运动。
(?)6. 极移:地球瞬时自转轴相对于地球惯性轴的运动。
7. 描述地球自转运动规律的参数称为地球定向参数(EOP ),描述地球自转速度变化的参数和描述极移的参数称为地球自转参数(ERP),EOP=ERP+岁差+章动 8. 时间的两大要素:时间原点、度量单位(尺度)。
9. 以地球自转运动为基础,建立了恒星时(ST)和世界时(UT),太阳时;以地球公转运动为基础,建立了历书时(ET);以物质内部原子运动特征为基础,建立了原子时(TAI)10. 什么是春分点和秋分点:黄道与赤道的两个交点称为春分点和秋分点 11. 测量常用的基准包括平面基准、高程基准、重力基准等 12. 坐标参考系统:分为天球坐标系和地球坐标系。
13. 正常高及正高与大地高有如下关系:H=H 正常+ζ H=H 正高+N14. 椭球定位:是指确定椭球中心的位置,可分为两类:局部定位和地心定位15. 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:① 椭球短轴平行于地球自转轴;② 大地起始子午面平行于天文起始子午面。
16. 协议(地固)坐标系与瞬时坐标系的转换: 1极移的影响2 极移参数的确定 17. 参考椭球定位于定向的方法可分为两种:一点定位和多点定位。
大地测量学基础复习题一、名词解释1、大地测量学:大地测量学是研究地球的形状、大小和重力场,以及测定地面点空间位置的学科。
2、椭球:大地水准面所包围的地球椭球体称为椭球。
3、大地水准面:由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则的封闭曲面。
4、垂线偏差:大地水准面上一点与椭球面上的垂线的偏离称为垂线偏差。
5、大地纬度:地面点在椭球面的法线与赤道平面的夹角称为大地纬度。
6、大地经度:地面点在椭球面的切线与子午线的夹角称为大地经度。
7、卯酉圈曲率半径:椭球面上平行于卯酉圈的曲率半径称为卯酉圈曲率半径。
8、子午圈曲率半径:椭球面上平行于子午圈的曲率半径称为子午圈曲率半径。
9、大地测量坐标系:以参考椭球中心为原点,大地经圈为基准面的直角坐标系称为大地测量坐标系。
10、大地原点:作为国家大地的基准点称为大地原点。
二、选择题1、下列哪个选项不是大地测量学的研究对象?( )A.地球的形状和大小B.地球的重力场C.空间点位置的测定D.大气物理2、下列哪个选项不是大地水准面的特点?( )A.大地水准面是由静止海水面并向大陆延伸所形成的不规则封闭曲面B.大地水准面上一点与椭球面上的垂线的偏离称为垂线偏差C.大地水准面与椭球面的差异是地球表面地形地貌的反映D.大地水准面与椭球面的差异是由地球内部物质分布不均匀造成的3、下列哪个选项不是大地纬度的特点?( )A.地面点在椭球面的法线与赤道平面的夹角称为大地纬度B.大地纬度的起算原点是赤道C.大地纬度的变化范围是0°-90°D.大地纬度的度量单位是度、分、秒4、下列哪个选项不是大地经度的特点?( )A.地面点在椭球面的切线与子午线的夹角称为大地经度B.大地经度的起算原点是本初子午线C.大地经度的变化范围是0°-180°D.大地经度的度量单位是度、分、秒5、下列哪个选项不是椭球的形状?( )A.短轴近似圆形,长轴略呈扁平形B.短轴近似圆形,长轴略呈梨形C.短轴近似圆形,长轴略呈扁球形D.短轴近似圆形,长轴略呈长球形6下列哪个选项不是大地测量坐标系的特征?( )A以参考椭球中心为原点,大地经圈为基准面的直角坐标系称为大地测量坐标系B大地测量坐标系的x轴指向北极,y轴指向东经0°方向C大地测量坐标系的x轴指向南极,y轴指向东经0°方向D大地测量坐标系的z 轴指向地球北极7下列哪个选项不是地球重力场的特征?( )A重力加速度随纬度增高而增大B重力加速度随海拔增高而减小C重力加速度随纬度增高而减小D重力加速度随海拔增高而增大8下列哪个选项不是进行大地测量时必须考虑地球自转的影响?( )A地面点的空间位置B大地水准面与椭球面的差异C大气折射改正D重力加速度的测定三、问答题1简述大地测量学的基本任务是什么?2简述大地水准面的特点。
大地测量学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。
由于高精度绝对重力仪和相对重力仪的研究成功和使用,有些国家建立了自己的高精度重力网,大地控制网优化设计理论和最小二乘法的配置法的提出和应用。
4.简述物理大地测量学的主要任务和内容?答:物理大地测量学也有称为理论大地测量学。
它的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等。
5.解释重力、引力、离心力、引力位、离心力位、重力位、地球重力场、正常重力、正常重力位、扰动位等概念,简述其相应关系。
答:地球引力及由于质点饶地球自转轴旋转而产生的离心力的合力称为地球重力。
引力F是由于地球形状及其内部质量分布决定的其方向指向地心、大小F=f²M²m/r∧2。
离心力P指向质点所在平行圈半径的外方向,其计算公式为P=m w∧2²p引力位就是将单位质点从无穷远处移动到该点引力所做的功。
离心力位重力位就是引力位V和离心力位Q之和。
地球重力场是地球的种物理属性。
表征地球内部、表面或外部各点所受地球重力作用的空间。
根据其分布,可以研究地球内部结构、地球形状及对航天器的影响。
正常重力正常重力位是一个函数简单、不涉及地球形状和密度便可直接计算得到的地球重力位的近似值的辅助重力位。
扰动位是地球正常重力位与地球重力位的差异。
6.简述引力、离心力方向及其决定因素如何?地球引力位公式一般有可以哪几种方式表达?答:(1)引力是由地球形状及其内部质量分布决定,离心力指向质点所在平行圈半径的外方向,它是由质点绕地球自转轴旋转而产生,其大小由质点质量,地球自转角速度,质点所在平行圈半径共同决定。
(2)地球引力位公式:V= f²M²m/rV=∫dV=f²∫dm/rA=∣-∫dV∣=V(Q)-(Q。
)10.解释大地水准面、大地体、总椭球、参考椭球、大地天文学、拉普拉斯点、黄道面、春分点、大地水准面差距。
答:与平均还平面相重合,不受潮汐、风浪及大气压的影响,并延伸到大陆下面处处与前垂线相垂直的水准面称为大地水准面。
大地水准面是一个没有褶皱、无棱角的连续封闭曲面。
由它包围的形体称为大地体。
总的地球椭球中心和地球质心重合,总的地球椭球的短轴与地球地轴相重合,起始大地子午面和起始天文子午面重合,同时还要求总的地球椭圆和大地体最为密度。
参考椭球是指具有一定参数、定位和定向,用以代表某一地区大地水准面的地球椭球。
大地天文学主要是研究用天文测量的方法,确定地球表面的地理坐标及方位角的理论和实际问题。
在天文大地点上同时测定方位角的点称为拉普拉斯点。
黄道是太阳周年的视运动沿着大圆的运动圈。
春分点是黄道和赤道的交点,并被看作固定的恒星点。
大地水准面差距是指大地水准面与地球椭球面之间的距离14 解释水准面的含义及性质,为什么说水准面有多个?答:含义:我们把重力位相等的面称为重力等位面,这也就是我们通常所说的水准面.性质:1、由于重力位是由点坐标唯一确定的,故水准面相互既不能相交也不能相切;2、在一个水准面上移动单位质量不做功,即所做共为0,可见水准面是均衡面;3、在水准面上,所有点的重力均与水准面正交;4、由于两个水准面之间的距离不是一个常数,故两个水准面彼此不平行;5、力线与所有水准面都正交,彼此不平行。
由于重力位W是标量函数,只与点的空间位置有关,因此当W(r,θλ)等于某一常数时,将给出相应的曲面,给出不同常数将得到一簇曲面,在每一个曲面上重力位都相等,显然,在质体周围可以形成无数个水准面。
16、解释总椭球、参考椭球及正常椭球的含义、性质和作用,分析它们异同点。
(31、30)答:总椭球为研究全球性问题,需要一个和整个大地体最为密合的总的地球椭球。
参考椭球指具有一定参数、定位和定向,用以代表某一地区大地水准面的地球椭球。
正常椭球正常椭球面是大地水准面的规则形状。
17、简述我国的高程基准面、原点高程及确定方法。
答:(1)高程基准面就是地面点高程的统一算面,由于大地水准面所形成的体形——大地体是与整个地球最为接近的体形,因此通常采用大地水准面作为高程基准面。
确定方法:大地水准面是假想海洋处于完全静止的平衡状态时的海水面延伸到大陆地面以下所形成的闭合曲面。
事实上,海洋受潮汐、风力的影响,永远不会处于完全静止的平衡状态,总是存在着不断的升降运动,但是可以在海洋近岸的一点竖立水位标尺,成年累月的观测海水面的水位升降,根据长期观测的结果可以求出该点处海洋水面的平均位置,人们假定大地水准面就是通过这点处实测的平均海水面。
对于同一个国家来说,只能根据同一个验潮站所求得的平均海水面作为全国高程的统一起算面——高程基准面。
(2)水准原点:为了长期、牢固地表示出高程基准面的位置,作为传递高程的起算点,必须建立稳固的水准原点,用精密水准测量方法将它与验潮站的水准标尺进行联测,以高程基准面为零推求水准原点的高程,以此高程作为全国各地推算高程的依据。
在“1985国家高程基准”系统中,我国水准原点的高程为72.260m.18简述大地测量常用坐标系的定义、建立及相互关系。
答:如图所示,P点的子午面NPS与起始子午面NGS所构成的二面角L,叫做P点的大地经度。
由起始子午面起算,向东为正,叫东经(0-180度),向西为负,叫西经(0-180度)。
P 点的法线Pn与赤道面的夹角B,叫做P点的大地纬度,由赤道面起算,向北为正,叫北纬(0-90度);向南为负,叫南纬(0-90度)。
在该坐标系中,P点的位置用L,B表示。
如果点不在椭球面上,表示点的位置除L、B外,还要附加另一参数——大地高H。
建立大地坐标系包括确定椭球的参数、定位、定向等三方面。
当坐标原点为在总地球椭球(或参考椭球)质心时,此时称为地心(或参心)空间直角坐标系。
天文坐标系是以前垂线为依据建立起来的:天文纬度是P点的铅垂线与地球赤道形成的锐角,天文经度是天文起始子午面通过P点的天文子午面之间形成的二面角.如图所示,设P点的大地经度为L ,在过P点的子午面上,以子午面椭圆中心为原点,建立x,y平面直角坐标系。
在该坐标系中,P点的位置用L,x,y表示。
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。
连接OP,则pox称为地心纬度,而OP=称为P点向径.设椭球面上P点的大地经度为L,在此子午面上以椭圆中心O为圆心,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,用u表示,在此归化纬度坐标系中,P点位置用L,u表示。
21、简述大地纬度、地心纬度、归化纬度的概念,其相互关系如何?(29、28)答:某点法线与赤道面的夹角,叫做该点的大地纬度。
设椭球面上P点的大地经度L,在此子午面上以椭球中心O为原点建立地地心纬度坐标系。
连接OP,则POX=称为地心纬度。
设椭球面上P点的大地纬度为L,在此子午面上以椭球中心为圆心,以椭球长半径a为半径作辅助圆,延长P2P与辅助圆相交P点,则与x轴夹角称为P点的归化纬度。
大地纬度B,归化纬度u,地心纬度之间的关系;25、解释正常位水准面、重力异常、重力位水准面、垂线偏差正常位水准面:重力异常:重力位水准面:重力位相等的面称为重力等位面,即通常所说的水准面。
垂线偏差:地面上一点的重力向量g和相应椭球的法线向量n之间的夹角定义为该点的垂线偏差。
27:我国解放后主要采用哪两种参考椭球?其主要参数是什么?答:我国1954年北京坐标系应用的是克拉索夫斯基椭球1980年国家大地坐标系应用的是1975国际椭球这两种椭球的主要参数是:①克拉索夫斯基椭球体a 6378245.0000000000(m)b 6356863.0187730473(m)c 6399698.9017827110(m)a 1/298.3e^2 0.006693421622966e’^2 0.006738525414683②1975国际椭球体a 6378140.0000000000(m)b 6356755.2881575287(m)c 6399596.6519881015(m)a 1/298.257e^2 0.006694384999588e’^2 0.00673950181947328:什么是大地测量的基本坐标系?有何优点?答:大地测量的基本坐标系是的大地坐标系和空间直角坐标系这两种坐标系在大地测量、地形测量以及制图学的理论研究及实践工作中都得到了广泛的应用。