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大地測量概論

1、大地測量的任務

主要任務是建立國家或者大范圍的精密控制測量網(wǎng)，內(nèi)容包括三角測量、導線測量、水準測量、天文測量、重力測量、慣性測量、衛(wèi)星大地測量以及各種大地測量數(shù)據(jù)處理等。它為大規(guī)模地形圖測制及各種工程測量提供高精度的平面控制和高程控制，為空間科學技術和軍事用途提供精確的點位坐標、距離、方位及地球重力資料，為研究地球形狀和大小、地殼形變及地震預報等科學問題提供資料。

2、現(xiàn)代大地測量的特點

1）長距離、大范圍；2）高精度；3）實時、快速；4）四維；5）地心；6）學科融合。

3、大地測量的作用

大地測量師組織、管理、融合和分析地球海量時空信息的一個數(shù)理基礎，也是描述、構建和認知地球，進而解決地球科學問題的一個時空平臺。各種測繪只有在大地測量基準的基礎上，才能獲得統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、法定的平面坐標和高程系統(tǒng)，才能獲得正確的點位和海拔高以及點之間的空間關系和尺度。

4、大地測量系統(tǒng)與參考框架

大地測量系統(tǒng)規(guī)定了大地測量的起算基準、尺度標準以及實現(xiàn)方式（包括理論、模型和方法）。大地測量參考框架時通過大地測量手段，由固定在地面上的點所構成的大地網(wǎng)（點）或其他實體（靜止或者運動的物體）按相應于大地測量系統(tǒng)的規(guī)定模式構建的，是對大地測量系統(tǒng)的具體實現(xiàn)。大地測量系統(tǒng)是總體概念，大地測量參考框架是大地測量系統(tǒng)的具體應用形式。大地測量系統(tǒng)包括：坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、深度基準和重力系統(tǒng)。對應的大地參考框架有：坐標參考框架、高程參考框架和重力參考框架。

5、大地測量坐標系統(tǒng)合大地測量常數(shù)

大地測量坐標系統(tǒng)是非慣性坐標系統(tǒng)，根據(jù)原點位置不同，可以分為地心坐標系統(tǒng)和參心坐標系統(tǒng)，從表現(xiàn)形式可以分為空間直角坐標系統(tǒng)和大地坐標系統(tǒng)；空間直角坐標一般用（X,Y,Z）表示，大地坐標一般用（經(jīng)度λ，緯度φ，大地高H）表示。

注：大地高是指空間點沿橢球面法線方向至橢球面的距離。

大地常數(shù)是指地球橢球幾何和物理參數(shù)，它分為基本常識和導出常數(shù)。

6、參心坐標框架

參心坐標框架是一種區(qū)域性、二維靜態(tài)的地球坐標框架，是由天文大地網(wǎng)實現(xiàn)和維持的。20世紀，世界上絕大部分國家或者地區(qū)都采用天文大地網(wǎng)來實現(xiàn)和維持各自的參心坐標框架。我國在20世紀50~80年代完成了全國天文大地網(wǎng)，分別定義了1954北京坐標系統(tǒng)和1980西安坐標系統(tǒng)。

7、地心坐標框架

國家地面參考框架（ITRF）是國際地面參考系統(tǒng)（ITRS）的具體實現(xiàn)。它以甚長基線干涉測量（VLBI）、衛(wèi)星激光測距（SLR）、激光測月（LLR）、GPS和衛(wèi)星多普勒定軌定位（DORIS）等空間大地測量技術構成全球觀測網(wǎng)點，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，得到ITRF點（地面觀測點）站坐標和速度場等。目前，ITRF已成為國際公認的應用最廣泛、精度最高的地心坐標框架。

2000國家大地控制網(wǎng)是定義在ITRS2000地心坐標系統(tǒng)中的區(qū)域性地心坐標框架。

8、高程基準

高程基準定義了陸地上高程測量的起算點，區(qū)域性的高程基準可以用驗潮站的長期平均海面來確定，通常定義該平均海平面的高程為零。1954年，我國確定用青島驗潮站計算的黃海平均海水面作為高程基準面，并在青島市觀象山修建了國家水準原點。1956年計算出我國水準原點高程為72.289m，我國現(xiàn)行的1985年國家高程基準為72.2604m。

9、高程系統(tǒng)

我國高程系統(tǒng)采用正常高系統(tǒng)，正常高的起算面是似大地水準面。

10、高程框架

高程框架是高程系統(tǒng)的實現(xiàn)。高程框架分四個等級：國家一、二、三、四等水準控制網(wǎng)。另外一種高程框架形式是通過（似）大地水準面精化來實現(xiàn)的。

11、重力系統(tǒng)和重力框架

重力測量就是測定空間一點的重力加速度。重力參考系統(tǒng)則是指采樣的橢球常數(shù)及其相應的正常重力場。重力測量框架是由分布在各地的若干絕對重力點和相對重力點構成的重力控制網(wǎng)，以及用作相對重力尺度標準的若干條長短基線。

12、深度基準

深度基準面的選擇與海區(qū)潮汐情況相關，常采用當?shù)氐某毕{(diào)和常數(shù)來計算，由于各地潮汐性質(zhì)不同，計算方法不同，一些國家和地區(qū)的深度基準面也不同。我國1956年以前采用最低低潮面、大潮平均低潮面和實測最低潮面等為深度基準，1957年起采樣理論深度基準為深度基準面。

13、時間系統(tǒng)與時間系統(tǒng)框架

空間和時間一起構成四維大地測量。

時間系統(tǒng)規(guī)定了時間測量的參考標準，包括時刻參考標準、時間間隔的尺度標準。

時間系統(tǒng)框架是某一區(qū)域或者全球范圍內(nèi)，通過守時、授時和時間頻率測量技術，實現(xiàn)和維持統(tǒng)一的時間系統(tǒng)。

14、常用的時間系統(tǒng)

1）世界時（UT）2）原子時（AT）3）力學時（DT）4）協(xié)調(diào)時（UTC）5）GPS時（GPST）。

15、時間系統(tǒng)框架

時間系統(tǒng)框架是對時間系統(tǒng)的實現(xiàn)，包括以下幾方面的內(nèi)容：1）采用的時間頻率基準；2）守時系統(tǒng)；3）授時系統(tǒng)4）覆蓋范圍。

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（責任編輯：中大編輯）

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