大地测量(期末复习材料)
24页1、 第一章 绪 论1大地测量学的定义和基本内容 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。 1.3 大地测量学的基本内容 v 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。v 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。v 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。v 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。2 大地测量学的作用2.1大地测量是一切测绘科学技术的基础 通过研究地球形状及其动力学规律,建立国家和全球空间定位基准(空间参考系),主要包括:大地基准定义和实现方法,为人们获取地球空间信息提供可操作性的参考框架。v 平面基准:全球或国家的大地平面坐标系。v 高程基准 :国家高程基准。v 重
2、力基准 :国际绝对重力基准(1987年IUGG第19次会议决定)。 2.2大地测量学的作用v 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 v 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。v 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。 天轴与天极 地球自转轴的延伸直线为天轴,天轴与天球的交点 PN 和 PS 称为天极,其中 PN 称为北天极, PS 为南天极。 天球赤道面与天球赤道 通过地球质心 O 与天轴垂直的平面称为天球赤道面。天球赤道面与地球赤道面相重合。该赤道面与天球相交的大圆称为天球赤道。图21 天球的概念 天球子午面与子午圈 含天轴并通过任一点的平面,称为天球子午面. 天球子午面与天球相交的大园称为天球子午圈。 时圈 通过天轴的平面与天球相交的大圆均称为时圈。 黄道 地球公转的轨道面(黄道面)与天球相交的大园称为黄道。 黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角,约为23.5度
3、。 黄极 通过天球中心,且垂直于黄道面的直线与天球的交点,称为黄极。其中靠近北天极的交点称为北黄极,靠近南天极的交点称为南黄极。 春分点与秋分点 黄道与赤道的两个交点称为春分点和秋分点。视太阳在黄道上从南半球向北半球运动时,黄道与天球赤道的交点称为春分点,用 表示。 在天文学中和研究卫星运动时,春分点和天球赤道面,是建立参考系的重要基准点和基准面 赤经与赤纬 地球的中心至天体的连线与天球赤道面的夹角称为赤纬,春分点的天球子午面与过天体的天球子午面的夹角为赤经。 地球的公转:开普勒三大运动定律: 运动的轨迹是椭圆,太阳位于其椭圆的一个 焦点上; 在单位时间内扫过的面积相等;运动的周期的平方与轨道的长半轴的立方的比为常数。 地球的自转的特征: (1) 地轴方向相对于空间的变化(岁差和章动) 地球自转轴在空间的变化,是日月引力的共同结果。假设月球的引力及其运行轨道是固定不变的,由于日、月等天体的影响,地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转,类似于旋转陀螺,形成一个倒圆锥体(见下图),其锥角等于黄赤交角=23.5 ,旋转周期为26000年,这种运动称为岁差,是地轴方向相对于空间的长周期运动。岁
4、差使春分点每年向西移动50.3v 时间的描述包括时间原点、单位(尺度)两大要素。 时间是物质运动过程的连续的表现,选择测量时间单位的基本原则是选取一种物质的运动。时间的特点是连续、均匀,故一种物质的运动也应该连续、均匀。v 周期运动满足如下三项要求,可以作为计量时间的方法。 运动是连续的; 运动的周期具有足够的稳定性; 运动是可观测的。v 选取的物理对象不同,时间的定义不同: 地球的自转运动、地球的公转、物质的振动等。 恒星时(ST)v 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。v 春分点连续两次经过同一子午圈上中天的时间间隔为一个恒星日,分为24个恒星时,某一地点的地方恒星时,在数值上等于春分点相对于这一地方子午圈的时角。 v 地方真恒星时、平恒星时、格林尼治真恒星时、 格林尼治平恒星时之间的关系: 平太阳时MTv 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。 地球绕太阳公转的速度不均匀。近日点快、远日点慢。真太阳日在近日点最长、远日点最短。v 假设以平太阳作为参考点,
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