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大地测量学基础[第十三次]
四、地球的正常重力位和正常重力
质量=体积×密度
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:地球重力位与地球正常重力位的差异。
地球重力位=正常重力位+扰动位
1.引力位的数学表达式:
推导过程:
;令;其中:
;
2.正常重力位
;取前三项得
整理得:;常数q: 为赤道上的离心力与重力之比
;3.正常重力公式
赤道上的正常重力:
极点处的正常重力:
重力扁率
;地球椭球面上的正常重力公式
, 其中 为纬度
顾及四阶主球函数的正常重力公式:
常用的正常重力公式:
赫尔墨特公式:
卡西尼公式:;1979年IUGG推荐公式:
WGS-84坐标系中公式:
高出椭球面H米的正常重力的计算公式:
4.地球椭球大地基准常数:
:引力场数积 :二阶主球函数系数
:自转角速度 :长半轴
;五、正常椭球和水准椭球,总的地球和参考椭球
正常椭球面:大地水准面的规则形状。相应的
椭球称为正常椭球。
地球重力位=正常重力位+扰动位
实际重力=正常重力+重力异常
一般采用水准椭球
1.正常椭球的描述:
, , 和
定位:质心
定向:短轴、起始子午面
;2.总地球椭球:
与大地体最密合的正常椭球
要求:⑴中心与地球质心重合;
⑵ 短轴与地轴重合;
⑶起始子午面与起始天文子午面重合;
⑷全球范围内大地水准面差距N的平方和最小
3.参考椭球:
适合于不同地区的正常椭球叫参考椭球
我国:1954年 北京坐标系,1956黄海高程系
1980年 西安坐标系,1985黄海高程系
;小结:(1)掌握地球正常重力位的概念,了解重力位的球
谐函数展开式;
(2)掌握正常重力公式;
(3)掌握四个地球椭球大地基准常数
(4)大地体,总地球椭球,参考椭球的概念
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