大地测量教学课件.ppt

Fundation of Geodesy 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。 几何大地测量学（即天文大地测量学） 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。 物理大地测量学：即理论大地测量学 基本任务： 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。 空间大地测量学： 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。利用人造地球卫星进行地面点定位及测定地球形状、大小和地球重力场的理论、方法的学科. 大地测量系统与参考框架 地测量系统与参考框架的描述 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（理论、模型与方法）。 大地测量参考框架： 是通过大地测量手段，由固定在地面上的点所构成的大地网(点）按大地测量系统所规定的模式构建的，是大地测量系统的具体实现。大地测量系统是总体概念，大地测量参考框架是大地测量系统的具体的应用形式。 大地测量系统包括：坐标系统、高程系统与重力参考系统。 大地测量参考框架包括：坐标参考框架、高程参考框架和重力参考框架。 大地测量坐标系统 定义：参心坐标系统的原点位于参考椭球体的中心，Z轴即椭球的旋转轴与地球的自转轴平行，X轴指向平行于天文起始子午面的大地子午面与赤道面的交点，Y轴与X和Z轴构成右手坐标系。 大地原点也叫大地基准点或大地起算点，参考椭球参数和大地原点上的起算数据的确立是一个参心大地坐标系建成的标志. 1954年北京坐标系 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: 椭球参数有较大误差。 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。 几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。 定向不明确 。 大地测量坐标系统 地心坐标系统满足以下四个条件： 原点位于整个地球的质心（包括海洋和大气） 尺度是相对论意义下某一局部地球框架内的尺度。 定向为国际时间局测定的某一历元的协议地极和零子午线，称为地球的定向参数EOP。 定向随时间的演变满足地壳无整体的约束条件。 通俗化的定义： 原点位于地球的质心 Z轴与X轴的定向某一历元的EOP参数确定 Y轴与X、Z构成空间右手坐标系。 1）参心坐标参考框架 传统测量坐标框架是由天文大地网来实现的，一般定义在参心坐标系中，是一种区域、二维、静态的地球参考框架。50~80年代，北京1954参心坐标参考框架、西安1980参心坐标参考框架。 国际地球自转服务IERS ( International Earth Rotation Service) 1988年: IUGG+IAU→IERS（IBH+IPMS） IERS的任务主要有以下几个方面： 维持国际天球参考系统(ICRS)和框架(ICRF)； 维持国际地球参考系统(ITRS)和框架(ITRF)； 提供及时准确的地球自转参数(EOP)。 国务院批准自2008年7月1日启用我国的地心坐标系—2000国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000。 用8—10年的时间，完成现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系的过渡和转换。 我国于2004年完成“2000国家GPS控制网”的计算。该网包含了国家测绘局布设的高精度GPS A、B级网，总参布设的GPS 一、二级网，地震局、总参测绘局、科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网络的基准网、基本网和区域网，该控制网整合了上述三个大型的有重要影响力的GPS观测网的成果。2000国家GPS网共有28个连续运行参考站，2500多个GPS网点组成，通过联合处理将其归于一个坐标参考框架（ITRF9