大 地 测 量 学 基 础 姚吉利 Ysy_941123@sdut.edu.cn 电话：2781291（6291）（O） 大 地 测 量 学 基 础 姚吉利 Ysy_941123@sdut.edu.cn 电话：2781291（6291）（O） 2781883（H） 13561619833 建筑工程学院测绘工程系.

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1 大 地 测 量 学 基 础 姚吉利 Ysy_941123@sdut.edu.cn 电话：2781291（6291）（O）
大 地 测 量 学 基 础 姚吉利 电话： （6291）（O） （H） 建筑工程学院测绘工程系

2 一、测绘为何要开该课？为何成为核心课程？
测绘学是集采集，量测，处理，分析，解释，分发，利用和评价与地理空间分布有关数据的一门科学，工艺，技术和经济实体。 高精度数据采集、量测是大地测量技术的任务。数据处理的基准是什么？ 测量学的范围小，观测基准是铅垂线和平面，并且认为铅垂线是平行的，计算基准是垂线和平面。 大地测量学的范围是整个地球，观测基准是铅垂线，但铅垂线是是不平行的。计算基准是参考椭球的法线和大地水准面。 水库与大海

3 二．课程特点 三．学好本门课方法 概念多、公式长（级数展开式）、数字大； 原理文字描述简单，数学公式多； 技术更新快，只有水准变化不大；
　1.每次都要作笔记，若有急事缺课必须补上； 2.作业自己独立完成； 　3.要求掌握的公式推导，在课外重推不少于两遍； 4.作业错误必须立即纠正； 5.多问，多思考； 6.多总结，掌握大地测量内涵； 7.注重概念，形成大地测量理念；

4 测绘学的分支学科 测 绘 学 大地测量学 摄影测量学与遥感 工程测量学 海洋测绘 地图制图学与 地理信息系统

5 大地测量学又称测地学,是地球科学的一个分支学科。是一门研究地球形状及行星几何和物理形态特征及其变化规律的基础科学。包括：物理大地测量学、几何大地测量学、卫星大地测量学和空间大地测量学。
研究任务: 研究在全球范围建立与时相依的地球参考坐标框架理论; 研究地球形状及其外部重力场理论与方法; 研究描述极移、固体潮及地壳运动等地球动力学问题; 研究高精度定位理论与方法。

6 地球形状 球形地球 扁球形地球 梨形地球

7 第 1 章 绪 论 1.1 大地测量学的定义和作用 一、定义：
第 1 章 绪 论 1.1 大地测量学的定义和作用 一、定义： 大地测量学是地球科学的一个分支学科，是研究和测定地球的形状、大小、重力场、整体与局部运动和测定地面点的几何位置以及它们的变化的理论和技术的学科。其主要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的空间信息。 二、大地测量学分类： 1.经典大地测量学：几何大地测量学（地表地形）、物理大 地测量学（重力场）:(局域性） 2.现代大地测量学：现代物理大地测量学（CHAMP卫星、 GRACE卫星）、空间大地测量学（GPS、GLONASS、 Galileo卫星）、VLBI、SLR：（区域性、全球性）

8 三、大地测量学的地位和作用： 1.基础先行性：地形图；地籍图；房地产图 大地坐标系起算点－控制网－控制点 2.监测：地震、洪水、厄尔尼诺现象、沙尘暴等 3.保障：航空，航天 4.地球动力学中的应用 —卫星测高 —海面地形 —卫星重力

9 1.2 大地测量学的基本体系和内容 一、大地测量学的基本体系： 几何大地测量学 三个基本分支： 物理大地测量学 空间大地测量学 1.几何大地测量学也就是天文大地测量学。其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。 2.物理大地测量学也有称为理论大地测量学。其基本任务是用物理的方法（重力测量）确定地球形状及其外部重力场。 3.空间大地测量学主要研究以人造卫星及其它空间探测器为代表的空间大地测量学的理论、技术和方法。

10 二、大地测量学的基本内容 1.确定地球形状及外部重力场及其随时间变化，建立统 一的大地测量坐标系，研究地壳变形，测定极移等； 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； 4.研究为获得高精度测量成果的仪器和方法； 5.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； 6.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。

11 1.3 大地测量学的发展简史及展望 一、大地测量学的发展简史 1、大地测量发展的四个阶段 地球圆球阶段 ：17世纪以前.地球地心说
地球椭球阶段：17-19世纪.椭球时期地球为均匀流体 大地水准面阶段 ：19-20世纪40年代参考椭球时期 现代大地测量阶段：以卫星观测空间为基础,测量外部重力场和运动

12 2、各阶段的突破 圆球阶段:同一时间,同一子午线上不同点处天顶距差别用子午线弧长计算半径.
椭球阶段：长度单位的确立;最小二乘法地提出;椭球大地测量学的形成;弧度测量大规模展开;推算了不同的地球椭球参数 国家天文网的布设;几何水准,因瓦基线尺,平行测微器;大规模三角测量;新椭球;平差. 大规模水准网布设;工程控制网;卫星多普勒技术,海洋卫星雷达测高,以及激光卫星测距等都得到应用;优化设计,配置;国家区域,GPS网大会战.

13 二、大地测量的展望 1.空间大地测量的发展 GPS(Global Positioning System) GLONASS (Global Navigation Satellite System) Galileo SLR(Satellite Laser Ranging) VLBI(Very Long Baseline Interferometry) DORIS(Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) INS(Inertial Navigation System) 以及组合导航系统： GNSS,GPS+GLONASS,GPS+INS, GPS+INS+Pseudolite

14

15 神舟4号棱镜组 Lageos-1卫星

16 300 米 ， Arecibo天文台，波多黎各 100米 ， West Virginia， USA

17 上海天文台的记录终端

18 2.空间大地网的发展 国家测绘局：GPS A、B 年 总参测绘局：GPS一、二级 年 地壳运动观测网络： IGS永久性GPS跟踪站 3.精化地球重力场模型 (1) 利用地面重力数据 求重力场模型球谐函数展开系数 (2) 卫星重力 CHAMP，GRACE [小结]：1.大地测量学的定义和分类 2.大地测量学的基本体系 3.大地测量学的发展现状