1、2015級 地信班 方游游第一章大地測量學定義在一定時間空間的參考系統中，測量和描繪地球以及其他行星體的一門學科。大地測量學作用1. 在國民經濟各項建設和社會發展中發揮著基礎先行性的重要保證作用。2. 在防災減災救災以及環境監測、評價和保護中發揮著獨具風貌的特殊作用3. 是發展空間技術和國防建設的重要保證4. 在當代地球科學研究中地位越來越重要5. 是測繪學科各分支學科的基礎科學現代大地測量學的特點1. 測量范圍大2. 從靜態發展到動態，從表面深入到地球內部構造及動力過程3. 觀測精度高4. 測量周期短大地測量學基本內容1. 確定地球形狀以及外部重力場及其隨時間的變化，建立統一的大地測量坐標系

2、，研究地球形變，測定極移以及海洋水面地形及其變化等2. 研究月球及太陽系行星的形狀及重力場3. 建立和維持具有高科技水平的國家和全球的天文大地水平控制網和精密水準為以及海洋大地控制網，以滿足國民經濟和國防建設的需要4. 研究為獲得高精度測量成果的儀器和方法等5. 研究地球表面向托球迷或平面投影數學變換及有關的大地測量計算6. 研究大規模高精度和多類別的地面網、空間網及其聯合網的數據處理的理論和方法，測量數據庫建立及應用等大地測量學發展簡史1. 地球圓球階段2. 地球橢球階段3. 大地水準面階段4. 現代大地測量新時期大地測量的展望1. GNSS,SLR,VLBI是主導本學科發展的主要的空間大地

3、測量技術2. 空間大地網是實現本學科科學技術任務的主要技術方案3. 精化地球重力場模型是大地測量學的主要發展目標4. 新一代國家測繪基準建設工程已經啟動第二章開普勒三大行星運動定律1. 行星軌道是一個橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。2. 行星運動中，與太陽連線在單位時間內掃過的面積相等3. 行星繞軌道運動周期的平方與軌道長半軸立方之比為常數。歲差由于日月等天體影響，地球的旋轉軸在空間圍繞黃極發生緩慢旋轉，是地軸方向相對于空間的長周期運動。章動地球旋轉軸在歲差的基礎上疊加18.6年的短周期圓周運動，振幅為9.21。極移地軸相對于地球本體內部結構的相對位置變化。國際協議原點CIO國際上五個ILS站

4、以19001905年的平均緯度所確定的平極作為基準點。時間的計量包括哪兩大元素1. 時間原點。2. 度量單位。計量時間的方法滿足的條件（3點）1. 運動是連續的；2. 運動的周期具有足夠的穩定性；3. 運動是可觀測的。春分點當太陽在黃道上從天球南半球向北半球運行時，黃道與天球赤道的交點。什么是大地測量基準？用以描述地球形狀的參考橢球的參數、參考橢球在空間中的定位及定向、描述這些位置時所采用的單位長度的定義。包括：平面基準、高程基準、重力基準等。什么是大地測量參考系統與參考框架，兩者有何關系？大地測量系統包括坐標系統、高程/深度基準和重力參考系統。大地測量參考框架有坐標（參考）框架、高程（參考）

5、框架和重力測量（參考）框架三種。是大地測量參考系統的具體實現。什么是橢球定位與定向？橢球定位指確定橢球中心的位置，分為局部定位和地心定位；橢球定向指確定橢球旋轉軸的方向。橢球定向一般要滿足哪些條件？（雙平行條件）1. 橢球短軸平行于地球自轉軸；2. 大地起始子午面平行于天文起始子午面。恒星時春分點周日視運動確定的時間，真恒星時等于真春分點的地方時角，平恒星時等于平春分點的地方時角。恒星日春分點連續兩次經過同一子午圈上中天的時間間隔。真太陽時真太陽周日視運動確定的時間（不均勻）。平太陽日平太陽連續兩次經過同一子午圈的時間間隔。世界時以格林尼治子夜起算的平太陽時。原子時在零磁場下，銫-113原子基

6、態兩個超精細能級間簽約輻射919631770周所持續的時間。什么是參考橢球？具有確定參數、經過局部定位和定向同某一地區大地水準面最佳擬合的地球橢球。什么是總地球橢球？除了滿足地心定位和雙平行條件外，在確定橢球參數時能使它在全球范圍內與大地體最密合的地球橢球。什么是慣性坐標系？在空間固定不動或做勻速直線運動的坐標系。P歲差旋轉矩陣M極移旋轉矩陣N章動旋轉矩陣E地球自轉協議天球坐標系、瞬時平天球坐標系、瞬時真天球坐標系的定義協議天球坐標系：約定某一時刻t作為參考歷元，把該時刻對應的瞬時自轉軸經歲差和章動改正后的指向作為Z軸，以對應的春分點作為X軸的指向點，XoZ的垂直方向作為Y軸尖利的直角坐標系；

7、瞬時平天球坐標系（與協議有歲差差異）：以此瞬時北天極和平春分點方向為Z軸和X軸方向瞬時真天球坐標系（與協議有章動、歲差差異；與平天球有章動差異）：以瞬時北天極和真春分點為參考建立的天球坐標系。什么是地心地固坐標系？原點與地球質心重合，固定在地球上與地球一起旋轉的坐標系。如何定義協議地球坐標系與瞬時地球坐標系，兩者關系如何？協議地球坐標系：采用協議地極方向、國際通用的地固坐標系；、瞬時地球坐標系：采用瞬時地極方向的地球坐標系；關系：兩者的差異是由于極移引起的。xyzcts=Mxyzt，其中xyzcts為采用協議地極方向的協議地球坐標，M為極移旋轉矩陣。如何建立協議地球坐標系與協議天球坐標系的轉換

8、？借助瞬時地球坐標系與瞬時天球坐標系的指向相同來實現。xyzcts=MENPxyzcis什么是大地原點，有何作用？什么是起算數據？大地原點也稱大地基準點或大地起算點，是國家地理坐標經緯度的起算點和基準點。作用是建立坐標系。起算數據也稱大地測量起算數據，包括大地經度，大地緯度，大地方位角。什么是IERS、ITRS、ITRF？IERS的建立包含哪些大地測量技術？IERS：國際地球自轉服務；ITRS：國際地球參考系統；ITRF：國際地球參考框架；包含VLBI、SLR、GPS、DORIS等空間大地測量技術。世界協調時以原子時秒長為計量單位、在時刻上與平太陽時只差小于0.9秒的時間系統。天球以地球質心為

9、中心，以無窮大為半徑的假想球體。天軸與天極地球自轉軸延伸直線為天軸；天軸與天球的交點為天極。天球赤道面與天球赤道通過地球質心與天軸垂直的平面；與天球相交的大圓。天球子午面與天球子午圈包含天軸并通過地球上任一點的平面；它與天球相交的大圓。時圈通過天球的平面與天球相交的半個大圓。黃道地球公轉軌道面與天球相交的大圓黃極通過天球中心，且垂直于黃道面的直線與天球的交點。子午線收斂角高斯投影面上任意點子午線的投影線的切線方向與該點坐標的正北方向的夾角。IERS的主要任務1. 維持ICRS和ICRF；2. 維持ITRS和ITRF；3. 為當前應用和長期研究提供及時準確的ERP；第三章重力是如何定義的，與物理

10、學的重力有何區別？重力：地球引力及由于質點繞地球自轉周旋轉而產生的離心力，兩者的合力稱地球重力。區別在于物理學中重力的方向總是豎直向下指向地心重力的單位伽Gal，單位cms-2位是如何定義的？它與引力的關系是什么？位是一個有質量的物體所產生的標量場。引力位是單位質點收到物質M的引力作用產生的位能/單位之巔從無窮遠移動到該點引力所做的功。重力位有何性質？是如何得到這些性質的？1. 重力位對任意方向的余弦等于重力在該方向上的分力；2. 重力位函數不是調和函數；大地水準面的定義完全靜止的海水面所形成的重力等位面。水準面不平行給測量帶來的問題水準測量時，兩固定點的高差沿不同測量路線測得的結果不一致。為

11、什么要引入正常地球討論正常地球重力位和正常引力位？目前一般是用什么形狀的正常地球？要精確計算出地球重力位，必須知道地球表面形狀及內部物質密度。前者是我們要研究的，后者極其不規則。引入正常地球后，真的地球重力位被分為正常重力位和擾動位兩部分，實際重力也被分為正常重力和重力異常兩部分。目前采用水準橢球。正常位水準面與重力位水準面可平行/相交/相切嗎？它們的定義是什么？可以，重力位是不規則曲面。正常水準面之間可平行，重力位水準面之間都不可以（否則重力位與位置無關，與定義矛盾）。重力位水準面：當g與l垂直時dW=0，W為常數，當給出不同常數值得到的一簇曲面；正常位水準面：由正常位水準面公式給出不同常數

12、值得到的一簇曲面。什么是擾動位，引入擾動位有何意義？擾動位是地球實際重力位與正常重力位的差值。可求出大地水準面與已知形狀的差異，解決確定地球重力位和地球形狀的問題。產生擾動位和重力異常的原因？正常橢球與實際地形有差異。繪圖說明正高、正常高、大地高之間的關系及它們的定義。正高：地面點沿鉛垂線到大地水準面的距離；正常高：地面點沿鉛垂線到似大地水準面的距離；大地高：地面點沿法線方向到參考橢球面的距離。什么是垂線偏差地面一點上重力向量g和相應橢球面上的法線向量n之間的夾角。垂線偏差與大地坐標、天文坐標之間應滿足什么關系？B=-（垂線偏差在子午圈上的分量）L=-sec（為垂線偏差在卯酉圈上的分量）什么是

13、高程基準面？水準原點？水準點起算高程如何確定？高程基準面是地面點高程的統一起算面，通常采用大地水準面作為高程基準面。水準原點是為了長期、牢固地表示出高程基準面的位置，作為高程傳遞的起算點而建立的而穩固的水準起算點。根據19521979年19年驗潮資料推求平均海平面作為高程基準面。第四章什么是卯酉圈？過橢球面上一點的法線，其中一個與該點子午面相垂直的法截面同橢球面相截形成的閉合的圈。子午線、平行圈、赤道、卯酉圈中哪些屬于法截線弧？為什么?平行圈僅當它為赤道時屬于法截弧，其它都是法截弧。因為它們可以看做經過其上的點的法截面與橢球體的交線。卯酉圈半徑N與B有關，隨B的增大而增大。B=0°時

14、，卯酉圈變為赤道，N=赤道半徑a；0<B<90時，N隨緯度增加而增加；B=90°時，卯酉圈變為子午圈，N=極點的曲率半徑c。；卯酉圈特點卯酉圈曲率半徑恰好等于法線介于橢球面和短軸之間的長度。平均曲率半徑R=根號MNN>R>M，只有在極點上相等，等于c。單位緯度差的子午線弧長隨緯度的升高緩慢增長；單位經度差的平行圈弧長隨緯度升高急劇縮短；1°子午線弧長約110km大地線定義橢球面上兩點間的最短程曲線。當兩點不在同一子午圈上，也不在同一平行圈上時，兩點間有兩條法截線存在。某點緯度越高，其法線與短軸的交點越低。（B在上方，BbA在AaB上方）第五章建立國家

15、平面大地控制網的方法有？目前主要采用？三角測量法、導線測量法、三邊測量及邊角同測法、天文測量法、GNSS測量、VLBI、INS等。主要采用三角測量法。國家平面大地控制網的布設原則1. 大地控制網應分級布設，逐級控制。2. 大地控制網應有足夠的精度。3. 大地控制網應有一定密度。4. 大地控制網應有統一的技術規格和要求。國家高程控制網的布設原則1. 從高到低，逐級控制。2. 水準點分布應滿足一定的密度。3. 水準測量達到足夠的精度。4. 一等水準網應定期復測。各等級高程控制網作用一等水準測量是國家高程控制網的骨干，也為相關地球科學研究提供高程數據。二等水準測量是國家高程控制網的全面基礎。三、四等

16、水準測量是直接為地形測圖和其他工程建設提供高程控制點。什么時候水準測量需要加測重力？為什么要加測重力？高程大于4000m或水準點間隔平均高差為150m-250m的地區，一、二等水準路線上的每個水準點應加測重力。高差大于250m的測段，在地面傾斜變化處應加測重力；高程在1500m-4000m或水準點平均高差為50-150m的地區，一等水準路線上重力點間平均距離應小于11km；二等水準路線上應小于23km；在我國西北、西南和東北邊境等有較大重力異常的地區，一等水準路線上每個水準點均應測定重力；在由青島水準原點至國家大地原點的一等水準路線上，應逐點測定重力；水準點上重力測量，按加密重力點要求施測。因

17、為精密水準測量成果需進行重力異常改正，正常位水準面與重力等壓面不一致會引起高程差。精密水準測量作業的一般規定？有何作用？1. 儀器距前、后視水準標尺的距離應盡量相等，其差應小于規定的限值；作用：消除或削弱與距離有關的各種誤差對觀測高差的影響，如i角和垂直折光。2. 在兩相鄰測站上，應按奇、偶數測站的觀測程序進行觀測；（往測，奇數后前前后，偶數前后后前；返測，奇數前后后前，偶數后前前后）作用：消除或削弱與時間成比例均勻變化的誤差對觀測高差的影響，如i角變化和儀器的垂直位移。3. 每一測段的往返測測站數均應為偶數，由往測轉返測時，水準標尺應互換位置，重新整置儀器。作用：削弱兩水準標尺零點不等差等誤

18、差對觀測高差的影響。4. 一個測段的水準測量路線的往測和返測應在不同的氣象條件下進行，如在上午和下午。精密水準儀、水準尺與普通水準儀、水準尺有何不同？水準儀：1. 高質量的望遠鏡光學系統。2. 堅固穩定的儀器結構。3. 高精度的測微器裝置。4. 高靈敏的管水準器。5. 高性能的補償器裝置水準尺：1. 溫度濕度變化時，水準標尺分劃間的長度必須保持穩定，或僅有微小的變化。2. 水準標尺的分劃十分正確與精密，偶然誤差和系統誤差都很小。3. 在構造上保持全長筆直，并且尺身不易發生長度和彎扭變形。4. 附有圓水準器裝置，作業時扶尺者借以使水準標尺保持垂直。5. 提高分劃的照準精度，分劃的形式和顏色與水準標尺的顏色相協調。電磁波測距的主要誤差來源？觀測距離需要加入哪些改正？電磁波在大氣中傳輸時受氣象條件影響很大。1 氣象改正2 儀器加常數改正和乘常數改正。3 波道曲率改正。4 歸心改正。5 周期誤差改正。精密測角的誤差來源及影響、采取措施1外界條件影響：（1）大氣密度的變化和大氣透明度對目標成像質量的影響；措施：選擇有利的觀測時間，（2）水平折光的影響；措施：選擇有利的觀測時間。（3）照準目標的相位差；措施：采用微相位照準圓筒，上下午各觀測半數測回（4）溫度變化對視準的影響；措施：采用按時間對稱排列的觀測程序觀測。上半測回順時針，下半測回逆時針。（5）外界條件對覘標內架穩定