1、武漢大學(xué)測繪學(xué)院空間大地丈量學(xué)考試復(fù)習(xí)重點整理武漢大學(xué)測繪學(xué)院空間大地丈量學(xué)考試復(fù)習(xí)重點整理6/6武漢大學(xué)測繪學(xué)院空間大地丈量學(xué)考試復(fù)習(xí)重點整理空間大地丈量學(xué):利用自然天體或人造天體精正確立點的地點，確立地球的形狀，大小，外部重力場，以及他們隨時間的變化狀況的一整套理論和方法空間大地丈量兩個因素;1,一定利用空間的自然天體或人造天體所發(fā)出的信號來進行觀察或?qū)⑺麄冏鳛橛^察目標2，所做的工作一定屬于大地丈量的范圍，如精準測定點的坐標及其變化率，確立地球重力場及其變化，確立地球的運動和有關(guān)參數(shù)?？臻g大地丈量的主要任務(wù)：大概分為兩類：一類是成立和保持各樣坐標框架，1，成立和維持地球參照框架（1）成立和

2、保持全世界性的地球參照框架，（2）成立和保持地區(qū)性的地球參考框架2，成立和保持國際天球參照框架3，測定地球定向參數(shù)。一類是確立地球重力場?？臻g大地丈量技術(shù)：VLBI，激光測月（SLR），GPS（GNSS），DORIS，利用衛(wèi)星軌道攝動反演地球重力場，衛(wèi)星測高，衛(wèi)星追蹤衛(wèi)星，衛(wèi)星重力梯度丈量時間間隔：事物運動處于兩個狀態(tài)之間所經(jīng)歷的時間過程，它描繪了事物運動在時間上的連續(xù)狀態(tài)時刻：發(fā)生某一現(xiàn)象的時間時間基準：時間丈量的一個標準的公共尺度。時間的起算基準和尺度基準一同決定事件發(fā)生的時刻時間的尺度基準決定兩事件之間的時間間隔，也就是決準時段時間基準的條件：1。運動是連續(xù)的、周期性的2，運動周期一定穩(wěn)

3、固3，運動周期一定擁有復(fù)現(xiàn)性，即要求在任何時間和地址都能夠經(jīng)過觀察和試驗來復(fù)現(xiàn)這類周期運動時間基準有三種：1地球自轉(zhuǎn)（成立世界時）2，行星繞太陽公轉(zhuǎn)（歷書時）3，電子，原子的諧波振蕩（原子時）4，脈沖星發(fā)射周期性脈沖信號（脈沖星時）按時系統(tǒng)：被用來成立和保持時間頻次基準，確立任一時刻的時間方法：經(jīng)過時間頻次丈量和比對技術(shù)來評論和保持該系統(tǒng)的不一樣時鐘的穩(wěn)固度和正確度，并據(jù)此賜予不一樣的權(quán)重，以便用多臺鐘來共同成立和保持時間系統(tǒng)的框架授時：經(jīng)過授時設(shè)備（電話網(wǎng)絡(luò)無線電，電視，專用長波和短波電臺和衛(wèi)星等）向用戶傳達正確的時間信息和頻次信息時鐘的主要技術(shù)指標：1頻次正確度，振蕩器所產(chǎn)生的實質(zhì)震蕩頻次

4、與其理論值得相對偏差2，頻次漂移率頻次正確度在單位時間內(nèi)的變化量3，頻次穩(wěn)固度（反應(yīng)時鐘質(zhì)量的最主要的技術(shù)指標）頻標在必定的時間間隔內(nèi)所輸出的均勻頻次的隨機變化程度頻次正確度和頻漂反應(yīng)了鐘的系統(tǒng)偏差。頻次穩(wěn)固度反應(yīng)了隨機偏差世界時系統(tǒng)：以地球自轉(zhuǎn)作為時間基準的時間系統(tǒng)。分為恒星時和太陽時恒星時：以春分點作為參照點，春分點連續(xù)兩次經(jīng)過地方上子午圈的時間間隔為一個恒星日，再均勻切割成小時、分和秒。恒星時與地方上子午圈的時間有關(guān)，為地方時恒星時分為真恒星時和平恒星時，真恒星時也即真春分點的地方時角，LAST。平恒星時，LMST真太陽時：以太陽中心作為參照點。太陽中心連續(xù)兩次經(jīng)過某地的上子午圈的時間間

5、隔稱為一個真太陽日；再均勻切割為小時、分、秒。大小相當于太陽中心有關(guān)于當?shù)刈游缛Φ臅r角真太陽時不均勻原由：1，地球環(huán)繞太陽的軌道為橢圓，近地址角速度大遠地址小，2，黃道在赤道上的投影不均勻。成立平太陽時的原由：因為真太陽時的缺點，成立以平太陽視運動為基準的平太陽時平太陽：成立假太陽，其周年視運動軌跡位于赤道平面，而不是黃道平面，它在赤道上的運動角速度為恒定的，等于真太陽時的均勻角速度，假太陽稱為平太陽平太陽：以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，以平太陽中心作為參照點所成立的時間系統(tǒng)民用時：將平太陽時的開端點從平中午移到平子夜的平太陽時世界時（UT）：將格林尼治零子午線處的民用時世界時是以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的，而地球

6、自轉(zhuǎn)軸在地球的內(nèi)部地點在變化，即存在極移現(xiàn)象，地球自轉(zhuǎn)速度不均勻，不嚴格知足成即刻間系統(tǒng)的基本條件.寬泛應(yīng)用于天文學(xué)和人們平時生活，但因為不均勻，沒法應(yīng)用于高科技，高精度的領(lǐng)域未經(jīng)任何更正的世界時UT0，經(jīng)過極移更正入，的UT1，經(jīng)過極移和地球自轉(zhuǎn)速度的季節(jié)性更正Ts,UT2因為地球自轉(zhuǎn)的同時也存在繞太陽公轉(zhuǎn)，太陽日大于恒星日，太陽時大于恒星時力學(xué)時系統(tǒng)：天文學(xué)中，天體的星歷是依據(jù)天體力學(xué)中的運動方程編算的，這些方程中，時間T是一個獨立的變量，該時間定義為力學(xué)時。以行星繞日公轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)。力學(xué)時分類：歷書時（ET），地球動力學(xué)時（TDT），太陽系質(zhì)心力學(xué)時（TDB）歷書時：為了防止世界時的不均勻性

7、，1960年引入了一種以地球繞日公轉(zhuǎn)周期為基礎(chǔ)的均勻時間系統(tǒng)。歷書時的起點，1900年1月0日12h.歷書時其實是經(jīng)過對月球的觀察獲得的，將觀察獲得的天體地點與用歷書時計算獲得的天體歷表比較，就能內(nèi)插出觀察瞬時的歷書時歷書時的缺點：1，太陽，月球，行星歷表中的地點與一些天文常數(shù)有關(guān)，每當這些天文常熟進行了改正，就會致使歷書時不連續(xù)。2，因為月球的視面積很大，邊沿又很不規(guī)則，很難精準找準此中心的地點，所以求得的歷書時比理論精度要差好多3，要經(jīng)過較長時間的觀察和數(shù)據(jù)辦理才能獲得正確的時間4，因為星表自己的偏差，同一瞬時觀察月球與觀察行星得出的歷書時可能不同樣原子時：以原子諧振信號周期為標準，并對它

8、進行連續(xù)記數(shù)的時標起點：1958年1月1日0h，其值與UT2同樣協(xié)調(diào)世界時（UTC）：世界時的應(yīng)用比原子時更加寬泛，國際天文協(xié)會于20世紀60年代成立協(xié)調(diào)世界時，秒長嚴格等于原子時的秒長。協(xié)調(diào)世界時與世界時UT間的時刻差規(guī)定需要保持在0.9秒之內(nèi)，不然將采納閏秒的方式進行調(diào)整GPS時（GPST），時間為原子時，采納原子時的秒長，起點1980年1月6日0國際原子時IAT-GPST=19s相對論框架下的幾種時間系統(tǒng)：地球動力學(xué)時（TDT）：用于解算環(huán)繞地球質(zhì)心旋轉(zhuǎn)的天體的運動方程，編算其星歷時所用的一種時間系統(tǒng)。成立在國際原子時TAI的基礎(chǔ)上，秒長與國際原子時的秒長相等。32.184太陽系質(zhì)心動力

9、學(xué)時（TDB）：用于解算坐標原點位于太陽系質(zhì)心的運動方程并編制其星表時所用的時間系統(tǒng)地心坐標時（TCG）：原點位于地心的天球坐標系中所用的第四維坐標-時間系統(tǒng)，它是把TDT從大地水平面上經(jīng)過相對論變換到地心時的類時變量質(zhì)心坐標時（TCB）：以太陽系質(zhì)心天球坐標系中的第四維坐標，它是用于計算行星繞日運動方程中的時間變量，也是編制行星星表時的獨立變量空間大地丈量中的常用計時方法：歷法：規(guī)定年代日的長度以及他們之間的關(guān)系，指準時間序列的一套法例。分為公歷，陰陽歷，農(nóng)歷。公歷，以回歸年為基本單位。陰公歷：以朔望月記月，以回歸年計年，兩者兼?zhèn)滢r(nóng)歷：以朔望月為基本單位公歷分為：儒略歷，格里歷。赤道歲差（日

10、月歲差）：因為太陽、月球以及行星對地球上赤道隆起部分的作使勁矩而致使赤道平面的進動（或許說天極繞黃極在半徑為黃赤交角的小圓上順時針方向旋轉(zhuǎn)）稱為赤道歲差。運動速度為每年西移50.39秒黃道歲差(行星歲差)：除太陽和月球?qū)Φ厍虻娜f有引力外，其余行星對地球和月球產(chǎn)生萬有引力，影響地月系質(zhì)心繞日公轉(zhuǎn)的軌道平面，黃道面產(chǎn)生變化，使春分點產(chǎn)生挪動。春分點在天球赤道上邊每年東移0.1秒，還會使黃赤交角變化平天極：只考慮歲差運動時的天極平赤道：對平天極對應(yīng)的天球赤道平春分點：平赤道與黃道的交點IAU1976，IAU2000，IAU2006歲差模型剎時天球坐標系：以天球中心為原點，X軸指向剎時的平春分點，Z軸

11、指向剎時的平北天極，Y軸垂直于X軸和Z軸形成一個右手垂直直角坐標系歲差更正原由：恒星的地點是在天球坐標系中描繪的，因為歲差的影響，不一樣時刻的剎時天球坐標系不一樣，不一樣時刻的恒星地點沒法互相比較，為了比較不一樣時刻的恒星的地點，一定把不一樣時刻恒星在不一樣剎時坐標系下的地點歸算到一致的坐標系下（協(xié)議天球坐標系），就一定進行歲差更正章動：因為日月以及行星有關(guān)于地球的地點在不停變化，致使黃道面產(chǎn)生周期性的變化，從而使得北天極，春分點，黃赤交角等在總歲差的基礎(chǔ)上產(chǎn)生額外的周期性的細小搖動，這類周期性的細小搖動稱為章動主要因素：月球繞地球公轉(zhuǎn)的白道平面之間的夾角會在1817到2835之間以18.6年

12、周期變化真天極環(huán)繞平天極做周期性運動，真春分點、真赤道分別有關(guān)于平春分點、平赤道作相應(yīng)的周期運動，惹起的春分點在黃道上的位移為黃經(jīng)章動，所惹起的黃赤交角的變化為交角章動。極移：因為地球內(nèi)部物質(zhì)（地幔對流）和表面上的物質(zhì)（浪潮，洋流）的運動，使得地球相關(guān)于自轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生相對運動，惹起地級的挪動固定平緯：取6年內(nèi)測站的剎時緯度的均勻值作為測站的均勻緯度，其數(shù)值在長時間內(nèi)將保持基本穩(wěn)固，稱為固定平緯歷元平緯：將某一歷元的緯度值扣除周期項的影響后取值作為該歷元的均勻緯度。固定平極：由幾個緯度觀察臺站的固定平緯所確立的均勻極，如國際協(xié)議原點CIO歷元平極：由一個或幾個觀察臺站的歷元平緯所確立的平極。我國的J

13、YD1968.0極移的成分：張德勒搖動（周期427天0.15秒），是彈性地球自轉(zhuǎn)的必定結(jié)果受迫搖動（周期1年，0.10秒）主假如因為季節(jié)性的天氣變化惹起的細小搖動：周期1天，0.02秒天球坐標系：描繪自然天體和人造天體在空間的地點或方向的一種坐標系依照所采納的坐標原點不一樣：站心天球坐標系，原點位于測站中心。地心天球坐標系，原點位于地心，太陽系質(zhì)心天球，原點位于太陽系質(zhì)心基圈與基點：選用一個大圓作為基圈，該基圈的極點稱為基點，過基圈的兩個極點的大圓皆與基圈垂直主圈和副圈：選用一個過基圈的兩個極點的大圓作為主圈，其余的大圓稱為副圈主點;主圈與基圈的交點經(jīng)度：過任一天體S的副圈平面與主圈面之間的夾

14、角。緯度：從球心至天體的聯(lián)線與基圈平面間的夾角剎時天球赤道坐標系：坐標原點位于天球中心，Z軸指向剎時北天極，X軸指向剎時春分點，Y軸構(gòu)成右手坐標系的空間直角坐標系。天體的最后地點和方向不易用這類坐標系表示平天球赤道坐標系：只顧歲差運動不管章動運動所成立的天球坐標系。Z軸指向歷元平天極，X軸和Y軸則位于與之相應(yīng)的平天球赤道面上，X軸指向平春分點，構(gòu)成右手坐標系協(xié)議天球坐標系：為了方便地表示天體在空間的地點和方向，編制天體的星歷表，就需要在空間成立一個固定的坐標系，該坐標系的三個坐標軸需指向三個固定的方向。2000年1月1日12h的平天球坐標系。Z軸指向J2000.0時的平北天極，X軸指向J200

15、0.0時的春分點；Y軸垂直于X，Z軸，構(gòu)成右手坐標系國際天球參照系統(tǒng)ICRS是依據(jù)一組定義和規(guī)定從理論上來加以確立的，該坐標系統(tǒng)還需要有詳細的機構(gòu)經(jīng)過一系列的觀察和數(shù)據(jù)辦理并采納必定的形式來予以實現(xiàn)，坐標系統(tǒng)的詳細實現(xiàn)稱為坐標框架。國際天球參照系ICRS是由國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)IERS所成立的國際天球參考框架ICRF來予以實現(xiàn)的。依據(jù)原點的不一樣分為BCRS（坐標原點位于太陽系質(zhì)心），GCRS（原點位于地球質(zhì)心）協(xié)議地球參照系（CTRS）：由必定的組織和機構(gòu)經(jīng)過一系列的觀察和數(shù)據(jù)辦理后用地球參照框架來詳細實現(xiàn)。當前，國際上常用的CTRS和CTRF有國際地球參照系ITRS，國際參照框架ITRF，和W

16、GS-84協(xié)議地球坐標系，框架一個知足以下條件：1，原點位于包含大海和大氣層在內(nèi)的整個地球的質(zhì)量中心。2，尺度為廣義相對論意義上的局部地球框架內(nèi)的尺度。3，坐標軸的指向最先是BIH1984.0來確立的。4，坐標軸定向隨時間的變化知足地殼無整體旋轉(zhuǎn)這一條件。甚長基線干預(yù)丈量（VLBI）。兩臺裝備了高精度原子鐘、相距遙遠的射電望遠鏡A和B，同時對來自某一射電源的信號進行觀察，利用干預(yù)丈量的方法對2臺分別記錄的信號進行有關(guān)辦理，以求得信號抵達A,B兩站的時延以實時延的變化率，從而精正確立基線向量AB，以及從射電望遠鏡至射電源的方向的一整套理論、方法和技術(shù)稱為甚長基線干預(yù)丈量。大氣窗口：可見光窗口和無

17、線電窗口減小波長的限制：1靈活過程中天線的變形小于波長的1/10，2天線的平坦度高于觀察波長的1/20.聯(lián)線干預(yù)丈量原理：將兩臺相距為D的兩臺射電望遠鏡A和B用電纜線連結(jié)起來，共同使用一臺鐘，將接收到的信號混頻后變?yōu)橹蓄l，而后經(jīng)過電纜送往有關(guān)器經(jīng)行相辦理，構(gòu)成一臺虛構(gòu)的口徑為D的大射電望遠鏡。兩條纜線的作用是傳達信號，傳達本振信號和傳達中頻信號甚長基線干預(yù)丈量的應(yīng)用：1，能夠分辨出射電源精美構(gòu)造，2，對射電源地點以及望遠鏡兩端測站的相對地點特別敏感，能夠分辨他們之間地點的細微變化，3，在天體丈量和大地測量中應(yīng)用寬泛。大大提升了大地丈量定位，參照框架的連結(jié)，地球自轉(zhuǎn)和極移監(jiān)測，預(yù)計地殼運動，繪制

18、河外射電源圖像的精度VLBI天線收到地球引力場的影響，觀察量同時波及三個參照系:1,由射電源星表實現(xiàn)的射電天球參照系，2，由空間VLBI的軌道運動方程實現(xiàn)的動力學(xué)參照系。3由地面測站網(wǎng)實現(xiàn)的低谷參照系空間甚長基線干預(yù)丈量：（SVLBI），將VLBI天線送往太空，大幅度延長VLBI觀察基線長度，提升觀察分辨率。由SVLBI站，地面VLBI站，地面追蹤站，有關(guān)辦理中心構(gòu)成VLBI系統(tǒng)構(gòu)成:天線，接收機，記錄終端，氫原子鐘，有關(guān)辦理機SVLBI與地面VLBI的比較：1、空間VLBI站本振頻次的相頻次鎖定在地面追蹤站的氫脈澤頻標上，這個頻標由追蹤站經(jīng)過S（或X）波段的向上無線電通道發(fā)送給空間VLBI站

19、。2、空間VLBI站接收到的射電信號及其余數(shù)據(jù)經(jīng)過K（X、S）波段向下無線電通道發(fā)送給追蹤站，并經(jīng)格式化后記錄到磁帶上。3、空間VLBI站上一定裝備高精度的天線姿態(tài)調(diào)整、軌道控制和檢測系統(tǒng)。4、空間VLBI站的能源是經(jīng)過接收太陽能來供給的。5、空間VLBI一定配備全世界覆蓋的地面支持系統(tǒng)。衛(wèi)星測高原理：利用星載微波雷達測高儀，經(jīng)過測定微波從衛(wèi)星到地球大海表面再反射回來所經(jīng)過的時間來確立衛(wèi)星至海面星下點的高度，依據(jù)已知的衛(wèi)星軌道和各樣更正來確立某種穩(wěn)態(tài)意義上或一準時間尺度均勻意義上的海面有關(guān)于一個參照橢球的大地高或大海大地水準面高。在理想的狀況下，衛(wèi)星測高儀的丈量值應(yīng)當?shù)扔谛l(wèi)星質(zhì)心到大海表面的瞬

20、時距離，但是因為測高儀發(fā)射的脈沖信號在經(jīng)過大海表面反射返回接收機以前遇到多種因素的影響，包含衛(wèi)星軌道偏差，儀器偏差以及大氣對微波信號的散射和折射等，所以，一定對衛(wèi)星測高儀的丈量值施以各項更正，才能獲得衛(wèi)星質(zhì)心到大海表面的剎時距離衛(wèi)星軌道偏差：主要偏差源分為四類：地球重力場模型（主要偏差），大氣流傳延緩，光壓，追蹤站坐標偏差。固體潮汐，大海潮汐。環(huán)境偏差：海況（電磁偏差）影響，電離層折射偏差，對流層影響，逆氣壓更正儀器偏差：追蹤系統(tǒng)偏差，波形樣本放大校準偏差，均勻脈沖形狀的不確立性與時間標記偏差測高衛(wèi)星：GEOSAT,ERS1/2，Topex/Poseiden,GFO,JASON-1,ENVISAT-1,ICEsat數(shù)據(jù)預(yù)辦理：精化預(yù)辦理包含依照編寫準則的數(shù)據(jù)剔除和各項地球物理更正。衛(wèi)星測高數(shù)據(jù)基準一致和參照框架變換流程：經(jīng)過對各種衛(wèi)星測高觀察數(shù)據(jù)進行預(yù)辦理精化，包含數(shù)據(jù)的編寫，一致參照橢球和參考框架，部分除去剩余系統(tǒng)偏差，用共線法確立全部重復(fù)共線軌跡的時間均勻海面高，以初步消弱軌道偏差和大海時變等剩余系統(tǒng)偏差，并可明顯減小交錯點不符值；最后對全部各種測高軌跡進行近于全組合式擴大的多星組合交錯點平