大地测量学
大地测量学的发展经理了哪些阶段,简述各阶段的主要
分为以下几个阶段: 地球圆球阶段, 地球椭球阶段, 大地水准面阶段, 现代大地测量新时期 地球圆球阶段 , 首次用子午圈弧长测量法来估算地球半径。 这是人类应用弧度测量概念对地球大小的第一次估算。 地球椭球阶段, 在这阶段, 几何大地测量在验证了牛顿的万有引力定律和证实地球为椭球学说之后, 开始走2) 3) 4) 向成熟发展的道路, 取得的成绩主要体现在一下几个方面: 1) 长度单位的建立 2) 最小二乘法的提出 3) 椭球大地测量学的形成 4) 弧度测量大规模展开 5)推算了不同的地球椭球参数 这个阶段为物理大地测量学奠定了基础理论。 大地水准面阶段, 几何大地测量学的发展: 1) 天文大地网的布设有了重大发展, 2) 因瓦基线尺出现 物理大地测量学的发展 1) 大地测量边值问题理论的提出 2) 提出了新的椭球参数 现代大地测量新时期 以地磁波测距、 人造地球卫星定位系统及其长基线干涉测量等为代表的新的测量技术的出现, 使大地测量定位、 确定地球参数及重力场, 构筑数字地球等基本测绘任务都以崭新的理论和方法来进行。由于高精度绝对重力仪和相对重力仪的研究成功和使用, 有些国家建立了自己的高精度重力网, 大地控制网优化设计理论和最小二乘法的配置法的提出和应用。
大地测量学的基本技术有哪些?
一、大地测量学,又称为测地学。根据德国著名大地测量学家F.R.
Helmert的经典定义,大地测量学是一门量测和描绘地球表面的科学。也就是研究和测定地球形状、大小和地球重力场,以及测定地面点几何位置的学科。它也包括确定地球重力场和海底地形,是测绘学的一个分支。
二、基本技术:
解决大地测量学的任务传统上有两种方法,几何法和物理法。
1、测地方程所谓几何法是用几何观测量通过三角测量等方法建立水平控制网,提供地面点的水平位置;通过水准测量方法,获得几何量高差,建立高程控制网提供点的高程。
2、物理法是用地球的重力等物理观测量通过地球重力场的理论和方法推推求大地水准面相对于地球椭球的距离、地球椭球的扁率等。
现代大地测量学有哪些主要特点?
1.从多维式大地测量发展到整体三维大地测量。传统大地测量技术主要是采用光学仪器为基础进行地面的距离,角度,高度和重力等多种测量,然后根据这些观测数据简介方式确定地面点的水平位置和高程,也可能此只能认为将高程和平面坐标十位互补联系的元素分别测定。现在可以有空间大地测量直接测定相对于地球之心的三维绝对位置。
2.静态大地测量发展到动态大地测量。传统。地测量没有能力监测地球表面位置及地球重力场元素的动态变化,只能测出静态刚性地球假设下的地面点坐标和地球重力值,并将这些数值视为常
量。现代的大地测量技术可以测到非刚性(弹性,流变性等)地球表面点及重力场元素随时间变化。这种动态大地测量也可称为包含时间相依量的四维大地测量。
3.从在几何空间描述地球发展到物理— 几何空间描述地球。传统大地测量的科学和工程技术任务测定地球椭球的几何参数(长半轴、扁率) 和地球椭球在地球体内的定位,再以此为依据测定地面点的坐标,这些传统大地测量所测定出来的参数都是在几何空间中描述地球。即使物理大地测量中的地球重力场参数也是为了将物理空间(即地球重力场中) 的大地测量观测值归算到几何空间中(即参考
椭球面_L的坐标)。而现代大地测量则不仅可以测定地球重力场,而且还可以监测研究非刚性旋转地球的各种动态变化,如地球的极移、自转速度、板块运动、断层蠕变等等地球物理参数,这些参数都是在物理— 几何空间中描述地球。
4.从局部参考坐标系中的地区性(相对) 大地测。发展到统一地心坐标系中的全球性(绝对) 大地测
量。传统大地测量由于受到观测仪器等的限制,只能以地面两点间可通视为条件进行相对定位测量,不可能进行跨越海洋的洲际间的全球大地测量,因此传统大地测量工作只能局限在一个国家或一个地区建立地区性的局部大地测量坐标系统,地面点的坐标〔包括高程) 是相对这样的地区坐标系的。各个国家或地区所建立的各自的局部大地参考系,彼此问一般是互不联系的。而现代大地测量由于空间尺度的扩大,有可能建立全球统一的地心坐标系,并将全球各个局部大地参考系纳人到这个全球统一的参考系中,测定地面点在其中的绝对坐标。
5.地球表面的大地测量发展到地球内部物质结构的大地测量反演。从赫尔默特的大地测量定义开始,传统的大地测量都只限于在地球表面进行位置和地球外部重力场的测定,是研究地球表面的学
科。现代大地测量中以空间大地测量为标志的大地形变测量技术不论在测量的空间尺度上还是精度水平都已经有能力监测地球动力学过程产生的运动状态和物理场的微变化,如板块运动、地壳形变、活动构造带的应力场以及重力场变化,极移细节、自转速度变化和海平变化等等,通过研究这些动力学现象去了解地球内部构造及其动力学过程。
大地测量学的简史
1683~1718年,法国卡西尼父子(G.D.Cassini和J.Cassini)在通过巴黎的子午圈上用三角测量法测量弧幅达8°20’的弧长,推算出地球椭球的长半轴和扁率。由于天文纬度观测没有达到必要的精度,加之两个弧段相近,以致得出了负的扁率值,即地球形状是两极伸长的椭球,与惠更斯根据力学定律作出的推断正好相反。为了解决这一疑问,法国科学院于1735年派遣两个测量队分别赴高纬度地区拉普兰(位于瑞典和芬兰的边界上)和近赤道地区秘鲁进行子午弧度测量,全部工作于1744年结束。两处的测量结果证实纬度愈高,每度子午弧愈长,即地球形状是两极略扁的椭球。至此,关于地球形状的物理学论断得到了弧度测量结果的有力支持。另一个著名的弧度测量是J.B.J.德朗布尔于1792~1798年间进行的弧幅达9°40’的法国子午弧的测量。由这个新子午弧和1735~1744年间测量的秘鲁子午弧的数据,推算了子午圈一象限的弧长,取其千万分之一作为长度单位,命名为一米。这是米制的起源。从18世纪起,继法国之后,一些欧洲国家也都先后开展了弧度测量工作,并把布设方式由沿子午线方向发展为纵横交叉的三角锁或三角网。这种工作不再称为弧度测量,而称为天文大地测量。中国清代康熙年间(1708~1718)为编制《皇舆全览图》,曾实施大规模的天文大地测量。在这次测量中,也证实高纬度的每度子午弧比低纬度的每度子午弧长。另外,清代康熙皇帝还决定以每度子午弧长为200里来确定里的长度。 19世纪起,许多国家都开展全国天文大地测量工作,其目的并不仅是为求定地球椭球的大小,更主要的是为测制全国地形图提供大量地面点的精确几何位置。这就推动了几何大地测量的发展。①为了检校天文大地测量的大量观测数据,求出最可靠的结果和评定观测精度,法国A.一M.勒让德于1806年首次发表最小二乘法的理论。事实上,德国数学家和大地测量学家C.F.高斯在1794年已经应用这一理论推算小行星的轨道,此后又用最小二乘法处理天文大地测量成果,把它发展到相当完善的程度,形成测量平差法,至今仍广泛应用于大地测量。②椭球面上三角形的解算和大地坐标的推算,高斯于1828年在其著作《曲面通论》中提出椭球面三角形的解法。关于大地坐标的推算,许多学者提出了多种公式,高斯于1822年发表椭球面投影到平面上的正形投影法,这是大地坐标换算成平面坐标的最佳方法,至今仍在广泛应用。③利用天文学大地测量成果推算地球椭球长半轴和扁率,德国F.R.赫尔墨特提出在天文大地网中所有天文点的垂线偏差平方和为最小的条件下,解算与区域大地水准面最佳拟合的椭球参数及其在地球体中定位的方法。以后这一方法被称为面积法。 卫星测高已成为确定高分辨率全球海洋大地水准面的最廉价有效的手段,GPS也成为海洋导航定位的主要工具,定位精度比传统的天文导航和无线电导航精度提高1~2个数量级,多波束声呐测深相对精度已达到或接近111000。海底大地控制网和海底地形测量的规模和精度在不断提高。
为什么说大地测量学是测绘学的基础
人们传统上把测量学分为两大类:测量学和大地测量学,测量学主要是研究范围不大的地球表面,可以近似看做平面不影响精度;而大地测量学是研究全地球或相当大的地球表面,此时铅垂线被认为彼此不平行,甚至要考虑到地球形状和重力场。 大地测量学的重要性体现在,首先,测绘学的主要任务是研究地球表面的几何形体的形状大小以及确定其空间点位,这是离不开大地测量学的;第二,许多基本概念都要有长期的大地测量的研究来定义,例如参考椭球面,大地水准面,高斯坐标系的定义;第三,普通测量学的研究范围很小,在半径为10KM的范围内或面积为100平方千米的范围内可以不考虑地球曲率和水准面曲率的影响,但是在实际的工作中,并不可能研究这么小范围的,因此就必须要涉及到大地测量学,才能做到准确和万无一失;第四,大地测量学在经济建设,防灾减灾,气象研究,空间科学,导弹卫星的精确定位以及国防建设各方面都都是必不可缺的,大地测量学适应的信息化战争的重要技术保障。 最后,我想说的就是,大地测量学是测绘学科各分支学科(包括工程测量,海洋测量,矿山测量,航空摄影测量等)的基础科学,大地测量学的基础理论,方法为测绘学的发展奠定了基础,提供了先决条件,大地测量的发展直接影响到测绘的发展。主要就是这些了,希望对你有帮助。
在测量上的--正高.正常高.大地高,的定义分别是什么啊?
1.正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离,正高用符号Hg表示。
2.正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离,正常高用Hg表示。
3.大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离。大地高也称为椭球高,大地高一般用符号H表示。大地高是一个纯几何量,不具有物理意义,同一个点,在不同的基准下,具有不同的大地高。
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