第二章大地测量学.ppt

大地测量系统与参考框架 大地测量系统是总体概念，包括：坐标系统、高程系统、深度基准、重力系统 参考框架是由若干个固定在地面上的大地网点或其它实体按相应于大地测量系统的规定模式构建，是测量系统的具体实现，包括：坐标框架、高程框架、重力测量框架 大地测量坐标系统 大地测量坐标系统规定了大地测量起算基准的定义及其相应的大地测量常数。 大地坐标系统： 地心坐标系统和参心坐标系统 空间直角坐标系统、大地坐标系统和球面坐标系统 点的位置表示方法：空间直角坐标和大地坐标 大地测量坐标系统 地心坐标系统： 原点位于整个地球的质心，z轴与某一历元的地球北极重合，x轴在赤道面内指向零子午线，y轴与x,z轴构成右手坐标系。 大地测量坐标系统 参心坐标系统： 原点位于参考椭球中心，z轴与地球自转轴平行，x轴在赤道面内并并行于零子午面，y轴与x,z轴构成右手坐标系。 大地测量常数 大地测量常数是指与地球一起旋转并和地球表面最佳吻合的旋转椭球的几何和物理参数。分为基本常数和导出常数。 基本常数： 地球赤道半径a;地心引力常数GM;地球动力学形状因子J2；地球自转角速度 导出常数：椭球短半轴、几何扁率 大地测量坐标框架 参心坐标框架 由天文大地网实现和维持的，定义在参心坐标系统中，是一种区域性、二维静态的地球坐标框架。 1954坐标系统和1980西安坐标系统 大地测量坐标框架 地心坐标框架是国际地面参考系统的具体实现，以现代大地测量技术构成全球观测网点，经数据处理，得到ITRF点的站坐标和速度场。 GPS2000坐标系 高程系统和高程框架 高程基准 根据青岛大港验潮站观测的黄海平均海水面为基准面，在青岛观象山上设立了水准原点 高程系统 我国的高程系统采用的是正常高系统，是地面点沿铅垂线方向至似大地水准面的距离。 高程框架 由全国高精度水准控制网实现，以黄海高程基准为起算基准，以正常高系统为高差的传递方式，建立水准控制网，其现势性通过定期复测来实现。 深度基准 深度基准面通常选取在当地平均海水面以下深度为L的地方。 我国采用的深度基准面为理论最低潮面 重力系统和重力测量框架 重力测量就是测定空间点的重力加速度。 我国的重力基准： 50-70年代，波茨坦重力基准，参考系统为克拉索夫斯基椭球常数。 80年代，采用IUGG75椭球常数及其重力场 目前，GRS80椭球常数及其重力场 重力测量框架 由分布在全国的若干绝对重力点和相对重力点构成的重力控制网以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线构成。 国家重力控制网 重力控制网的作用 在大地测量中，帮助研究地球形状和严密处理观测数据。 在空间技术中需要它提供地球外部重力场的资料。 国家重力控制网 采用相对重力测量的技术手段。 我国的重力控制网分为二级：重力基准网和一等重力网。 重力基准网包括：绝对重力点和相对重力点，绝对重力点又称为基准重力点，相对重力点又称为基本重力点。点间距离为300-1000km。 一等重力网点间距为100-300km 重力测量技术 地面重力测量技术 绝对重力测量和相对重力测量 重力测量技术 海洋和航空重力测量 利用装载在轮船或飞机上的相对重力仪所进行的连续重力测量。 卫星重力测量 a.地面跟踪卫星测定地球重力场 通过观测地面跟踪站至卫星的方向、距离、距离变化率、 相位，推算地球重力场。 b.卫星跟踪卫星测量地球重力场 分为高低卫星跟踪和低低卫星跟踪。 SST-hl:利用低轨卫星上的GPS接收机与GPS卫星星座构成空间跟踪网。德国的CHAMP卫星。 SST-ll:指同一轨迹上两颗相距200-300km的低轨卫星，以微米级的测距精度相互跟踪。GRACE采用SST-ll和SST-hl组合跟踪模式。 地球重力场理论的基本概念 重力：地球引力和离心力的合力，单位为伽，方 向为铅垂线方向，大小与该点位置有关。 重力场：地球空间点处的重力强度，用地球重力位或 重力表示。 大地水准面：与静止的平均海水面重合的那个重 力等位面。 大地水准面差距：大地水准面与参考椭球面之间的垂 直距离。