大地测量学总结_大地测量学考试总结
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1大地测量学是一定的时间-空间参考系统中,测量和描绘地球及其他行星体的一门学科,它的基本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等行星体的空间信息。
2地轴通过地球自转而不断变化,其变化有(1)岁差和章动(2)极移
岁差:地球绕地轴旋转,由于日、月等天体的影响,地球的旋转轴在空间围绕黄级发生缓慢旋转,形成一个倒圆锥体,其锥角等于黄赤交角E=23.5度,旋转周期为26000年,这种运动称为岁差。
章动:月球绕地球旋转的轨道称为白道,由于白道对黄道有约为5度的倾斜,这使得月球引力产生的转矩的大小和方向不断地变化,从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短期周圆周运动,振幅为9.21秒,这种现象称为章动。
极移:地球自转除了上述在空间的变化外,还存在相当于地球体自身内部结构的相对位置变化,从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化,这种现象被称为极移。
3协调世界时(UTC)原子时与地球自转没有直接关系,由于地球自转速度长期变慢的趋势,原子时与世界时的差异将逐渐变大,为了保证时间与季节的协调一致,便于日常使用,建立了以原子时秒长为计量单位,在时刻上与平太阳时之差小于0.9t的时间系统,称为世界协调时。
4坐标系统->参考椭球->高斯投影
观测值大地高平面坐标+高程
5坐标参考系统分为天球坐标系和地球坐标系
天球坐标系用于研究天体和人造卫星的定位与运动。地球坐标系用于研究地球上物体的定位与运动,是与旋转椭球与参照体建立的坐标系统,分为大地坐标系(B,L,H),空间直角坐标系(X,Y,Z)。
6高程参考系统:是以大地水准面为参考面的高程系统称为正高,以似大地水准面为参照面额高程系统称为正常高。
7椭球定位是指确定椭球中心的位置,可分为:局部定位和地心定位。
局部定位要求在一定范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合,而对椭球的中心位置无特殊要求。
地心定位要求在全球范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合,同时要求椭球中心与地球质心一致或最为接近。
椭球定向是指椭球旋转轴的方向,应满足两个平行条件:
(1)椭球短轴平行于地球自转轴
(2)大地起始子午面平行于天文起始子午面
具有确定参数(长半轴a和扁率a),经过局部定位和定向,同一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球叫做参考椭球。
8低估坐标系也称地球坐标系,是固定在地球上与地球一起旋转地坐标系。根据坐标系原点位置的不同,地固坐标系分为地心坐标系(原点与地球质心重合),和参心坐标系(原点与参考椭球中心重合)前者以总地球为基础,后者以参考椭球为基准。坐标系统是由坐标原点位置,坐标轴的指向和尺度定义的。
参心坐标系:BJ54,GDZ80
地心空间直角坐标系定义:原点O与地球质心重合,Z轴指向地球北极,X轴指向格林尼治平均子午面与地球赤道的交点,Y轴垂直XOZ平面构成右手坐标系(WGS84,CGCS2000)坐标系:二维----四参数,三维----七参数
这种用来代表地球形状的椭球称为地球椭球,它是地球坐标系的参考基准。
9大地高由两部分组成:地形高和大地水准面高
参考椭球面上
外业(基准线和基准面):铅垂线,大地水准面。内业,法线,椭球面。
10高程系统是以大地水准面为高程基准面,地面上任一点的正高系指该点铅垂线犯下至大地水准面的距离。
11高程基准面是地面点高程的统一起算面,通常采用大地水准面作为高程起算面,大地水准面是假想海洋处于完全静止和平衡状态时的海水面,并延伸到大陆地面以下所形成的闭合曲面,(1985国家高程基准,1956黄海高程基准),水准原点高程不为0。
12椭球面上两点间最短程曲线叫做大地线。
13由于各点的垂线与法线之间存在着垂线偏差,因此应将地面观测元素归算至椭球面,归算中有两条基本要求(1)以椭球面的法线为基准(2)将地面观测元素化为椭球面上大地线的相应元素。
将水平方向归算到椭球面上,包括垂线偏差改正,标高差改正和截面差改正称为三差改正。14按变形性质可分为等角投影、等积投影、任意投影
按经纬网投影形状分为方位投影、圆锥投影、圆柱投影
15高斯投影:横轴等角椭圆柱投影
由(x,y)与(B,L)的相互关系可分为两类:第一类称为高斯投影正算公式,亦即由(B,L)求(x,y);第二类为高斯投影的反算公式,由(x,y)求(B,L)
分带:减少变形。换带:高斯投影正反算
利用高斯投影正反算公式(换带)进行邻带坐标换算的实质是把椭球面上的大地坐标系作为过渡坐标。
16墨卡托投影(UTM)为横轴等角割圆柱投影,且中央经线投影长度比不等于1而等于0,9996。
171,常规大地测量法(1)三角测量法(2)导线测量法(3)三边测量及边角同测法 2,天文测量法3,GPS测量法
建立国家平面大地控制网的基本原则:
1大地控制网应分级布设,逐级控制
2大地控制网应有足够的精度
3大地控制网应有一定的密度
4大地控制网应有统一的技术规格和要求
1大地测量学定义及内容:
答:大地测量学是在一定的时间-空间操控系统中,测量和描绘地球及其他行星体的一门学科,他的最基本的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等行星体的空间信息。内容如下,(1)确定地球形状及外部重力场及其随时间的变化,建立统一的大地测量坐标系,研究地壳形变(包括地壳垂直升降及水平位移)测定极移以及海洋水面地形及其变化等。(2)研究月球以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的天文大地水平控制网,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结果的仪器和方法等。(5)研究地球表面向椭球面或平面的投影数字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据处理的理论和方法,测量数据库建立及应用等。
2大地高,正高,正常高定义及相应关系
大地高是由地形高及大地水准面高两部分组成正高以大地水准面为参照面的高程系统
正常高以似大地水准面为参照面的高程系统
3参考椭球,总地球椭球
答:具有确定参数(长半轴a和扁率a),经过局部定位和定向,同一地区水准面最佳 拟合的地球椭球,叫参考椭球。除了满足地心定位和双平条件外,在确定椭球参数时能使他在全球范围内与大地体最密合的地球椭球,叫总地球椭球。
4椭球定位和定向
答:椭球定位是指确定椭球中心的位置,可分为两类:局部定位和地心定位。椭球定向是指椭球旋转轴的方向,不论是局部定位还是地心定位,都应满足两个平行条件,(1)椭球短轴平行于地球自转轴(2)大地起始子午面平行于天文起始子午面。
5将地面观测值归算全椭球面的基本要求
答:(1)以椭球面的法线为基准
(2)将地面观测元素化为椭球面上大地线的相应元素。
6将椭球面三角系归算到高斯投影面内容
答:主要内容有:(1)将起始点P的大地坐标系(L,B)归算为高斯平面直角坐标系(X,Y),为了检核还应进行反算,即根据x,y反算到L,B,这项工作称为高斯投影坐标系计算。
(2)将椭球面上起算边大地方位角Apk归算到高斯平面上相应边。P’k’的坐标方位角ap’k’,这是通过计算该点的子午线收敛角y及方向改变s实现的。(3)将椭球面上各三角归算到高斯平面上的由相应直线组成的三角形内角。(4)将椭球面上起算点边p’k’的长度s归算到高斯平面上的直线长度s。
7高斯投影分带目的与换带计算实质
答:分带的目的是减小变形。
换带计算实质是把椭球面上的大地坐标系作为过渡坐标,进行高斯投影坐标正反算。