大地测量学复习重点

关键词：

大地测量学复习重点（精选10篇）

篇1：大地测量学复习重点

大地测量学基础复习重点

考试题型：名词解释、选择题、填空题、计算题和问答题

第一章

1、大地测量学的定义和作用P12、大地测量的三个基本分支：几何大地测量学、物理大地测量学以及空间大地测量学P43、大地测量的基本内容（P4）

4、大地测量学的发展简史: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P6

第二章

1、开普勒三大行星运动定律P172、地球自转的特征：岁差、章动、极移、日长变化P193、周期运动可作为计量时间的方法的三项要求P204、天球概念P245、春分点和天球赤道面，是建立天球坐标系的重要基准点和基准面P256、椭圆定位概念、分类P277、椭球定向概念、满足条件；参考椭球概念P278、参心坐标系(P31)和地心坐标系（P37）

9、欧勒角概念P44

第三章

1、引力位和离心力位P592、高程系统中正高系统、正常高系统和力高系统的定义、原理和它们的关系

3、垂线偏差84

第四章

1、大地坐标系的优点P1012、卯酉圈概念P1093、相对法截线定义（P121）、大地线定义（P122）

4、三差改正P1245、大地主题推算正解和反解的定义P1296、地图数学投影定义（P153）和地图投影分类（P157）

7、高斯投影坐标正反算和高斯投影的性质（三个条件）P167

第五章

1、建立国家平面大地控制网的方法(P207）和基本原则（210）

2、GPS技术的优点P2163、布设国家平面大地控制网所包括的工作P2184、国家高程控制网的布设原则P2275、工程测量控制网的布设原则P2326、光电测距精度分析P3167、精密测角的误差来源及影响P2848、精密测角原则P2899、方向观测法（数据处理）

10、分组方向观测（数据处理，测站平差）P29811、归心改正的定义P30112、精密水准测量的方法P316----P32813、跨河精密水准测量的方法P329

计算大概方向

1、精密角度测量数据处理

2、测站平差

3、二等水准表格处理

4、水准测量概算P76

篇2：大地测量学复习重点

动称为岁差

章动由于白道对于黄道有约5°的倾斜，这使得月球引力产生的转矩的大小和方向不断发

生变化，从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6的短周期圆周运动，振幅为9.21″

这种现象称为章动

参考椭球 具有确定参数，经过局部定位和定向，同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭

球，叫做参考椭球

总地球椭球：具有确定参数（a,α),经过地心定位和定向，与全球大地水准面最为密合的地球椭球。

协议天球坐标系 由于地轴的旋转轴是不断变化的，通常约定某一时刻t。作为参考历元，把该时刻对应的瞬时自转轴经岁差和章动改正后的指向作为z轴，以对应的春分点为x轴的指向点，以xoz的垂直方向为y轴建立天球坐标系，称为协议天球坐标系

地固坐标系 地固坐标系也称为地球坐标系，是固定在地球上与地球一起旋转的坐标系

建立参心坐标系的工作a.确定椭球的几何参数b.椭球定位：确定椭球中心的位置c.椭球定

向：确定椭球短轴的指向平行条件d.建立大地原点

地心坐标系 ：椭球中心与地球质心重合，椭球面与大地水准面最为密合，短轴与地球自转

轴重合.点的坐标为大地经度L，大地纬度B，大地高H.站心坐标系 以测站为原点，测站上的法线或垂线为Z轴方向，北方向为X轴，东方向为Y

轴，建立的坐标系就称为法线站心坐标系

似大地水准面：与大地水准面很接近的一个曲面，是由地面点沿铅垂线向下量取正常高所

得的点形成的连续曲面。

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

垂线偏差 地面一点上的重力向量g和相应椭球面上的法线向量n之间的夹角定义为该点的垂线偏差

测定垂线偏差的四种方法：天文大地测量方法 重力测量方法 天文重力方法GPS测量方法

空间直角坐标系以地心（参心）为原点，以平均自转轴为Z轴，指向平均北极，X轴指向

平均起始子午面与平均赤道面的交点，Y轴与XOZ平面垂直而建立的坐标系

法截面：过椭球面上任意一点可做一条垂直于椭球面的法线包含这条法线的平面叫做法截

面

卯酉圈 过椭球面上一点的法线，可做无限个法截面，其中一个与该点子午面相垂直的法截

面同同椭球面相截形成的闭合的圈称为卯酉圈

大地线 椭球面上两点间的最短程曲线叫作大地线。地线的性质① 大地线上每点的密切面

都包含该点的法线。② 大地线上任何点的密切面就是该点的法截面③ 曲面上连接任何两

点的最短曲线必为大地线

垂线偏差改正δu把以垂线为依据的地面观测的水平方向值归算到以法线为依据的方向

值而应加的改正定义为垂线偏差改正标高差改正δh 标高差改正又称由照准点高度而引起的改正，当进行水平方向观测时，如果照准点高出椭球面某一高度，则照准面就不能通过

照准点的法线同椭球面的交点，由此引起的方向偏差的改正叫做标高差改正δh.截面偏差

改正δg将法截弧方向化为大地线方向应加的改正叫截面差改正

地面长度的归算分两种：1 基线尺量距的归算2 电磁波测距的归算

将地面观测值归算至椭球面的原因：参考椭球面是测量计算的基准面，但在野外的各种测

量都是在地面上进行，观测的基准线不是各点相应的椭球面的法线，而是各点的垂线，因

此不能直接在地面上处理测量成果。在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

椭球面三角元素归算到高斯平面上包括：1）将起始点P的大地坐标（L,B）归算为高斯平

面直角坐标x,y;为了检核还应需要反算，亦即根据xy反算BL。2）将椭球面上起算边大地

方位角归算到高斯平面上相应边的坐标方位角，通过计算改点的子午线收敛角及方向改化

实现。3）将椭球面上各三角形内角归算到高斯平面上的由相应直线组成的三角形内角，通

过计算方向的曲率改化及方向改化来实现。4）将椭球面上起算边的长度归算到高斯平面上的直线的长度，因此将椭球面三角系归算到平面上，包括坐标、曲率改化、距离改化和子

午线收敛角等计算工作。

白塞尔法解算大地主题的基本思想是：将椭球面上的大地元素按照白塞尔投影条件投影到

辅助球面上，继而在球面上进行大地主题解算，最后再将球面上的计算结果换算到椭球面

上

长度比 长度比m就是投影面上一段无限小的微分线段ds，与椭球面上相应的微分线段dS

二者之比

地图投影的分类 ：1按变形性质分类：等角投影 等积投影 任意投影2 按经纬网投影形状

分类 ：方位投影 圆锥投影 圆柱投影

控制测量对地图投影的要求：1.应当采取等角投影，如果采用正形投影的话，在三角测量

中大量的角度观测元素在投影前后保持不变，这样就免除了大量投影计算工作2.在所采用的正形投影中还要求长度和面积变形不大，并能应用见到公式计算由于这些变形而带来的改正数3.要求投影能很方便按带进行并按高精度简单的同样的计算公式和用表把各带连成整体

高斯投影坐标正算公式条件：1 中央子午线投影后为直线2 中央子午线投影后长度不变3

投影具有正形性质，即正形投影条件

高斯反算条件：1 x坐标轴投影成中央子午线，是投影的对称轴2 x轴上的投影保持长度不

变3 正形投影条件

平面子午线收敛角的定义：高斯投影面上任意点子午线的投影线的切线方向与该点坐标的正北方向的夹角

方向改化方向改正数：大地线投影曲线和其弦线之夹角。即由“曲改直”带来的改正数。

高斯投影换带解决的问题1.控制网跨越两个投影带，为了在某一带内进行平差，需把另一

带的坐标换算为该带的坐标2.在分界子午线附近工作，有时需利用另一带的控制点，重叠

区的控制点需有相邻两带的坐标。3.六度带和3度带1.5度带相互换算

邻带坐标换算概念：已知P点在西带的坐标P(x,y)Ⅰ，求其在东带坐标P(x,y)Ⅱ；

或已知其东带坐标P(x,y)Ⅱ，求其在西带的坐标P(x,y)Ⅰ。

邻带坐标换算方法与步骤：利用高斯投影的正反算公式，可以进行不同投影带坐标的换带

计算。其计算步骤如下（以将西带坐标换算到东带坐标为例）：1)根据（西带）高斯投影

坐标 xⅠ, yⅠ，反算得P点的纬度B和其在（西带）的经度差lⅠ；2)由（西带）中央子

午线的经度L0, 求得P点经度 L = L0+lⅠ ；3)根据换带后的（东带）中央子午线经度

L0′，计算P点相应东带）的经差lⅡ= L-L0′;4)由高斯投影正算，求得P点在（东带）的高斯投影坐标xⅡ，yⅡ。

建立国家平面大地控制网的方法1 常规大地测量法：三角测量法导线测量法三边测

量及边角同测法 2 天文测量法3现代定位新技术GPS测量，甚长基线干涉测量，惯性测量

基本原则：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

布设国家平面大地控制网包括：技术设计 实地选点 建造站标 标石埋设 距离测量 角度测

量和平差计算。技术设计：收集资料 实地踏勘 图上设计 编写技术设计书

图上设计 内容根据对上述资料进行分析的结果，按照有关规范的技术规定，在中等比例尺

图上确定控制点的位置和网的基本形式。图上设计对点位的基本要求是：1）从技术指标方

面考虑。图形结构良好，边长适中，对于三角网传距角不小于30°；便于扩展和加密低级

网，点位要选在视野辽阔，展望良好的地方；为减弱旁折光的影响，要求视线超越（或旁

离）障碍物一定的距离；点位要长期保存，宜选在土质坚硬，易于排水的高地上。2）从经

济指标方面考虑。充分利用制高点和高建筑物等有利地形、地物，以便在不影响观测精度的前提下，尽量降低觇标高度；充分利用旧点，以便节省造标埋石费用，同时可避免在同

一地方不同单位建造数座觇标，出现既浪费国家资财，又容易造成混乱的现象3）从安全生

产方面考虑。点位离公路、铁路和其他建筑物以及高压电线等应有一定的距离。

国家高程控制网布设的目的和任务：1 在国家领土上建立统一的高程控制网，为地形测图

和各项建设提供必要的高程控制基础2 为地壳垂直运动、平均海面倾斜及其变化和大地水

准面形状等地球科学提供精确的高程数据国家高程控制网布设原则：1 从高到低 逐级控制水准点分布应满足一定的密度3 水准测量达到足够的精度4 一等水准网应定期复测

工程测量控制网的分类：1 测图控制网在工程设计阶段建立的用于测绘大比例尺地形图的测量控制网，也是地籍测量的基本控制 2 施工控制网在工程施工阶段建立的用于工程

施工放样的测量控制网 3 变形观测专用控制网在工程竣工后的运营阶段，建立的以监测

建筑物变形为目的的变形观测专用控制网工程平面控制网的布设原则: 1 分级布网 逐级控

制2 要有足够的精度 3 要有足够的密度 4 要有统一的规格

平面控制网平差计算包括①概算②平差③成果表编制等三项内容平面控制网的概算概算的目的：① 系统检查和评价外业观测成果的质量；② 将地面观测成果化算到高斯平面上，为平差做好数据准备工作；③ 计算各控制点的实用坐标，为其它急需提供未经平差的控制

测量基础数据。

概算的主要工作1）外业观测成果的整理、检查2）绘制网的略图，编制观测数据表和已知

数据表3）观测成果归化到标石中心4）观测成果归算到椭球面上5）观测成果进一步归化

到高斯投影面上6）依平面控制网的几何条件检验观测成果的质量

精密水准测量的概算 ：1.水准标尺每米长度误差的改正数计算2.正常水准面不平行的改正

篇3：我国大地测量学的现状及前景研究

1大地测量学的学科意义

1) 大地测量学作为一门研究地球科学的学科, 将为人类提供更加精准的、全方位的地球信息。我们知道随着人类的无休止的开发, 地球的资源逐渐减少, 而通过大地测量学我们能够更加清楚地了解地球资源的信息以及人类开发的总体现状, 以利于人们更加有效地缓解资源压力, 并且警醒我们合理利用地球资源, 努力做到经济社会的可持续发展。

2) 大地测量学能够有效监测自然灾害, 在防灾免灾和灾害救援中发挥重要的作用。大地测量学通过全面检测地球的信息, 及时掌握地球的运动状态, 特别是在地震、滑坡、泥石流等自然灾害中起到良好的检测预防作用。并且利用GPR系统为灾害区域和受灾形式进行准确的定位, 以利于灾害救援工作的有效开展。

3) 大地测量学能够为地球环境进行有效的检测与保护。特别是在环境质量较差的地区, 大地测量学可以对环境质量进行全方位的评估与检查, 及时遏制环境破坏的行为, 防止环境的进一步恶化。

4) 大地测量学是国防发展建设的重要保障。它的定位技术能够为一切军事活动提供技术支持, 是国防建设的基础。

2我国大地测量学的发展现状

我国大地测量学经过发展已经取得了不错的成绩, 主要表现在以下几个方面:

2.1 成绩

1) 我国的常规大地测量和海洋大地测量都发展较快, 已经进入世界前列, 甚至接近发达国家的水平。这表明, 我国大地测量学较世界先进国家虽然起步较晚, 但是发展速度还是很快的。

2) 我国的空间大地测量技术也不断取得进步, 与发达国家的差距不断缩小。但是我们也应看到, 我国空间大地测量技术在卫星定位系统、地球动力学和航空重力测量技术等方面还面临发展阻碍, 特别是部分关键技术还依赖其他国家。并且空间大地测量技术应用于地球动力学的进程还比较慢, 与世界先进水平存在较大差距。

3) 我国大地测量学的学术研究是在借鉴外国发展经验的同时紧密结合中国特色, 形成了具有中国特色的研究理论。这对于我国大地测量来说是十分可喜的。

2.2 存在问题

但是, 在收获成绩的同时我们也应看到, 我国大地测量学的发展还面临一些问题:

1) 在基础理论与技术方面, 尚存在大量基础难题。包括地球引力场理论、大地测量参考框架理论、大地测量观测数据的地球物理解释理论和大地测量数据处理理论等方面都存在尚没有解决的难题, 而这些都是些基础性的问题, 也是亟需解决的问题。

2) 在研究人才方面, 综合素质不高, 结构失调。在我国社会主义的建设时期, 科学研究曾遭到劫难, 甚至一度中断, 因此在学科研究人才方面存在年龄断层, 这也极容易阻碍人才间的交流沟通。另一方面, 大地测量学是一门交叉学科, 但是学科人才的知识缺乏综合性, 人才结构比较不合理。

3) 学科研究部门协调不力, 缺乏沟通, 这导致较为严重的重复建设问题, 浪费了大量的人力物力资源。另外, 大地测量学的学科经费也偏低。

3我国大地测量学的未来发展趋势

3.1 向地球科学基础性研究领域深入发展

传统的地面测量技术的定位平均极限精度较低, 而且定位静态, 不能够反应地球的动态变化, 这种相对静止性和局部性限制了大地测量向地球科学的基础性研究的深入发展。而随着科学技术的不断发展, 传统的地面测量技术已经发展为现在的空间大地测量技术, 精度提高了2至3个量级, 这项技术从根本上打破了技术限制, 直接带动大地测量技术进入以空间测量技术为标志的新的发展阶段。卫星定位仪不但价格相对较低而且精度有较大提高, 能够迅速准确地获取物体地理位置的信息, 并且能够观测其动态运动。

3.2 GPS、SLR和VLBI将成为学科应用的主要技术

以GPS为例。GPS定位水平不断提高, 特别是其动态定位功能, 效果好, 应用率较高。随着技术的进一步发展, GPS已经能够克服多种技术障碍。目前的半动态定位已经能够达到一般静态定位相近的精度, 全动态定位将广泛应用于航测、机载测高仪和重力仪、海洋定位及星载GPS定轨等, 也将广泛应用于各种运输工具和机动兵器的导航和导行。也就是说, GPS成为地壳运动监测, 特别是局部活动构造监测的理想检测手段。

3.3 重力场参数将不断精化

近年来, 地球重力场研究不断取得突破, 获得重大进展, 其在大地测量学中的地位和作用也发生了重大变化, 将成为未来大地测量学科发展的重点之一。全球的重力场模型将向联合多种数据提高准确度的方向发展, 重力场参数将不断精化。

参考文献

[1]林明华.大地测量学课程的教学研究[J].测绘通报, 2011 (11) .

[2]丁恺, 余学祥.刘庄矿首采面观测站高程连接测量与数据处理[J].测绘科学, 2009 (6) .

[3]佘佐明.建立贵阳市高精度测绘基准的研究与思考[J].城市勘测, 2008 (6) .

[4]张崇立.大地形变学——理论体系框架的研究及其主要进展[J].国际地震动态, 2007 (5) .

篇4：大地测量坐标系统转换问题的研究

关键词：大地测量坐标参考系；空间定位基准；投影变换；基准；坐标转换

引言：随着测绘科学技术的发展，坐标系的更新、精化以及坐标基准的变化，坐标系统的转换不可避免，我国曾先后使用过1954北京坐标系，新54北京坐标系和1980西安坐标系，由于空间技术的发展，我国建立了2000国家大地坐标系。目前，我国大量的测绘成果大都采用1954北京坐标系，把1954北京坐标系或者1980西安坐标系成果转换到2000国家大地坐标系是一个漫长的积累、更替过程，这个积累、更替的过程是逐步地进行的，并且很难彻底更替。

1同一大地坐标转换

1.1同一大地测量坐标基准转换

1）大地坐标和空间直角坐标系转换

空间大地直角坐标和大地坐标是椭球面上同一点的不同表现形式，空间直角坐标系是一种以地球质心为原点的右手直角坐标系，一般用X、Y、Z表示点的位置。如下图所示

根据两坐标的关系，P点的位置用空间大地直角坐标（X，Y，Z）表示，其相应的大地坐标为（B，L），将该图与右图比较，右图中的子午椭圆平面相当于下图的中的OyP平面，如下图所示：

2不同大地坐标转换

2.1空间直角坐标转换

2.2大地坐标转换

不同的大地坐标系之间的换算，与参考椭球是密切相关的，因此，除了包含3个平移参数、3个旋转参数、和一个尺度参数外，还包括2个椭球参数。

根据广义大地坐标微分公式的两套大地坐标值，可列出9个以上的方程，采用最小二乘法可求出八个转换参数。

2.3平面直角坐标转换

多项式转换模型，取其常数项、一次项，即采用仿射转换模型公式进行。

3空间坐标参考系引擎设计及实践

3.1引擎设计

本文以windows xp 32位系统为开发环境，以C#为平台，Microsoft visual studio 2010为编译器完成了空间坐标参考系引擎的开发。引擎包含多个模块：地图投影转换模块、坐标换带模块、坐标转换模块。其中坐标转换模块设计思路下图所示：

结论：C#对地理空间坐标系引擎开发充分采用了C#的OOP特点，引擎不仅可以直接应用，可以作为基类进行二次开发。引擎融合了多种类型的地理空间数据进行多种坐标系之间的转换、显示输出和管理等功能，主要实现了不同平面直角坐标系之间的转换、空间直角坐标系向大地坐标的转换、不同大地坐标之间的转换、不同高斯平面直角坐标系之间的转换和不同坐标投影带之间的转换。

篇5：大地测量复习提纲

一、范围、形式及要求

范围：课堂上没有讲过的内容一律不考。

形式：闭卷。

要求：概念清楚；考试时带计算器。

要求“了解”的内容中可能会有“每题2分”的小题，但不会有“每题10分”的大题。

二、试题结构（题型）

填空题（每题2分，共20分）

选择题（每题2分，共30分）

问答题（每题10分，共30分）

计算题（每题10分，共20分）

三、各章节复习要求

第一章绪论

了解：大地测量学的基本体系和内容。

第二章坐标系统与时间系统

了解：地球的自转；三种地球自转运动规律；几种常用的时间系统。

掌握：坐标系统的基本概念；地固坐标系；坐标系之间的换算。

第三章地球重力场及地球形状的基本理论

了解：垂线偏差和大地水准面差距。

掌握：地球重力场的基本原理；高程系统（常用高程系统的定义及其相互关系；正常水准面不平行性及其改正数计算）。

第四章地球椭球及其数学投影变换的基本理论

了解：地球椭球的几何参数；椭球面上的常用坐标系；椭球面上几种主要的曲率半径；地图投影的概念与高斯投影；正形投影的一般条件；平面子午线收敛角；方向改化；通用横轴墨卡托投影（UTM投影）。

掌握：大地线；将地面观测值归算至椭球面；高斯投影坐标正反算；距离改化；邻带坐标换算；工程测量投影面与投影带的选择；控制测量概算的目的及内容。

第五章 大地测量基本技术与方法

了解：国家水平控制网和高程控制网的布设形式、布设原则；精密光学经纬仪的基本构造；电子经纬仪测角原理；经纬仪的视准轴误差、水平轴倾斜误差及垂直轴倾斜误差；偏心观测与归心改正；电磁波测距基本原理和基本公式；精密水准仪和水准尺的构造特点；水准测量概算。

篇6：大地测量学总结

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。

篇7：大地测量学实习报告

本次实习的是在我们完成《大地测量学基础》这门课程之后进行的，通过完成水准仪有关一起的检验和二等水准测量，使我们熟悉仪器的操作，并在实习过程中锻炼我们的实际动手能力，提升团队协作能力以及巩固我们在课堂所学的理论知识。另外，在后期的编程和外业概算过程中，对我们的发现问题、提出问题、解决问题的能力得到一次提升，为今后进入社会打下良好基础。

二.实习任务

本次实习的任务有两项，分别是：

1)二等精密水准测量外业观测与概算;(约1.5周)

2)大地测量计算课程设计;(约1.5周)

三.测区概况

本次实习的地点为武汉大学。校内人员众多，交通复杂，地势起伏。我组测量路线为武测环和珞珈山环。其具体路线如下图：

此图为武测环，上为北方向

此图为珞珈山环，上为北方向

四.已知高程点

共有三个已知点可选用，我组所用点为珞珈山环的教务部点，已知高程为126.157m。

五.作业依据

国家测绘局，国家一、二等水准测量规范-05-24 测绘出版社，仪器的检验

(1) 水准仪的i角限差为15″(2)标尺的零点不等差为0.10mm

六.踏勘、选点

本次实习的路线图已经提前下发给我们，所以选点比较固定。对于武测环，在武大信息学部部分，我们选择了二食堂门口、星湖园、大学生活动中心三个点;在武大文理学部部分，我们选择了明贤门门内门外两点、校医院点、生科院点，外加教务部已知点点，共八个点。对于珞珈山环，我们选择了生科院点、校医院点、政管院点、枫园点等共七个点，加上教务部已知点共八个点。

七.使用的仪器与仪器检验

我组使用的仪器是科利达的电子水准仪DL―，用于二等水准测量。我们进行了水准仪i角检验和水准尺零点差检验(结果另附)，符合测量规范要求。

八.精密二等水准数据采集和外业数据概算：

水准线路图见附录，观测日期与观测时段在观测记录薄中记载详细。

九.外业概算成果

概算成果见附录。

十.课程设计编程

1.编程所用语言

本次编程用C++语言在VC6.0环境下编制

2.基本数学模型

(1)高斯投影正反算

正算是指：由大地坐标(L, B)求得高斯平面坐标(x, y)的过程。

反算是指：由高斯平面坐标(x, y)求得大地坐标(L, B)的过程。

正算：高斯投影必须满足的三个条件：

(1)，中央子午线投影后为直线。

(2)，中央子午线投影后长度不变。

(3)，投影具有正性性质，即正性投影条件。

由第一个条件可知，中央子午线东西两侧的投影必然对称于中央子

午线。设在托球面上有P1 ，P2，且对称于中央子午线。其大地坐

标为(l, B),(-l, B)则投影后的平面坐标一定为P1(x, y),P2(x,-y).

由第二个条件可知，位于中央子午线上的点，投影后的纵坐标x应

该等于投影前从赤道量至该点的子午弧长。

计算公式：

1.当将克拉索夫斯基椭球带入计算式，可得到正算公式：

其中：

2.反算公式为：

其中：

(2)实测斜距归算高斯平面边长

假设1、2两个大地点在椭球面上沿法线的投影点1’和2’间的大地线的长度为S，由于在椭球面上两点间大地线长度与相应法截线长度之差是极微小的，可以忽略不计，则可以将两点间的法截线长度认为是该两点间的大地线长度。并且，两点间的法截线的长度与半径等于其起始点曲率半径的圆弧长相差也很小，则所求的大地线长度可以认为是半径。其计算如下：

S=D*{[1-(h2-h1)/D*(h2-h1)/D]/[(1+h1/Ra)*(1+h2/Ra)]}

这个题目的思想是先利用题目所给的坐标求出其平面坐标方位角，然后计算子午线收敛角和方向改化。得出大地方位角，然后将实测距离归算至椭球面上，最后归算至高斯平面，具体流程图如下。

(3)大地主题正反算

大地主题解算：知道某些大地元素推求另一些大地元素的过程。

正解是指：已知某点P1的大地坐标(L2,B2)，且知该点到另一点P2(L2,B2)

的大地线长及其大地方位角A12，计算P2点的大地坐标(L2,B2)和大地线在P2点的反方位角A21.的过程。

反解是指：已知P1和P2的大地坐标(L1,B1)和P2(L2,B2)计算P1至P2的大地线长，正反方位角A12、A21的过程。

大地主题解算的基本思想：运用高斯平均引数的方法，。

正算基本思想：

⑴ 在大地线中点 M展开，收敛快，精度高;

⑵ 中点M不好求，以两端点平均纬度及平均方位角相对应的点m来代替; ⑶ 借助迭代法实现。

反算基本思想

基本思路是：先计算出SsinAm，ScosAm及A“，再计算

大地线长度和正反方位角.SsinAm，ScosAm及A”计算公式为：

3.各个程序主要图框与结果

(1)高斯投影正反算

(2)距离归化

实测斜距化算至高斯投影平面边长(采用克拉索夫斯基椭球)：

S=

578.868606;

(3)大地主题正反算

篇8：《高等物理大地测量学》学习要求

硕士研究生课程学习要求

1、授课教师基本信息

姓名

罗志才 联系电话 ***

68778857-810 邮件地址 zhcluo@sgg.whu.edu.cn 办公室 教学实验大楼

15楼1509#

2、授课方式：课堂讲授、讨论、自学和辅导相结合3、教材及学习内容

教材及参考书：

（1）《高等物理大地测量学》，赫尔墨特.莫里兹著，宁津生、管泽

霖译，测绘出版社，1984

（2）《物理大地测量学》，W.A.海斯卡涅、H.莫里兹著，卢福康、胡国理译，测绘出版社，1984

（3）《地球重力场逼近理论与中国2000似大地水准面的确定》，李

建成等著，武汉大学出版社，2003

（4）其它国内外参考文献

学习内容：

（1）物理大地测量中的数理统计方法，详见《物理大地测量学》第七章的内容；

（2）求定地球形体的现代方法，参考《物理大地测量学》第八章的内容；

（3）最小二乘配置的基本理论及其在物理大地测量中的应用，详见 1

《高等物理大地测量学》第二、三部分内容；

（4）大地测量边值问题的理论和方法，详见《高等物理大地测量学》

第四部分内容；

（5）大地水准面的计算及应用，参考《地球重力场逼近理论与中国

2000似大地水准面的确定》

4、考试方式：2011年12月31日以前统一提交学习报告和PPT5、思考题或学习报告参考题目

（1）重力场参数的格网化方法（拟合方法）；

（2）最小二乘配置法的基本原理及优缺点；

（3）全球或局部协方差函数模型的确定；

（4）最小二乘配置的数学本质问题；

（5）物理大地测量中最小二乘配置法的最新进展（多分辨配置）；

（6）大地水准面精化及应用；

（7）Molodensky边值问题的线性化方法及Molodensky解算模型；

（8）Molodensky边值问题与Stokes边值问题的主要区别；

（9）非线性大地测量边值问题的求解方法；

（10）Molodensky边值问题的其它求解方法及其优缺点；

（11）融合多源重力场信息精化地球重力场；

（12）大地测量边值问题的新理论与新方法。

6、要求

（1）每位同学自拟题目准备PPT，讲解时间为45分钟，其余时间讨论；

（2）学习报告以《武汉大学学报（信息科学版）》的格式要求撰写，主题明

篇9：大地测量学实习心得体会

（一）收获

1.进一步巩固，加深大地测量学，GPS的有关理论知识。

2.熟练掌握了大地测量学，GPS所使用的仪器及观测方法，提高了控制测量实践能力。大一实习时进行的是图根碎步测量，精度等级不高，而大范围，高等级的大地测量对局部的测量工作起到控制作用，对测绘人员的能力要求高，进一步培养了我的测绘实践能力。

3.培养和提高解决实际问题及组织测绘生产的管理能力。4.数据计算整理能力在这次实习中也得到了很大的提高，以前接触的数据都不是通过自己实际测量得到的结果，整理时往往误差都在允许范围内，这次通过自己的实际测量练习得到的数据由于种种问题有些是超出误差允许范围的，这就需要我们能够迅速分析错误原因来得到新的数据。进而也对数据检核的重要性有了新的认识。数据计算整理是一项很繁琐的工作，需要我们在整理计算的时候要格外认真小心。同时，也有很多方法和技巧也是可以用来避免因为整理计算而出现结果的错误。首先在数据记录中要做到清晰、清楚，因为我们数据的整理是在一天的工作完成后进行的，由于数据量很大，如果记得不够清晰往往找不到数据或者分辨不清楚记录的数字。另外在记录数据的过程中要随时检核数据是否可用，免得再最后整理时发现误差过大而耽误工程进度。在计算数据时可以通过多种数学手段来边计算边检验结果的准确性，如果时间允许可以先由一个人计算数据再由另外一个人来检核。

5.我懂得了测绘工作要认真细致，不能有丝毫的马虎，特别是在使用水准仪，全站仪这样精密的仪器时，更要做到精益求精。因为稍有差错就可能导致超限，必须重测，还会导致以后其它量的测量出错，最终导致数据计算的错误，或者每次误差很小，由于误差积累，使得最终结果超限。

（二）体会：

1.加强对书本知识的巩固，将书本的理论知识与实际操作相结合，增强动手操作能力。这次实习充分暴露出我们对课本知识掌握不牢固，比如用测回法观测导线水平角竟然模棱两可，使用水准仪测量高差步骤不能熟练掌握，对各种限差不能熟记。最糟糕的是不能运用平差知识进行平差计算，这一点在课程设计更能体现出，这说明我们平时学习眼高手低，且功利性太强，总是想知道学书本上知识有什么用，却不知只要认真，踏踏实实学习就肯定有用。我们学生应好好反思！

2.一次测量实习要完整的做完，单靠一个人的力量和构思是远远不够的，只有小组的合作和团结才能让实习快速而高效的完成。这次测量实习培养了我们小组的分工协作的能力，增进了同学之间的感情。我们完成这次实习的原则也是让每个组员都学到知识而且会实际操作，而不是抢时间，赶进度，草草了事收工。所以，我们每个组员都分别独立的观察，记录每一站，并准确进行计算。做到步步有“检核”，这样做不但可以防止误差的积累，及时发现错误，更可以提高测量的效率。我们怀着严谨的态度，错了就返工，决不马虎。直至符合测量要求为止。我们深知搞工程这一行，需要的就是细心，做事严谨.3.团结就是力量，纪律才是保证经过每个组员的团结工作。测绘工作需要组员精诚合作，合理分配任务。4.应该说，没有团队就没有我们最后的工作成绩。一个团队应该有它的共同目标和共同理想，这是支撑一个团队正常工作，密切合作的基础。我们正是在这个一起努力完成好工作的目标支持下共同努力做好了每一件工作。一个团队不可能在工作中没有分歧，发生分歧后大家都应该本着实事求是，一切为了把工作做好的态度认真听取他人意见，并敢于说出自己的想法，坚决不能有任何私心。

（三）建议

1.希望多实习些时间，三个星期太少。毕业后怎么和别的学校学生竞争。2.通过这次实习学到和巩固了很多知识，只是对全站仪的了解还很不够，希望有机会能够系统学习全站仪的相关知识。

篇10：大地测量学基础教案第一章

测绘工程0941-0942-1121 科目

大地测量学基础

课程类型

专业基础课

学时数 教学内容

第一章绪论

教学目的

使学生了解大地的定义、作用、基本体系、主要内容、发展历程及展望。

重点

大地测量学的基本体系和主要内容

难点

本章无难点

教学方法

课堂讲授

教学进程

第一讲大地测量学的定义和作用、基本体系和内容（2学时）第二讲大地测量学发展简史及展望（2学时）

课后总结

掌握大地测量学的基本体系：几何大地测量学、物理大地测量学、空间大地测量学及其主要内容

熟悉大地测量学发展过程中的主要成就以及大地测量学的代表方向。

作业

无

第一章.绪论

§1大地测量学的定义和作用

1.1大地测量学的定义 大地测量学：是指在一定的时间与空间参考系中，测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化，为人类活动提供关于地球的空间信息的一门学科。

（1）经典大地测量：地球刚体不变、均匀旋转的球体或椭球体；范围小。

（2）现代大地测量：空间测绘技术(人造地球卫星、空间探测器)，空间大地测量为特征，范围大。

1.2大地测量学的作用

（1）大地测量学是一切测绘科学技术的基础，在国民经济建设和社会发展中发挥着决定性的基础保证作用。如交通運輸、工程建設、土地管理、城市建設等（2）大地测量学在防灾，减灾，救灾及环境监测、评价与保护中发挥着特殊作用。如地震、山体滑坡、交通事故等的監測與救援。

（3）大地测量是发展空间技术和国防建设的重要保障。如:卫星、导弹、航天飞机、宇宙探测器等发射、制导、跟踪、返回工作都需要大地测量作保证。§2大地测量学基本体系和内容 2.1大地测量学的基本体系

应用大地测量、椭球大地测量、天文大地测量、大地重力测量、测量平差等；新分支：海样大地测量、行星大地测量、卫星大地测量、地球动力学、惯性大地测量。（1）几何大地测量学（即天文大地测量学）

基本任务：是确定地球的形状和大小及确定地面点的几何位置。

主要内容：国家大地测量控制网(包括平面控制网和高程控制网)建立的基本原理和方法，精密角度测量，距离测量，水准测量；地球椭球数学性质，椭球面上测量计算，椭球数学投影变换以及地球椭球几何参数的数学模型等。（2）物理大地测量学（即理论大地测量学）基本任务：是用物理方法(重力测量)确定地球形状及其外部重力场。

主要内容：包括位理论，地球重力场，重力测量及其归算，推求地球形状及外部重力场的理论与方法。

（3）空间大地测量学

主要研究以人造地球卫星及其他空间探测器为代表的空间大地测量的理论、技术与方法。2.2 大地测量学的基本内容

（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。研究月球及太阳系行星的形状及重力场。

（2）建立和维持国家和全球的天文大地水平控制网、工程控制网和精密水准网以及海洋大地控制网，以满足国民经济和国防建设的需要。

（3）研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关大地测量计算。（4）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。现代大地测量的特征：

⑴研究范围大（全球：如地球两极、海洋）⑵从静态到动态，从地球内部结构到动力过程。

⑶观测精度越高，相对精度达到10-8~10-9，绝对精度可到达毫米。⑷测量与数据处理周期短，但数据处理越来越复杂。§3大地测量学发展简史及展望

3.1大地测量学的发展简史 第一阶段：地球圆球阶段

从远古至17世纪，人们用天文方法得到地面上同一子午线上两点的纬度差，用大地法得到对应的子午圈弧长，从而推得地球半径（弧度测量）第二阶段：地球椭球阶段 从17世纪至19世纪下半叶，在这将近200年期间，人们把地球作为圆球的认识推进到向两极略扁的椭球。

大地测量仪器：望远镜，游标尺，十字丝，测微器；

大地测量方法：1615年荷兰斯涅耳(W.Snell)首创三角测量法;行星运动定律：1619年德国的开普勒(J.Kepler)发表了行星运动三大定律； 重力测量：1673年荷兰的惠更斯(C.Huygens)提出用摆进行重力测量的原理； 英国物理学家牛顿(L.Newton)提出地球特征：1）是两极扁平的旋转椭球，其扁率等于1/230；2）重力加速度由赤道向两极与sin２φ(φ——地理纬度)成比例地增加。几何大地测量标志性成果：

（1）长度单位的建立：子午圈弧长的四千万分之一作为长度单位，称为1m。（2）最小二乘法的提出：法国的勒让德(A.M.Legendre)，德国的高斯(C.F.Gauss)。

（3）椭球大地测量学的形成：解决了椭球数学性质与测量计算，正形投影方法。在这个领域，高斯、勒让德及贝塞尔（Bessel)作出了巨大贡献。

（4）弧度测量大规模展开。在这期间主要有以英、法、西班牙为代表的西欧弧度测量，以及德国、俄国、美国等为代表的三角测量。物理大地测量标志性成就：

（1）克莱罗定理的提出：法国学者克莱罗(A.C.Clairaut)假设地球是由许多密度不同的均匀物质层圈组成的椭球体，这些椭球面都是重力等位面(即水准面)。该椭球面上纬度φ的一点的重力加速度按下式计算：

推算了不同的地球椭球参数。如贝赛尔、克拉克椭球参数。

（2）重力位函数的提出：为了确定重力与地球形状的关系，法国的勒让德提出了位函数的概念。所谓位函数，即是有这种性质的函数：在一个参考坐标系中，引力位对被吸引点三个坐标方向的一阶导数等于引力在该方向上的分力。研究地球形状可借助于研究等位面。因此，位函数把地球形状和重力场紧密地联系在一起。

（3）地壳均衡学说的提出：英国的普拉特(J.H.Pratt)和艾黎(G.B.Airy)几乎同时提出地壳均衡学说，根据地壳均衡学说可导出均衡重力异常以用于重力归算。

（4）重力测量有了进展。设计和生产了用于绝对重力测量以及用于相对重力测量的便携式摆仪。极大地推动了重力测量的发展。第三阶段：大地水准面阶段

从19世纪下半叶至20世纪40年代，人们将对椭球的认识发展到是大地水准面包围的大地体。

几何大地测量学进展：

天文大地网的布设有了重大发展。全球三大天文大地网的建立（1800－1900印度，一等三角网2万公里，平均边长45公里；1911－1935美国一等7万公里；1924-1950苏联，7万多公里)因瓦基线尺出现，平行玻璃板测微器的水准仪及因瓦水准尺使用。物理大地测量在这阶段的进展： 1.大地测量边值问题理论的提出：

英国学者斯托克司(G.G.Stokes)把真正的地球重力位分为正常重力位和扰动位两部分，实际的重力分为正常重力和重力异常两部分，在某些假定条件下进行简化，通过重力异常的积分，提出了以大地水准面为边界面的扰动位计算公式和大地水准面起伏公式。后来，荷兰学者维宁·曼尼兹(F.A.Vening Meinesz)根据斯托克司公式推出了以大地水准面为参考面的垂线偏差公式。

2.提出了新的椭球参数：

赫尔默特椭球、海福特椭球、克拉索夫斯基椭球等。第四阶段：现代大地测量新时期

20世纪下半叶，以电磁波测距、人造地球卫星定位系统及甚长基线干涉测量等为代表的新的测量技术的出现，给传统的大地测量带来了革命性的变革，大地测量学进入了以空间测量技术为代表的现代大地测量发展的新时期。主要技术：

EDM：Electronic Distance Measure;

GPS: Global Positioning System;

VLBI: Very Long Baseline Interferometry;

SLR：Satellite Laser Ranging;

INS: Inertial Navigation System（1）我国高精度天文大地网的建立

1951-1975年：一等三角点5万多个，全长7.5多万公里，二等锁，一等导线等，1972－1982年平差数据处理，建立1980国家大地坐标系。（2）我国高精度重力网的建立