大地測量學(xué)知識點整理
第一章
大地測量學(xué)定義
廣義:大地測量學(xué)是在一定的時間-空間參考系統(tǒng)中,測量和描繪地球及其他行星體的一門學(xué)科。
狹義:大地測量學(xué)是測量和描繪地球表面的科學(xué)。包含測定地球形狀與大小,測定地面點幾何位置,確定地球重力場,以及在地球上進(jìn)行必須顧及地球曲率的那些測量工作。
?
大地測量學(xué)最基本的任務(wù)是測量和描繪地球并監(jiān)測其變化,為人類活動提供關(guān)于地球等行星體的空間信息。
P1 ?P4 ?P6(了解幾個階段、了解展望)
大地測量學(xué)的地位和作用:
1、大地測量學(xué)在國民經(jīng)濟(jì)各項建設(shè)和社會發(fā)展中發(fā)揮著基礎(chǔ)先行性的重要保證作用
2、大地測量學(xué)在防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)及環(huán)境監(jiān)測、評價與保護(hù)中發(fā)揮著獨具風(fēng)貌的特殊作用
3、大地測量是發(fā)展空間技術(shù)和國防建設(shè)的重要保障
4、大地測量在當(dāng)代地球科學(xué)研究中的地位顯得越來越重要
5、大地測量學(xué)是測繪學(xué)科的各分支學(xué)科(其中包括大地測量、工程測量、海洋測量、礦山測量、航空攝影測量與遙感、地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)等)的基礎(chǔ)科學(xué)
?
現(xiàn)代大地測量學(xué)三個基本分支:幾何大地測量學(xué)、物理大地測量學(xué)、空間大地測量學(xué)
第二章
開普勒三大行星運動定律:
1、行星軌道是一個橢圓,太陽位于橢圓的一個焦點上
2、行星運動中,與太陽連線哎單位時間內(nèi)掃過的面積相等
3、行星繞軌道運動周期的平方與軌道長半軸的立方之比為常數(shù)
?
地軸方向相對于空間的變化(歲差和章動)(可出簡答題)
地軸相對于地球本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相對位置變化(極移)
?
歷元:對于衛(wèi)星系統(tǒng)或天文學(xué),某一事件相應(yīng)的時刻。
?
對于時間的描述,可采用一維的時間坐標(biāo)軸,有時間原點、度量單位(尺度)兩大要素,原點可根據(jù)需要進(jìn)行指定,度量單位采用時刻和時間間隔兩種形式。
?
任何一個周期運動,如果滿足如下三項要求,就可以作為計量時間的方法:
1、運動是連續(xù)的
2、運動的周期具有足夠的穩(wěn)定性
3、運動是可觀測的
?
多種時間系統(tǒng)
以地球自轉(zhuǎn)運動為基礎(chǔ):恒星時和世界時
以地球公轉(zhuǎn)運動為基礎(chǔ):歷書時→太陽系質(zhì)心力學(xué)時、地球質(zhì)心力學(xué)時
以物質(zhì)內(nèi)部原子運動特征為基礎(chǔ):原子時
協(xié)調(diào)世界時(P23)
大地基準(zhǔn):建立大地基準(zhǔn)就是求定旋轉(zhuǎn)橢球的參數(shù)及其定向(橢球旋轉(zhuǎn)軸平行于地球的旋轉(zhuǎn)軸,橢球的起始子午面平行于地球的起始子午面)和定位(旋轉(zhuǎn)橢球中心與地球中心的相對關(guān)系)。
?
天球:以地球質(zhì)心為中心,以無窮大為半徑的假想球體。
天軸、天極、天球赤道面、天球赤道、時圈、黃道、黃極、春分點
?
大地測量參考系統(tǒng)
1、坐標(biāo)參考系統(tǒng):天球坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系(大地坐標(biāo)系(P26會畫)、空間直角坐標(biāo)系)。
2、高程參考系統(tǒng):正高、正常高
3、重力參考系統(tǒng)
?
大地基準(zhǔn)→大地測量參考系統(tǒng)→大地測量參考框架(坐標(biāo)、高程、重力)(三者關(guān)系P27)
?
橢球定位和定向
旋轉(zhuǎn)橢球體是橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)而成的形體,通過選擇橢圓的長半軸和扁率,可以得到與地球形體非常接近的旋轉(zhuǎn)橢球,旋轉(zhuǎn)橢球面是一個形狀規(guī)則的數(shù)學(xué)表面,在其上可以做嚴(yán)密的計算,而且所推算的元素(如長度和角度)同大地水準(zhǔn)面上的相應(yīng)元素非常接近,這種用來代表地球形狀的橢球稱為地球橢球,它是地球坐標(biāo)系的參考基準(zhǔn)。
?
橢球定位:確定橢球中心的位置(局部定位和地心定位)。
?
橢球定向:確定橢球旋轉(zhuǎn)軸的方向。
滿足條件(1)橢球短軸平行于地球自轉(zhuǎn)軸(2)大地起始子午面平行于天文起始子午面
?
參考橢球:具有確定參數(shù)(長半軸a和扁率α),經(jīng)過局部定位和定向,同某一地區(qū)大地水準(zhǔn)面最佳擬合的地球橢球。
總地球橢球:除了滿足地心定位和雙平行條件外,在確定橢球參數(shù)時能使它在全球范圍內(nèi)與大地體最密合的地球橢球。
?
參心坐標(biāo)系(與地心坐標(biāo)區(qū)別P31):原點與參考橢球中心重合。(以參考橢球為基準(zhǔn))
地心坐標(biāo)系:原點與地球質(zhì)心重合。(以總地球橢球為基準(zhǔn))
?
地心大地坐標(biāo)系:地球橢球的中心與地球質(zhì)心重合,橢球面與大地水準(zhǔn)面在全球范圍內(nèi)最佳符合,橢球的短軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合(過地球質(zhì)心并指向北極),大地緯度為過地面點的橢球法線與橢球赤道面的夾角,大地經(jīng)度為過地面店的橢球子午面與格林尼治的大地子午面之間的夾角,大地高為地面點沿橢球法線至橢球面的距離。
?
地心地固坐標(biāo)系的建立方法(P37):直接法(直接求得坐標(biāo))和間接法(求轉(zhuǎn)換參數(shù))
世界大地坐標(biāo)系(WGS-84,CGCS2000(P40))
國際地球參考系統(tǒng)(ITRS)國際地球參考框架(ITRE)(P39)
?
歐勒角:兩個直角坐標(biāo)系進(jìn)行相互變換的旋轉(zhuǎn)角。(旋轉(zhuǎn)矩陣怎么來的?P44)
對于既有旋轉(zhuǎn)、縮放,又有平移的兩個空間直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)換算,存在3個平移參數(shù),3個旋轉(zhuǎn)參數(shù)以及1個尺度變化參數(shù),共計有7個參數(shù)。
對于不同大地坐標(biāo)系的換算(知道過程P47),還包括2個地球橢球元素變化參數(shù),共9個轉(zhuǎn)換參數(shù)。
第三章
P50 ??P55 ??了解
地球基本參數(shù)(3.1.3 P57)
大地測量中,地球外部重力場的重要意義:
1、地球外部重力場是大地測量中絕大多數(shù)觀測量的參考系,因此,為了將觀測量歸算到由幾何定義的參考系中,就必須要知道這個重力場
2、假如地面重力值得分布情況已知,就可以結(jié)合大地測量中的其他觀測量一起,來確定地球表面的形狀
3、對于高程測量而言,最重要的參考面——大地水準(zhǔn)面,亦即最理想化的海洋面是重力場中的一個水準(zhǔn)面
4、通過對地球外部重力場的深入分析,,人們可以獲得關(guān)于地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的信息,因此通過相應(yīng)重力場參數(shù)的被應(yīng)用,大地測量學(xué)已成為地球物理學(xué)的輔助科學(xué)
5、地球外部重力場是現(xiàn)代空間探測技術(shù)的理論基礎(chǔ),特別是對空間探測器的發(fā)射與控制,對月球大地測量以及太陽系其他行星的深空大地測量都具有重要意義和作用
?
重力:陰歷和離心力的合力(基本由引力決定)
離心力在赤道達(dá)到MAX,其數(shù)值比地球引力的1/200還要低。
重力兩級MAX,赤道MIN,僅在兩級指向地心。
?
引力位和離心力位(怎么來的?P59)
重力位(怎么表達(dá)?P62) ?
同重力方向重合的線稱為鉛垂線。
?
正常重力位:一個函數(shù)簡單、不涉及地球形狀和密度便可直接計算得到的地球重力位的近似值的輔助重力位(為什么引進(jìn)?P64)
P70 ??地球正常重力位
正常重力公式(表達(dá)式 符號含義 P71) ?
對正常重力位常數(shù)做進(jìn)一步理解 P74
正常橢球和水準(zhǔn)橢球,總的地球橢球和參考橢球之間關(guān)系?P75
能繪圖說明 正高系統(tǒng)??P76 ?正常高系統(tǒng)?P77
?
力高(概念、區(qū)別 P80)
?
3.3.5國家高程基準(zhǔn)
大地水準(zhǔn)面:假想海洋處于完全靜止和平衡狀態(tài)時的海水面,并延伸到大陸地面以下所形成的的閉合曲面。(平均海水面)
P82水準(zhǔn)原點
P82?1956黃海高程系統(tǒng)
P83?1985國家高程基準(zhǔn)
?
垂線偏差:地面一點上的重力向量g和相應(yīng)橢球面上的法線向量n之間的夾角。
確定方法:天文大地測量方法、重力測量方法、天文重力測量方法、GPS方法。
?
測定大地水準(zhǔn)面差距(P86)的幾種方法:地球重力場模型法、斯托克司方法、衛(wèi)星無線電測高方法、GPS高程擬合法、最小二乘配置法。
?
確定地球形狀的基本方法:天文大地測量方法、重力測量方法、空間大地測量方法(了解)
?
第四章(畫圖)
地球橢球的基本幾何參數(shù)(P99 ?圖4-1):2個長度元素、3個扁平元素
?
大地坐標(biāo)系P(L,B,h)P101
空間直角坐標(biāo)系P(X,Y,Z)P102
子午面直角坐標(biāo)系P(L,x,y)P102
大地極坐標(biāo)系P(S,A)P103
?
各坐標(biāo)系間的關(guān)系(P103-104)(理解性、重點)
?
法截面:過橢球面上任意一點可做一條垂直于橢球面的法線,包含這條法線的平面。
法截線(法截?。悍ń孛嫱瑱E球面交線。
?
主曲率半徑:
子午圈曲率半徑(P108 ?P109表4-2)
卯酉圈曲率半徑(P109 ?P110表4-3)
?
大地線(定義、性質(zhì)、相對法截線 P121-123)
?
參考橢球面是測量計算的基準(zhǔn)面。但在野外的各種測量都是在地面上進(jìn)行,觀測的基準(zhǔn)線不是各點對應(yīng)的橢球面的法線,而是各點的垂線,各點的垂線與法線存在著垂線偏差。
不能直接在地面上處理觀測成果,而應(yīng)將地面觀測元素(包括方向和距離等)歸算至橢球面。在歸算中有兩條基本要求(1、以橢球面的法線為基準(zhǔn)(2、將地面觀測元素化為橢球面上大地線的相應(yīng)元素。
?
將水平方向歸算至橢球面上,包括垂線偏差改正、標(biāo)高差改正、截面差改正(為什么?P125)
?
大地元素:橢球面上點的大地經(jīng)度L、大地緯度B,兩點間的大地線長度S及其正、反大地方位角A12,A21
大地主題正解:已知P1點的大地坐標(biāo)L1 B1,P1至P2的大地線長度S及其大地方位角A12,計算P2點的大地坐標(biāo)L2 B2和大地線S在P2點的反方位角A21。
大地主題反解:已知P1點的大地坐標(biāo)L1 B1,P2點的大地坐標(biāo)L2 B2,計算P1至P2的大地線長S及其正、反方位角A12、A21。
?
大地主題正解和反解的實質(zhì):從解析意義來講,研究大地極坐標(biāo)與大地坐標(biāo)間的相互變換。
?
地圖數(shù)學(xué)投影:將橢球面上元素(包括坐標(biāo)、方位和距離)按一定數(shù)學(xué)法則投影到平面上。
地圖投影學(xué):研究將橢球面上元素(包括坐標(biāo)、方位和距離)按一定數(shù)學(xué)法則投影到平面上的專門學(xué)科。
?
衡量地圖投影的變形:1)長度比2)主方向和變形橢圓
?
投影變形種類1)長度變形2)方向變形3)角度變形4)面積變形
?
地圖投影分類
1、按變形性質(zhì)分類:等角投影、等積投影、任意投影
2、按經(jīng)緯網(wǎng)投影形狀分類:方位投影、圓錐投影、圓柱(或橢圓柱)投影
3、按投影面和原面的相對位置關(guān)系分類:正軸投影、橫軸投影、斜軸投影、割圓柱、割圓錐投影
?
高斯平面直角坐標(biāo)系(怎么來的?P158)
P160圖4-40
第五章
建立國家平面大地控制網(wǎng)的基本原則:
1、大地控制網(wǎng)應(yīng)分級布設(shè)、逐級控制
2、大地控制網(wǎng)應(yīng)有足夠的精度
3、大地控制網(wǎng)應(yīng)有一定的密度
4、大地控制網(wǎng)應(yīng)有統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)格和要求
?
國家高程控制網(wǎng)的布設(shè)原則:
1、從高到低、逐級控制
2、水準(zhǔn)點分布應(yīng)滿足一定的密度
3、水準(zhǔn)測量達(dá)到足夠的精度
4、一等水準(zhǔn)網(wǎng)應(yīng)定期復(fù)測
?
以上是我之前大概整理的知識點,你可以參考,但我整的不全,很多理解性的我標(biāo)了頁碼沒有寫(因為比較復(fù)雜),現(xiàn)在我來跟你說說他上課強調(diào)的重點的內(nèi)容。以下很重要!??!
1、現(xiàn)代大地測量學(xué)三個基本分支:幾何大地測量學(xué)、物理大地測量學(xué)、空間大地測量學(xué)(填空)
2、歲差和章動(出簡答題,所以概念要清楚)
3、P26大地坐標(biāo)系的圖要會畫(簡答題會考)
4、還有你抄沒抄我P49那個圖,他說會出大題,如果你沒有我發(fā)給你(這個很重要,他說過很多次要出一道大題,所以一定要記?。?/p>
5、P81大地水準(zhǔn)面的概念(我覺得名詞解釋一定考這個,可以按自己的理解來說)
6、第四章主要是畫圖,除了大地坐標(biāo)系,還有P99 圖4-1
7、P104 空間直角坐標(biāo)系同大地坐標(biāo)系之間關(guān)系(4-25)(4-26)兩組公式,都記住
8、P124 ??4.6下面那段話(我覺得可能出填空,當(dāng)然最好背下來吧)
9、P159-160 ?高斯投影帶計算那幾段,因為我不知道他會不會出計算,最好看一下吧
10、P210建立國家平面大地控制網(wǎng)的四個基本原則和P227高程網(wǎng)的四個布設(shè)原則(第五章就這兩個點,我感覺肯定會考)
嗯這些是我覺得他會考的內(nèi)容應(yīng)該八九不離十,別的沒說不考哦,但是這些一定要記住。
?