大地測(cè)量概念整理
2013-08-28 14:49:05 來(lái)源: 測(cè)繪論壇
大地測(cè)量學(xué)：大地測(cè)量學(xué)是在一定的時(shí)間-空間參考系統(tǒng)中，測(cè)量和描繪地球及其他行星體的一門科學(xué)。
大地測(cè)量學(xué)分為：測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)和大地測(cè)量學(xué)
現(xiàn)代大地測(cè)量學(xué)歸納為以下三個(gè)基礎(chǔ)分支為主多構(gòu)成的基本體系：
幾何大地測(cè)量學(xué)，物理大地測(cè)量學(xué)，空間大地測(cè)量學(xué)
大地測(cè)量發(fā)展的三個(gè)階段：
第一階段：地球圓球階段
第二階段：地球橢球階段
第三階段：大地水準(zhǔn)面階段
第四階段：現(xiàn)代大地測(cè)量階段
公轉(zhuǎn)或周年視運(yùn)動(dòng)：與其他行星一樣繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。
自轉(zhuǎn)或周日視運(yùn)動(dòng)：地球繞其瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)
黃道：地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)（也稱為地球公轉(zhuǎn)）的軌道稱為黃道
一恒星年：地球繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間（是由其軌道的長(zhǎng)半軸的大小決定的）
遠(yuǎn)日點(diǎn)：地球距離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的點(diǎn)
近日點(diǎn)：地球距離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的點(diǎn)
地軸:地軸是過(guò)地球中心和兩極的軸線，在某一時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)軸稱為瞬時(shí)軸
歲差：地球繞地軸旋轉(zhuǎn)，由于日，月等天體的影響，地球的旋轉(zhuǎn)軸在空間圍繞黃極發(fā)生緩慢的旋轉(zhuǎn)，形成一個(gè)圓錐體，這種運(yùn)動(dòng)稱為歲差
（是地軸方向相對(duì)于空間的長(zhǎng)周期運(yùn)動(dòng)）歲差是春分點(diǎn)每年向西移動(dòng)50.3″
白道：月球繞地球旋轉(zhuǎn)的軌道稱為白道.
章動(dòng)：由于白道與黃道約有5°的傾斜，這使得月球引力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的大小和方向不斷變化，從而導(dǎo)致地球旋轉(zhuǎn)軸在歲差的基礎(chǔ)上疊加18.6年的短周期運(yùn)動(dòng)，振幅為9.21″，這種現(xiàn)象稱為章動(dòng)
真旋轉(zhuǎn)軸（瞬時(shí)軸），真赤道：在歲差和章動(dòng)的共同影響下，地球在某一時(shí)刻的實(shí)際旋轉(zhuǎn)軸稱為真旋轉(zhuǎn)軸或瞬時(shí)軸，對(duì)應(yīng)的赤道稱為真赤道。
平軸，平赤道：假定地球旋轉(zhuǎn)只有歲差的影響則地球旋轉(zhuǎn)軸為平軸，對(duì)應(yīng)的赤道稱為平赤道
黃經(jīng)章動(dòng)，交角章動(dòng)：由于章動(dòng)引起的黃經(jīng)和黃經(jīng)交角的變化，分別稱為黃經(jīng)章動(dòng)和交角章動(dòng)
極移：地球自轉(zhuǎn)出了上述在空間的變化，還存在相對(duì)于地球自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置變化，從而導(dǎo)致極點(diǎn)在地球表面上得的位置隨時(shí)間而變化，這種現(xiàn)象稱為極移
某一觀測(cè)瞬間地球北極所在的位置稱為瞬時(shí)極，某一段時(shí)間內(nèi)地極的平均位置稱為平極。
國(guó)際協(xié)議原點(diǎn)CIO：國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)和國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)在1967年與意大利共同召開第32次討論會(huì)上，建議采用國(guó)際上5個(gè)緯度服務(wù)站以1900-1905年的平均唯獨(dú)所確定的平極作為基準(zhǔn)點(diǎn)，稱為國(guó)際協(xié)議原點(diǎn)
協(xié)議地球極：國(guó)際極移服務(wù)站和國(guó)際時(shí)間局采用非剛體地球理論并融合傳統(tǒng)光學(xué)觀測(cè)技術(shù)和VLBI等空間觀測(cè)技術(shù)計(jì)算得到新的協(xié)議地球極。
地球定向參數(shù)：地球自轉(zhuǎn)不是均勻的，存在著多種短周期變化，短周期變化是由于地球周期性潮汐影響，變化周期包括2個(gè)星期，1個(gè)月，6個(gè)月，12個(gè)月，長(zhǎng)期變化表現(xiàn)為地球自轉(zhuǎn)速度緩慢變小，地球自轉(zhuǎn)速度變化，導(dǎo)致日長(zhǎng)的是視擾動(dòng)并緩慢變長(zhǎng)，從而使以地球自轉(zhuǎn)為基準(zhǔn)的時(shí)間尺度產(chǎn)生變化，描述上述三種地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的參數(shù)稱為地球定向參數(shù)（EOP）
地球自轉(zhuǎn)參數(shù):描述地球自轉(zhuǎn)速度變化的參數(shù)和描述極移的參數(shù)稱為地球自轉(zhuǎn)參數(shù)（ERP）
EOP=ERP+歲差，章動(dòng)
歷元：對(duì)于衛(wèi)星系統(tǒng)或天文學(xué)，某一事件相應(yīng)的時(shí)刻稱為歷元
時(shí)間的描述：一維坐標(biāo)軸，時(shí)間原點(diǎn)，度量單位或尺度（采用時(shí)刻和時(shí)間間隔兩種形式）兩大要素
時(shí)間系統(tǒng)：
恒星時(shí)ST:以春分點(diǎn)作為基本參考點(diǎn)，由春分點(diǎn)周日是運(yùn)動(dòng)確定的時(shí)間，稱為恒星時(shí)
世界時(shí)UT，歷書時(shí)ET與力學(xué)時(shí)DT
原子時(shí)AT：原子時(shí)是一種以原子諧振信號(hào)周期為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)它進(jìn)行連續(xù)級(jí)數(shù)的時(shí)標(biāo)
協(xié)調(diào)世界時(shí)UTC
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。
定位：確定旋轉(zhuǎn)橢球中心與地球中心的相對(duì)關(guān)系。
大地基準(zhǔn)：用以代表地球形體的旋轉(zhuǎn)橢球（橢圓繞其短軸旋轉(zhuǎn)一周所得的形體）
天球：以地球質(zhì)心為中心，以無(wú)窮大為半徑的假象球體稱為天球。
天軸與天極：地球自轉(zhuǎn)的延伸直線為天軸；天周與天球的交點(diǎn)稱為天極。
天球赤道面與天球赤道：通過(guò)地球質(zhì)心O與天軸垂直的平面，稱為天球赤道面；他與天球相交的大圓，稱為天球赤道
天球子午面與子午圈：包含天軸并通過(guò)地球上任一點(diǎn)的平面，稱為天球子午面；他與天球相交的大圓，稱為天球子午圈。
時(shí)圈:通過(guò)天球的平面與天球相交的半個(gè)大圓。
黃道：地球公轉(zhuǎn)的軌道平面與天球相交的大圓，黃道面與赤道面的夾角ε，稱為黃赤交角，約為23.5°
黃極：通過(guò)天球中心，且垂直于黃道面的直線與天球的交點(diǎn)
春分點(diǎn)：當(dāng)太陽(yáng)在黃道上從天球南半球向北半球運(yùn)行時(shí)，黃道與天球赤道的交點(diǎn)
春分點(diǎn)與天球赤道面是建立天球坐標(biāo)系統(tǒng)的重要基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)面
坐標(biāo)參考系統(tǒng)：分為天球坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系。天球坐標(biāo)系用于研究天體和人造衛(wèi)星的定位運(yùn)動(dòng)。地球坐標(biāo)系用于研究地球上物體的定位與運(yùn)動(dòng)，是以旋轉(zhuǎn)橢球?yàn)閰⒄战⒌淖鴺?biāo)系統(tǒng)，分為大地坐標(biāo)系和空間直角坐標(biāo)系。
大地高：他是從觀測(cè)點(diǎn)沿橢球的法線方向到橢球免得距離。
高程參考系統(tǒng)：以大地水準(zhǔn)面為參考面的高程系統(tǒng)稱為正高。意思大地水準(zhǔn)面為參照面的高程系統(tǒng)稱為正常高。
三者關(guān)系：26頁(yè)
橢球定位：橢球定位是指確定橢球的中心位置，可分為兩類：局部定位和地心定位。（局部定位要求在一定的范圍內(nèi)橢球面與大地面有最佳的符合，而對(duì)橢球的中心位置無(wú)特殊要求；地球定位要求在全球范圍內(nèi)橢球面與大地水準(zhǔn)面有最佳的符合，同時(shí)要求橢球中心與地球質(zhì)心一致與接近）
橢球定向：橢球定向是指確定橢球旋轉(zhuǎn)軸的方向（不論是局部定位還是地心定位，都應(yīng)滿足兩個(gè)平行條件：
1.橢球端州平行于地球自轉(zhuǎn)軸
2.大地起始子午面平行于天文起始子午面）
地球橢球：用來(lái)代表地球形狀的橢球稱為地球橢球，是地球坐標(biāo)系的參考基準(zhǔn)。
參考橢球：具有定參數(shù)，經(jīng)過(guò)局部定位和定向，同某一地區(qū)的大地水準(zhǔn)面最佳擬合的地球橢球，叫做參考橢球
總地球橢球：除滿足地心定位和雙平行條件外，在確定橢球參數(shù)時(shí)能使它在全球范圍內(nèi)與大地體具有最佳密合的地球橢球，叫做總地球橢球。
地固坐標(biāo)系即地球坐標(biāo)系按原點(diǎn)位置分為地心坐標(biāo)系（原點(diǎn)與地球質(zhì)心重合）和參心坐標(biāo)系（原點(diǎn)與參考橢圓中心重合）
無(wú)論是地心坐標(biāo)系還是參心坐標(biāo)系都可分為空間直角坐標(biāo)系和大地坐標(biāo)系
大地測(cè)量起算數(shù)據(jù)：大地經(jīng)度，大地緯度和大地方位角
大地原點(diǎn)也稱為大地基準(zhǔn)點(diǎn)或大地起算點(diǎn)
太陽(yáng)日：太陽(yáng)連續(xù)兩次中天的時(shí)間間隔
恒星日:地球繞地軸旋轉(zhuǎn)360°所需要的時(shí)間
極移：極點(diǎn)在地球表面上的位置也是隨時(shí)間變化的，這種現(xiàn)象稱為極移
公轉(zhuǎn)周期：行星繞太陽(yáng)運(yùn)行一周所需要的時(shí)間稱為公轉(zhuǎn)周期。
恒星年：恒星年是指地球公轉(zhuǎn)360°所需要的時(shí)間。(他是地球的真正周年)
一回歸年：地球連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)春分點(diǎn)所需要的時(shí)間
重力位：重力位就是引力位與離心力位的和
引力位：引力位就是單位質(zhì)點(diǎn)從無(wú)窮遠(yuǎn)出移動(dòng)到該點(diǎn)引力所做的功
正常重力位：正常重力位是一個(gè)函數(shù)簡(jiǎn)單，不涉及地球形狀和密度便可以直接計(jì)算得到的地球重力位的近似值的輔助重力位
正常重力場(chǎng)，正常橢球，水準(zhǔn)橢球：把旋轉(zhuǎn)橢球賦予與實(shí)際地球相等的質(zhì)量，同時(shí)假定他與地球一起旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而用數(shù)學(xué)的約束條件吧橢球面定義為其本身重力場(chǎng)中的一個(gè)等位面，并且這個(gè)重力場(chǎng)中的鉛垂線方向與橢球面相垂直，由以上這些特性所決定的旋轉(zhuǎn)橢球的重力場(chǎng)稱為正常重力場(chǎng)，這樣的橢球稱為正常橢球，也成為水準(zhǔn)橢球
重力異常：似大地水準(zhǔn)面到地球橢球面的高度稱為重力異常。
大地水準(zhǔn)面差距：大地水準(zhǔn)面到地球橢球面的距離稱為大地水準(zhǔn)面差距。
高程基準(zhǔn)面：高程基準(zhǔn)面就是地面點(diǎn)高程的同一起算面，由于大地水準(zhǔn)面所形成的體形——大地體是整個(gè)地球最為接近的體形，所以通常采用大地水準(zhǔn)面作為高程基準(zhǔn)
大地水準(zhǔn)面：大地水準(zhǔn)面是假想海洋處于完全靜止平衡狀態(tài)時(shí)的海水面，并延伸到大陸地面以下所形成的閉合曲面。
潮汐：潮汐是指海洋受日月等天體的引力作用，而產(chǎn)生的周期性有規(guī)律的漲落現(xiàn)象。
標(biāo)高或者高程：地面上的點(diǎn)相對(duì)于高程基準(zhǔn)面的高度通常采用海拔高程和絕對(duì)高程，也簡(jiǎn)稱高程或標(biāo)高
垂線偏差：地面上點(diǎn)的重力向量g和相應(yīng)橢球面上的法線向量n之間的夾角定義為該點(diǎn)的垂線偏差
垂線同總地球橢球法線構(gòu)成的角度稱為絕對(duì)垂線偏差。實(shí)際重力場(chǎng)中的重力向量g同正常中立場(chǎng)中正常中立向量r之間的夾角稱為重力垂線偏差。
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