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幾何大地測量學 --利用幾何方法研究地球的形狀和大小,將地面大地控製網投影到規則的參考橢球面上並以此為基準推算地面點的幾何位置的學科。
幾何大地測量學是大地測量學的一個分支學科, 也稱天文大地測量學。
它的基本任務是確定地球的形狀和大小及確定地面點的幾何位置。 |
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| 研究用幾何方法測定地球形狀和大小以及地面點幾何位置的學科,亦稱天文大地測量學。 |
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| 幾何大地測量學是大地測量學中成熟最早的一個分支,在17和18世紀已經有了顯著的進展。17世紀初,測量儀器研製的進展和三角測量法的出現,為幾何大地測量學的發展提供了技術基礎;各國為了測製精密地圖,迫切要求實施大地測量,也從應用方面促進了幾何大地測量學的發展。 |
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何大地測量采用一個旋轉橢球代表地球形狀,用幾何方法測定它的形狀和大小,並以該橢球面為參考研究和測定大地水準面,以及建立大地坐標係。
地球橢球的形狀和大小以其扁率和長半軸表示。地面點的幾何位置以其在大地坐標係中的大地經度、緯度和大地高程表示。測定地球形狀,是指測定大地水準面形狀,也就是測定大地水準面對於橢球面的差距。
幾何大地測量從地面上獲取兩類不同的觀測值:一是天文觀測值,包括天文經度、緯度和方位角;二是大地觀測值,包括水平角、高度角、水平距離和高差。但為了求定大地水準面對於橢球面的差距,以及地面點的正高或正常高,還需要利用重力值。 |
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jihe dadi celiangxue
幾何大地測量學
geometric geodesy
研究用幾何方法測定地球形狀和大小以及地面點幾何位置的學科,亦稱天文大地測量學。
幾何大地測量學是大地測量學中成熟最早的一個分支,在17和18世紀已經有了顯著的進展。17世紀初,測量儀器研製的進展和三角測量法的出現,為幾何大地測量學的發展提供了技術基礎;各國為了測製精密地圖,迫切要求實施大地測量,也從應用方面促進了幾何大地測量學的發展。
幾何大地測量采用一個旋轉橢球代表地球形狀,用幾何方法測定它的形狀和大小,並以該橢球面為參考研究和測定大地水準面,以及建立大地坐標係。
地球橢球的形狀和大小以其扁率和長半軸表示。地面點的幾何位置以其在大地坐標係中的大地經度、緯度和大地高程表示。測定地球形狀,是指測定大地水準面形狀,也就是測定大地水準面對於橢球面的差距。
幾何大地測量從地面上獲取兩類不同的觀測值:一是天文觀測值,包括天文經度、緯度和方位角;二是大地觀測值,包括水平角、高度角、水平距離和高差。但為了求定大地水準面對於橢球面的差距,以及地面點的正高或正常高,還需要利用重力值。
地面點幾何位置的測定 為了測定地面點的幾何位置所進行的幾何大地測量,分為水平控製測量和高程控製測量。水平控製測量方法有三角測量、三邊測量和導綫測量;高程控製測量方法有水準測量和三角高程測量。一個國傢的水平和高程控製測量都布設成網狀,分別稱為國傢大地網和國傢水準網。
國傢大地網中用大地經度和大地緯度表示地面點的水平位置,它們不是直接測定的,而是以大地原點為起算點,根據地面各種觀測數據在橢球面上逐點推算出來的。國傢水準網中用正高或正常高表示地面點的高程,是由水準測量所得的高差加上重力改正得出的。地面點的大地高程可由正高加上大地水準面起伏而得,也可以由正常高加上高程異常而得(見高程係統)。在水準測量有睏難的地區,可以在水平控製測量中也觀測高度角,由三角高程測量方法求定國傢等級以外的地面點高程。
幾何大地測量在地面上獲取的各種觀測值都以測站垂綫方向或水準面為參考,垂綫方向是以天文經度和緯度表示的。如圖1[垂綫方向和橢球面法綫方向],地面點B的水平位置是以該點沿法綫在橢球面上的投影點 B0的大地經度和緯度表示,這兩個元素表示橢球面法綫的方向。垂綫方向和法綫方向之差θ稱為垂綫偏差。為了計算地面點的大地經度和緯度,以及兩地面點之間的大地方位角,首先要確定橢球相對於地球體也就是相對於大地水準面的相對位置,這一過程稱為橢球在地球體中的定位。其次,由幾何大地測量數據(有時還利用重力值)計算各地面點的垂綫偏差,觀測的水平角和天文方位角都需要加入垂綫偏差改正,歸算到以法綫方向為參考。因此,為了提供垂綫偏差和大地方位角,幾何大地測量中需要實施大量的天文經度、緯度和方位角觀測工作,研究觀測天體以測定這些元素的理論和方法的學科稱為大地天文學,它是幾何大地測量學的一個分支學科。
地面上測量的水平距離,需要利用大地高程(+N )歸算到橢球面上。
經過以上各項歸算之後,各地面點就沿着法綫投影到了橢球面上。然後利用歸算後的結果,在橢球面上進行三角形解算以及大地方位角和大地坐標的計算,並將大地坐標換算為平面直角坐標,研究這些計算的理論和方法的學科稱為橢球面大地測量學,它是幾何大地測量學的另一個分支學科。
橢球參數的測定及其在地球體中的定位 為了計算國傢大地網中各點的大地坐標和大地高程,首先需要確定橢球在地球體中的定位和選擇適宜的橢球參數(長半軸0和扁率0)。橢球定位的一般方法是在一地面點P上作精密天文觀測(圖2[地球橢球定位]),以測定該點的天文經度λ0、緯度0以及至一相鄰點 Q的方向上的天文方位角0;並由 |
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- : geometric geodesy
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