大地測量問答1111

2024年2月21日發(作者：感恩爸媽)

考試題目類型

名詞解釋 簡答題 問答題 計算題

計算題內容1、ITRF框架轉換 2、高斯投影（換帶計算，中央子午線計算） 3、水準，方向觀測的記錄與計算 4、概略高程計算（P324）

1、大地測量學？

答：在一定的時間與空姐參考系中，測量喝描繪地球形狀及其重力場并監測其變化，為人類活動提供關于地球的空間信息的一門學科。

2、大地測量分類？

答：分為常規（經典）大地測量和現代大地測量。

常規大地測量：應用大地測量學；橢球大地測量學；天文大地測量學；重力大地測量學；測量平差。

現代大地測量：幾何大地測量學；物理大地測量學；空間大地測量學。

3、大地測量的發展經歷了哪幾個階段？

答：第一階段：地球圓球階段；主要是弧度測量

第二階段：地球橢球階段；首創三角測量法；創立日心說；開普勒發表行星三大定律；伽利略進行第一次重力測量，牛頓提出地球特征：兩極扁平的旋轉橢球，重力加速度由赤道向兩極成比例增加。長度單位的建立；最小二乘法的提出；橢球大地測量學的形成解決了橢球數學性質，橢球面上測量計算，以及將橢球面投影到平面的正投影法；弧度測量大規模展開；推算了不同的地球橢球參數；

第三階段：大地水準面階段； 天文大地網的布設有了重大發展；銦瓦基線尺出現；提出新的橢球參數

第四階段：現代大地測量新時期；各國各自的大規模水準網建立；有些國家建立自己的高精度重力網，大地控制網優化設計理論和最小二乘配置法的提出和應用。

4、主要的空間大地測量技術包括哪些？

5、天球？春分點？子午面？子午圈？歲差？章動？極移？

答：天球：以地球質心為中心，半徑為無窮大的假想球體。

春分點：當太陽在黃道上從天球南半球向北半球運行時，黃道與天球赤道的交點。

子午面：包含天軸并通過地球上任意一點的平面

子午圈：子午面與天球相交的大圓

歲差：由于日月等天體的影響，地球的旋轉軸在空間圍繞黃極發生緩慢旋轉，其錐角等于黃赤交角23.5°，旋轉周期為26000年，這種運動叫歲差。

章動：由于月球軌道相對于黃道有傾斜，使得月球引力產生的轉矩的大小和方向不斷變化，導致地球旋轉軸在歲差的基礎上疊加18.6年的短周期圓周運動，振幅為9.21″

極移：地球自轉軸存在著相對于地球體自身內部結構的相對位置變化，導致極點在地球表面的位置隨時間而變化，這種現象叫極移

6、恒星時？平太陽時？世界時？真太陽時？回歸年？原子時？協調世界時？

答：恒星時：以春分點作為基本參考點，由春分點周日視運動確定的時間叫恒星時。

真太陽時：以真太陽作為參考點，由其周日視運動確定的時間

平太陽時：平太陽連續兩次經過同一子午圈的時間稱為一個平太陽日，分為24個平太陽小時。

世界時：以格林尼治子夜起算的平太陽時

回歸年：平太陽連續兩次經過平春分點的時間間隔，等于365.24個平太陽日

原子時：以原子諧振信號周期為標準的時間

協調世界時：以原子時秒長為計時單位，在時刻上與平太陽時之差小于0.9″的時間系統

7、大地基準？大地測量參考系統？大地測量參考框架？橢球定向的條件？協議天球坐標系？

答：大地基準：所謂基準是指為描述空間位置而定義的點、線、面，在大地測量中，基準是指用以描述地球形狀的參考橢球的參數（如參考橢球的長短半軸），以及參考橢球在空間中的定位及定向，還有在描述這些位置時所采用的單位長度的定義。

大地測量參考系統：坐標參考系統（分為天球坐標系和地球坐標系），高程參考系統：以大地水準面為參照面的高程系統稱為正高 以似大地水準面為參照面的高程系統稱為正常高；H=H正常+ζ高程異常 H=H正高+N 大地水準面差距

大地測量參考框架：大地測量參考系統的具體實現，是通過大地測量手段確定的固定在地面上的控制網(點)所構建坐標參考架、高程參考框架、重力參考框架。

橢球定向的條件：橢球短軸平行于地球自轉軸；大地起始子午面平行于天文起始子午面

協議天球坐標系：通常約定某一刻 t0 作為參考歷元，把該時刻對應的

瞬時自轉軸經歲差和章動改正后的指向作為 Z 軸，以對應的春分點為 X 軸的指向點，以 XOY 的垂直方向為 Y 軸建立天球坐標系

8、地固坐標系？一點定位？多點定位？大地原點？北京54坐標系缺點？1980西安坐標系特點？

答：地固坐標系：（地球坐標系）坐標原點在參考橢球中心或者地心，以協議地極方向作為Z軸指向，稱為協議地球坐標系

北京54坐標系缺點：① 橢球參數有較大誤差；② 參考橢球面與我國大地水準面存在著自西向東明顯的系統性的傾斜，在東部地區大地水準面差距最大達+68m；③ 幾何大地測量和物理大地測量應用的參考面不統一。我國在處理重力數據時采用赫爾默特1900～1909年正常重力公式，與這個公式相應的赫爾默特扁球不是旋轉橢球，它與克拉索夫斯基橢球是不一致的，這給實際工作帶來了麻煩。

④ 定向不明確，既不是國際協議原點也不是我國地極原點。

1980西安坐標系特點：① 采用1975年國際大地測量與地球物理聯合會IUGG第16屆大會上推薦的5個橢球基本參數。② 在1954年北京坐標系基礎上建立起來的。③ 橢球面同似大地水準面在我國境內最為密合，是多點定位。④定向明確。橢球短軸平行于地球質心指向地極原點的方向

⑤大地原點地處我國中部，位于西安市以北60 km 處的涇陽縣永樂鎮，簡稱西安原點。

⑥ 大地高程基準采用1956年黃海高程系

9、WG-84坐標系屬于什么坐標系？精度如何？（P38）國際地球參考系統（ITRS）？國際地球參考框架（ITRF）？ITRF（2000）轉換到ITRF（1997）要經過哪幾個步驟？（P41）

答：地心地固坐標系統 （協議地球坐標系？）

10、通過牛頓定律推出的開普勒有什么不同？

答：同時考慮行星質量與太陽質量

11、研究地球重力場的意義？（P58）

答：

12、簡述引力位推導過程？

13、引力位與引力有什么關系？

14、引力位與離心力位的二階偏導各有什么特點？

15、重力等位面有何特點？

既不平行，也不相交和相切

16、正常重力位？

正常重力位是一個函數簡單、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。

17、引力位級數展開第一項表示什么？

地球質量集中在質心處時點的位

18、引力位可以表示成哪兩種形式？

地球慣性矩表達引力位

用球諧函數表達地球引力位

19、勒讓德多項式有何特點或性質？（可以遞推）

20、克萊羅定理表述了什么？（2個。地球形狀與重力場的關系？（有無關系））

表達了重力扁率β同橢球扁率α之間的關系

21、導出H米高度正常重力的主要步驟？（P72）

22、正常橢球？理論閉合差？（正高？正常高？他們的公式有何區別？）水準高差如何變為正常高高差？（加上兩個高差改正）

答：正常橢球：是大地水準面的規則形狀（一般指旋轉橢球面）

理論閉合差：設由O—A—B路線水準測量得到B點的高程H由O—N—B線路得到B點高程HB'?B???h

??h'

由于水準面不平行，對應的Δｈ和Δｈ′不相等，水準環線高程閉合差也不等于零，稱為 理論閉合差。

正高系統是以大地水準面為高程基準面，地面上任一點的正高是該點沿垂線方向至大地水準面的距離。

將正高系統中不能精確測定的 用正常重力代替，便得到另一種系統的高程，稱其為正常高。我國規定采用正常高高程系統作為我國高程的統一系統

23、P101公式4.8 4.9推導

24、子午面直角坐標系？地心緯度坐標系？歸化緯度坐標系？

答：子午面直角坐標系：設P點的大地經度為L，在過P點的子午面上，以子午圈橢圓中心為原點，建立x, y平面直角坐標系。在該坐標系中，P點的位置用L, x, y表示

地心緯度坐標系：設橢球面上P點的大地經度L，在此子午面上以橢圓中心O為原點建立地心緯度坐標系

歸化緯度坐標系：以橢球長半徑a為半徑作輔助圓，延長Ｐ２Ｐ與輔助圓相交Ｐ１點，則OP１與x軸夾角稱為P點的歸化緯度u。

25、大地坐標系球面坐標轉化到空間直角坐標的步驟？（通過子午面直角坐標系）

26、法截面？法截線？卯酉圈？相對法截線

答：法截面：過橢球面上任意一點可作一條垂直于橢球面的法線，包含這條法線的平面叫作 法截面

法截線：法截面與橢球面的交線叫法截線。

卯酉圈：過橢球面上一點的法線，可作無限個法截面，其中一個與該點子午面相垂直的法截面同橢球面相截形成的閉合的圈稱為卯酉圈

相對法截線：

27、子午圈曲率半徑公式？隨緯度如何變化？

28、卯酉圈曲率半徑公式？隨緯度如何變化？

29、大地線？有何特點？夾角多大？

答：橢球面上兩點間的最短程曲線叫大地線

大地線是兩點間惟一最短線，而且位于相對法截線之間，并靠近正法截線，它與正法截線間的夾角

在橢球面上進行測量計算時，應當以兩點間的大地線為依據。在地面上測得的方向、距離等，應當歸算成相應大地線的方向、距離。

長度差異可忽略,方向差異需改化。

??1?3?在一等三角測量中可達到千分之四秒

30、大地線微分方程表達一種什么關系？

答：表達dL（經度）,dB（緯度）,dA（大地線方位角）各與dS（大地線）的關系

31、克萊勞定理表明了什么？P124

答：在旋轉橢球面上，大地線各點的平行圈半徑與大地線在該點的大地方位角的正弦的乘積等于常數。

32、水平方向歸算至橢球面 垂線偏差改正？標高差改正？截面差改正？

答：垂線偏差改正：以垂線為依據的地面觀測的水平方向值歸算到以法線為依據的方向值而應加的改正

標高差改正：因照準點高出橢球面某一高度，照準面不能通過照準點的法線同橢球面的交點，由此引起的方向偏差的改正叫標高差改正

截面差改正：法截弧方向化為大地線方向應加的改正

33、基線尺量距歸算至橢球面須哪些改正？電磁波測距歸算至橢球面須哪些改正？P（129）

答：垂線偏差對長度歸算的影響；高程對長度歸算的影響