大地测量问答1111

2024年2月21日发(作者：感恩爸妈)

考试题目类型

名词解释 简答题 问答题 计算题

计算题内容1、ITRF框架转换 2、高斯投影（换带计算，中央子午线计算） 3、水准，方向观测的记录与计算 4、概略高程计算（P324）

1、大地测量学？

答：在一定的时间与空姐参考系中，测量喝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。

2、大地测量分类？

答：分为常规（经典）大地测量和现代大地测量。

常规大地测量：应用大地测量学；椭球大地测量学；天文大地测量学；重力大地测量学；测量平差。

现代大地测量：几何大地测量学；物理大地测量学；空间大地测量学。

3、大地测量的发展经历了哪几个阶段？

答：第一阶段：地球圆球阶段；主要是弧度测量

第二阶段：地球椭球阶段；首创三角测量法；创立日心说；开普勒发表行星三大定律；伽利略进行第一次重力测量，牛顿提出地球特征：两极扁平的旋转椭球，重力加速度由赤道向两极成比例增加。长度单位的建立；最小二乘法的提出；椭球大地测量学的形成解决了椭球数学性质，椭球面上测量计算，以及将椭球面投影到平面的正投影法；弧度测量大规模展开；推算了不同的地球椭球参数；

第三阶段：大地水准面阶段； 天文大地网的布设有了重大发展；铟瓦基线尺出现；提出新的椭球参数

第四阶段：现代大地测量新时期；各国各自的大规模水准网建立；有些国家建立自己的高精度重力网，大地控制网优化设计理论和最小二乘配置法的提出和应用。

4、主要的空间大地测量技术包括哪些？

5、天球？春分点？子午面？子午圈？岁差？章动？极移？

答：天球：以地球质心为中心，半径为无穷大的假想球体。

春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点。

子午面：包含天轴并通过地球上任意一点的平面

子午圈：子午面与天球相交的大圆

岁差：由于日月等天体的影响，地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，其锥角等于黄赤交角23.5°，旋转周期为26000年，这种运动叫岁差。

章动：由于月球轨道相对于黄道有倾斜，使得月球引力产生的转矩的大小和方向不断变化，导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期圆周运动，振幅为9.21″

极移：地球自转轴存在着相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，导致极点在地球表面的位置随时间而变化，这种现象叫极移

6、恒星时？平太阳时？世界时？真太阳时？回归年？原子时？协调世界时？

答：恒星时：以春分点作为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间叫恒星时。

真太阳时：以真太阳作为参考点，由其周日视运动确定的时间

平太阳时：平太阳连续两次经过同一子午圈的时间称为一个平太阳日，分为24个平太阳小时。

世界时：以格林尼治子夜起算的平太阳时

回归年：平太阳连续两次经过平春分点的时间间隔，等于365.24个平太阳日

原子时：以原子谐振信号周期为标准的时间

协调世界时：以原子时秒长为计时单位，在时刻上与平太阳时之差小于0.9″的时间系统

7、大地基准？大地测量参考系统？大地测量参考框架？椭球定向的条件？协议天球坐标系？

答：大地基准：所谓基准是指为描述空间位置而定义的点、线、面，在大地测量中，基准是指用以描述地球形状的参考椭球的参数（如参考椭球的长短半轴），以及参考椭球在空间中的定位及定向，还有在描述这些位置时所采用的单位长度的定义。

大地测量参考系统：坐标参考系统（分为天球坐标系和地球坐标系），高程参考系统：以大地水准面为参照面的高程系统称为正高 以似大地水准面为参照面的高程系统称为正常高；H=H正常+ζ高程异常 H=H正高+N 大地水准面差距

大地测量参考框架：大地测量参考系统的具体实现，是通过大地测量手段确定的固定在地面上的控制网(点)所构建坐标参考架、高程参考框架、重力参考框架。

椭球定向的条件：椭球短轴平行于地球自转轴；大地起始子午面平行于天文起始子午面

协议天球坐标系：通常约定某一刻 t0 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 XOY 的垂直方向为 Y 轴建立天球坐标系

8、地固坐标系？一点定位？多点定位？大地原点？北京54坐标系缺点？1980西安坐标系特点？

答：地固坐标系：（地球坐标系）坐标原点在参考椭球中心或者地心，以协议地极方向作为Z轴指向，称为协议地球坐标系

北京54坐标系缺点：① 椭球参数有较大误差；② 参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性的倾斜，在东部地区大地水准面差距最大达+68m；③ 几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。我国在处理重力数据时采用赫尔默特1900～1909年正常重力公式，与这个公式相应的赫尔默特扁球不是旋转椭球，它与克拉索夫斯基椭球是不一致的，这给实际工作带来了麻烦。

④ 定向不明确，既不是国际协议原点也不是我国地极原点。

1980西安坐标系特点：① 采用1975年国际大地测量与地球物理联合会IUGG第16届大会上推荐的5个椭球基本参数。② 在1954年北京坐标系基础上建立起来的。③ 椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位。④定向明确。椭球短轴平行于地球质心指向地极原点的方向

⑤大地原点地处我国中部，位于西安市以北60 km 处的泾阳县永乐镇，简称西安原点。

⑥ 大地高程基准采用1956年黄海高程系

9、WG-84坐标系属于什么坐标系？精度如何？（P38）国际地球参考系统（ITRS）？国际地球参考框架（ITRF）？ITRF（2000）转换到ITRF（1997）要经过哪几个步骤？（P41）

答：地心地固坐标系统 （协议地球坐标系？）

10、通过牛顿定律推出的开普勒有什么不同？

答：同时考虑行星质量与太阳质量

11、研究地球重力场的意义？（P58）

答：

12、简述引力位推导过程？

13、引力位与引力有什么关系？

14、引力位与离心力位的二阶偏导各有什么特点？

15、重力等位面有何特点？

既不平行，也不相交和相切

16、正常重力位？

正常重力位是一个函数简单、不涉及地球形状和密度便可直接计算得到的地球重力位的近似值的辅助重力位。

17、引力位级数展开第一项表示什么？

地球质量集中在质心处时点的位

18、引力位可以表示成哪两种形式？

地球惯性矩表达引力位

用球谐函数表达地球引力位

19、勒让德多项式有何特点或性质？（可以递推）

20、克莱罗定理表述了什么？（2个。地球形状与重力场的关系？（有无关系））

表达了重力扁率β同椭球扁率α之间的关系

21、导出H米高度正常重力的主要步骤？（P72）

22、正常椭球？理论闭合差？（正高？正常高？他们的公式有何区别？）水准高差如何变为正常高高差？（加上两个高差改正）

答：正常椭球：是大地水准面的规则形状（一般指旋转椭球面）

理论闭合差：设由O—A—B路线水准测量得到B点的高程H由O—N—B线路得到B点高程HB'Bh

h'

由于水准面不平行，对应的Δｈ和Δｈ′不相等，水准环线高程闭合差也不等于零，称为 理论闭合差。

正高系统是以大地水准面为高程基准面，地面上任一点的正高是该点沿垂线方向至大地水准面的距离。

将正高系统中不能精确测定的 用正常重力代替，便得到另一种系统的高程，称其为正常高。我国规定采用正常高高程系统作为我国高程的统一系统

23、P101公式4.8 4.9推导

24、子午面直角坐标系？地心纬度坐标系？归化纬度坐标系？

答：子午面直角坐标系：设P点的大地经度为L，在过P点的子午面上，以子午圈椭圆中心为原点，建立x, y平面直角坐标系。在该坐标系中，P点的位置用L, x, y表示

地心纬度坐标系：设椭球面上P点的大地经度L，在此子午面上以椭圆中心O为原点建立地心纬度坐标系

归化纬度坐标系：以椭球长半径a为半径作辅助圆，延长Ｐ２Ｐ与辅助圆相交Ｐ１点，则OP１与x轴夹角称为P点的归化纬度u。

25、大地坐标系球面坐标转化到空间直角坐标的步骤？（通过子午面直角坐标系）

26、法截面？法截线？卯酉圈？相对法截线

答：法截面：过椭球面上任意一点可作一条垂直于椭球面的法线，包含这条法线的平面叫作 法截面

法截线：法截面与椭球面的交线叫法截线。

卯酉圈：过椭球面上一点的法线，可作无限个法截面，其中一个与该点子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合的圈称为卯酉圈

相对法截线：

27、子午圈曲率半径公式？随纬度如何变化？

28、卯酉圈曲率半径公式？随纬度如何变化？

29、大地线？有何特点？夹角多大？

答：椭球面上两点间的最短程曲线叫大地线

大地线是两点间惟一最短线，而且位于相对法截线之间，并靠近正法截线，它与正法截线间的夹角

在椭球面上进行测量计算时，应当以两点间的大地线为依据。在地面上测得的方向、距离等，应当归算成相应大地线的方向、距离。

长度差异可忽略,方向差异需改化。

13在一等三角测量中可达到千分之四秒

30、大地线微分方程表达一种什么关系？

答：表达dL（经度）,dB（纬度）,dA（大地线方位角）各与dS（大地线）的关系

31、克莱劳定理表明了什么？P124

答：在旋转椭球面上，大地线各点的平行圈半径与大地线在该点的大地方位角的正弦的乘积等于常数。

32、水平方向归算至椭球面 垂线偏差改正？标高差改正？截面差改正？

答：垂线偏差改正：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

标高差改正：因照准点高出椭球面某一高度，照准面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标高差改正

截面差改正：法截弧方向化为大地线方向应加的改正

33、基线尺量距归算至椭球面须哪些改正？电磁波测距归算至椭球面须哪些改正？P（129）

答：垂线偏差对长度归算的影响；高程对长度归算的影响