第一章大地測量方法

❶ 大地測量學的方法

解決大地測量學的任務傳統上有兩種方法，幾何法和物理法。所謂幾何法是用幾何觀測量通過三角測量等方法建立水平控制網，提供地面點的水平位置；通過水準測量方法，獲得幾何量高差，建立高程式控制制網提供點的高程。物理法是用地球的重力等物理觀測量通過地球重力場的理論和方法推推求大地水準面相對於地球橢球的距離、地球橢球的扁率等。

❷ 測繪法的基本內容是什麼

對自然地理要素或者地表人工設施的形狀、大小、空間位置及其屬性等進行測定、採集、表述以及對獲取的數據、信息、成果進行處理和提供的活動。

基礎知識測量工作中，地面點的空間位置是用坐標和高程來表示（確定）的。表示地面點平面位置的常用坐標有地理坐標、平面直角坐標，小范圍內也可用極坐標；高程是地面點到大地水準面的鉛垂距離，稱為該點的絕對高程，也稱海拔。

目前，我國以黃海平均海水面作為大地水準面。1985年決定採用新確定的黃海平均海水面作為我國的高程起算面，稱為「1985年黃海高程系」。之前，我國曾以天津大沽平均海水面作為大地水準面。距離、水平角及高程是確定地面點相對位置的三個基本幾何要素，則距離測（丈）量、水平角測量及高程測量是測量的基本工作。

結合工作實際，本著學習基礎知識、掌握基本技能的原則，現重點學習距離丈量、普通水準測量（高程、視距、斷面測量）。

測繪的種類

1、大地測量。研究和測定地球的形狀、大小和地球重力場，以及地面點的幾何位置的理論和方法。大地測量學是測繪學各個分支的理論基礎，基本任務是建立地面控制網、重力網，精確確定控制點的三維位置，為地形圖提供控制基礎，為各類工程施工提供依據，為研究地球形狀、大小、重力場以及變化，地殼形變及地震預報提供信息。

2、普通測量。研究地球表面局部區域內控制測量和地形圖測繪的理論和方法。局部區域是指在該區域內進行測繪時，可以不顧及地球曲率，把它當作平面處理，而不影響測圖精度。

3、攝影測量。研究利用攝影機或其他感測器採集被測物體的圖像信息，經過加工處理和分析，以確定被測物體的形狀、大小和位置，並判斷其性質的理論和方法。

按距離分可分為：航天攝影測量、航空影測量、地面影測量、近景影測量和顯微影測量：按技術處理方法不同可以分為：模擬法影測量、解析法影測量和數字影測量。

4、工程測量。研究工程建設中設計、施工和管理各階段測量工作的理論、技術和方法。為工程建設提供精確的測量數據和大比例尺地圖，保障工程選址合理，按設計施工和進行有效管理。在工程運營階段對工程進行形變觀測和沉降監測以保證工程運行正常。

按研究的對象可以分為：建築工程測量、水利工程測量、礦山工程測量、鐵路工程測量、公路工程測量、輸電線路與輸油管道測量、橋梁工程測量、隧道工程測量、隧道工程測量、軍事工程測量等。

5、海洋測繪。以海洋水體和海底為對象，研究海洋地位、測定海洋大地水準面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力以及海洋磁力、海洋環境等自然和社會信心的地理分布及其編制各種海圖的理論餓技術的學科。為艦船航行安全、海洋工程建設提供保障。

❸ 大地測量學的基本技術有哪些

一、大地測量學，又稱為測地學。根據德國著名大地測量學家F.R.
Helmert的經典定義，大地測量學是一門量測和描繪地球表面的科學。也就是研究和測定地球形狀、大小和地球重力場，以及測定地面點幾何位置的學科。它也包括確定地球重力場和海底地形，是測繪學的一個分支。
二、基本技術：
解決大地測量學的任務傳統上有兩種方法，幾何法和物理法。
1、測地方程所謂幾何法是用幾何觀測量通過三角測量等方法建立水平控制網，提供地面點的水平位置;通過水準測量方法，獲得幾何量高差，建立高程式控制制網提供點的高程。
2、物理法是用地球的重力等物理觀測量通過地球重力場的理論和方法推推求大地水準面相對於地球橢球的距離、地球橢球的扁率等。

❹ 傳統大地測量都有哪些測量方法

通過精密角度測量、距離測量、水準測量確定地球及地面的形狀與位置；通過重力測量確定地球形狀與重力場；最重要的是通過以上結論、地球橢球面計算與投影變換確定地球幾何模型。

❺ 地形圖測繪方法有哪些

地形圖的測繪方法： 模擬法測圖和數字測圖兩種。目前,地形圖測繪主要採用數字測圖方法。

工程地形圖的測繪方法

(1)全站儀數字測圖

全站儀數字測圖是工程大比例尺地形測繪的主要方法，基於全站儀的數字測圖系統主要有兩種類型:

1、分為數字測記模式(全站儀+電子手簿或人工記錄數據再傳輸至成圖系統中經處理生成數字圖，內業成圖) ;

2、電子平板模式(全站儀+便攜計算機或PDA個人數據助理，實地成圖)，實現「所見即所測，所見即所得」。

數字測圖系統具有基本數據編輯加工、圖形分層、符號配置等功能外,有些還具有屬性數據錄入與掛接、由離散點構建不規則三角網進而生成等高線、影響數據集成與疊加和不同數據格式轉換等功能。

(2) GPS RTK數字測圖技術，此方法完全與全站儀類似，利用RTK系統代替全站儀或與全站儀組合使用。

(3)數字攝影測量和遙感測圖:對於大范圍的地形圖以及大型工程建設場地測繪等，可以利用航攝影像、遙感影像、機載激光雷達掃描系統LIDAR或使用輕型飛機攝取影像， 使用數字攝影測量或遙感圖像處理系統生產生成DOM (數字正射影像圖)、DEM (數字高程模型)、DRG (數字柵格地圖)、 DLG (數字線劃地圖)以及復合模式組成。

(4)車載移動測圖系統測圖，又稱移動道路測量系統(MMS) , 以車輛為平台，集成GPS接收機，視頻感測器CCD，慣性導航系統INS,在車輛行駛過程中，快速採集道路和兩旁的地形數據成圖。

(5)第一章大地測量方法擴展閱讀

大地測量

研究和測定地球的形狀、大小和地球重力場，以及地面點的幾何位置的理論和方法。大地測量學是測繪學各個分支的理論基礎，基本任務是建立地面控制網、重力網，精確確定控制點的三維位置，為地形圖提供控制基礎，為各類工程施工提供依據，為研究地球形狀、大小、重力場以及變化，地殼形變及地震預報提供信息。

測繪儀器

三維激光掃描儀、水準儀、經緯儀、全站儀、GPS接收機、GPS手持機、超站儀、陀螺儀、求積儀、鋼尺、秒錶等如今在攝影測量方面，相機也成為了測繪中使用的儀器。

❻ 什麼是經典大地測量

大地測量學 根據德國著名大地測量學家F.R. Helmert的經典定義，它是一門量測和描繪地球表面的科學。它也包括確定地球重力場和海底地形。也就是研究和測定地球形狀、大小和地球重力場，以及測定地面點幾何位置的學科。測繪學的一個分支。 大地測量學的任務 ·確定地球形狀及其外部重力場及其隨時間的變化，建立統一的大地測量坐標系，研究地殼形變（包括地殼垂直升降及水平位移），測定極移以及海洋水面地形及其變化等。 ·研究月球及太陽系行星的形狀及其重力場。 ·建立和維持具有高科技水平的國家和全球的天文大地水平控制網和精密水準網以及海洋大地控制網，以滿足國民經濟和國防建設的需要。 ·研究為獲得高精度測量成果的儀器和方法等。 ·研究地球表面向橢球面或平面的投影數學變換及有關的大地測量計算。 ·研究大規模、高精度和多類別的地面網、空間網及其聯合網的數學處理的理論和方法，測量資料庫建立及應用等。 大地測量學的分支 ·幾何大地測量學亦即天文大地測量學：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。 ·物理大地測量學也稱理論大地測量學：它的基本任務是用物理方法（重力測量）確定地球形狀及其外部重力場。 ·空間大地測量學：主要研究人造地球衛星及其他空間探測器為代表的空間大地測量的理論，技術與方法。 大地測量學中測定地球大小，指測定地球橢球的大小；研究地球形狀，指研究大地水準面形狀；測定地面點的幾何位置，指測定以地球橢球面為參考的地面點位置。將地面點沿法線方向投影於橢球面上，用投影點在橢球面上的大地經度、大地緯度表示點的水平位置，用地面點至投影點的法線距離表示該點的大地高程。這點的幾何位置也可以用一個以地球質心為原點的空間直角坐標系中的三維坐標表示。 大地測量工作為大規模的測制地形圖提供水平控制網和高程式控制制網；為開發礦山、興修水利、發展交通等經濟建設提供控制基礎；為發射導彈和航天器提供地面點的精確坐標和地球重力場數據；為地球物理學、地球動力學、地震學的研究任務提供測量數據。 簡史 大地測量學歷史悠久。公元前3世紀，亞歷山大的埃拉托色尼利用在兩地觀測日影的方法，首次推算出地球子午圈的周長，也是弧度測量的初始形式。724年 ，中國唐代的南宮說等人在張遂（一行）指導下在今河南省境內實測了一條長約300千米的子午弧，並測同一時刻南北兩點的日影長度，推算出緯度1°的子午弧長。這是世界上第一次實測弧度測量。其他國家也相繼進行過類似的工作。17世紀以前，由於工具簡單，技術水平低，所得結果精度不高。1617年荷蘭W.斯涅耳首創三角測量法，克服了直接丈量距離的困難。隨後又有望遠鏡、水準器、測微器等的發明，測量儀器製造逐漸完善，精度提高，為大地測量學的發展奠定了技術基礎。17世紀末，英國I.牛頓和荷蘭C.惠更斯從力學觀點研究地球形狀，提出地球是兩極略扁的橢球體。1735～1741年法國科學院派兩支測量隊分別在赤道附近的秘魯和北極圈附近的拉普蘭進行弧度測量，證實地球是兩極略扁的橢球體。中國清代康熙年間為編制《皇輿全圖》，實施了大規模天文大地測量。這次測量中，發現高緯度的東北地區每度子午弧比低緯度的河北地區的要長，這個發現比法國早。1730年英國西森發明經緯儀，促進了三角測量的發展。1743年法國克萊羅發表了《地球形狀理論》，指出用重力測量精確求定地球扁率的方法。1806年法國的A.-M.勒讓德和1809年德國的C.F.高斯分別發表了最小二乘法理論，產生了測量平差法。1849年英國Sir G.G.斯托克斯創立用重力測量成果研究水準面形狀的理論。1880年瑞典耶德林提出懸鏈線狀基線尺測量方法，繼而法國製成因瓦基線尺，使丈量距離的精度明顯提高。19世紀末和20世紀30年代，先後出現了擺儀和重力儀，使重力點數量大量增加，為研究地球形狀和地球重力場提供大量重力數據。1945年蘇聯的M.C.莫洛堅斯基提出，不需要任何歸算，可以直接利用地面重力測量數據嚴格求定地面點到參考橢球面的大地高程，直接確定地球表面形狀，這一理論已被許多國家採用。 20世紀40年代，電磁波測距儀的發明，克服了量距的困難，使導線測量、三邊測量得到重視和發展。1957年第一顆人造地球衛星發射成功後，產生了衛星大地測量學，使大地測量學發展到一個新階段。導航衛星多普勒定位技術，能夠以±1米或更高的精度測定任一地面點在全球大地坐標中的地心坐標。衛星雷達測高技術，可測定海洋大地水準面的起伏。新發展起來的衛星射電干涉測量技術，可以測定地面上相距幾十千米的兩點間的基線向量在全球坐標系三軸方向上的基線分量，即兩點間的3個坐標差。衛星大地測量學仍在發展中，具有很大的潛力。 分支 大地測量學包括幾何大地測量學、物理大地測量學、衛星大地測量學、海洋大地測量學和動態大地測量學。 幾何大地測量採用一個與地球外形最接近的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，以及建立大地坐標系，推算地面點的幾何位置。 物理大地測量用一個同全球平均海水面位能相等重力等位面即大地水準面代表地球的實際形狀，在地球表面進行重力測量，並用地面重力測量數據研究大地水準面相對於地球橢球面的起伏。 衛星大地測量利用衛星在地球引力場中的軌道運動，從盡可能均勻分布在整個地球表面上的十幾個至幾十個跟蹤站，觀測至衛星瞬間位置的方向、距離或距離差，積累對不同高度不同傾角的衛星的長期（數年）觀測資料，可以綜合解算地球的幾何參數和物理參數，以及地面跟蹤站相對於地球質心的幾何位置。

❼ 研究方法

第一章中述及，作為一門課程的第四紀地質學及地貌學包括第四紀地質學、地貌學及新構造運動學三門獨立學科的內容。各門學科都有根據自己的研究對象和內容所制定的研究方法體系，第四紀地質學、地貌學、新構造運動學也不例外，這三門學科的研究對象又是在分布、成因、年代和發展方面具有密切的聯系的。因而它們既可以分別進行研究，但也可以結合起來，並且在許多場合下是必須結合起來進行研究的。三門學科的研究內容歸納為：地形形態；第四紀堆積物的岩石、礦物成分和岩相特徵；地形、第四紀堆積物的成因和空間分布，以及新構造運動的特點；地形、第四紀地質及新構造運動發展史等。為了進行這些方面的研究，需要採取地形形態、基底地質構造、第四紀堆積物、生物地層學、人類考古學、儀器、絕對年齡、古土壤學等不同方面的方法：

（一）地形形態法

1.研究內容

（1）劃分主要和次要的地形形態單元，研究它們的形態描述和形態測量；

（2）給予這些地形以形態名稱；

（3）從形態特點方面分析地形以及相關的第四紀堆積物和新構造運動的類型、相對年代及發展史。

2.具體措施

（1）分析等高線地形圖、陸地照片、航衛照片等；

（2）野外地面觀察和空中觀察，對地形進行文字描述、素描、照相、測制地形剖面圖、地形形態描述圖、地形形態測量圖；

（3）從形態上分析地形及相關第四紀堆積物、新構造運動的類型；

（4）研究各地形單元在空間分布上的關系，如層疊的、埋沒的、鑲嵌的、穿切的、覆蓋的、平行的、過渡的等等；

（5）藉助地形形態之間的關系，確定地形及相關第四紀堆積物和新構造運動的相對年代和發展歷史，如在層疊的階地系中較高的階地年代較老，在埋藏的階地系中較低的階地年代較老等。

（二）基底地質結構法

這是研究地形、新構造運動與前第四紀基岩和地質構造關系的一種方法。

1.研究內容

（1）研究前第四紀基岩性質、地質構造在地形形成中的作用，作為劃分地形成因和年代的依據；

（2）研究老地質構造與新地質構造的關系以闡明老構造運動與新構造運動的關系（有重疊的、繼承的、新生的關系等）。

2.具體措施

（1）觀察不同岩石性質與地形形態和成因類型的關系，以確定是構造地形抑或剝蝕構造地形、剝蝕地形等；

（3）研究新地質構造與老地質構造在方向、類型、空間、分布等方面的關系；

（4）對比地形剖面圖和地質剖面圖，地形形態圖和地質圖；

（5）編制岩石抗剝蝕強度圖並與地形形態圖進行對比；

（6）編制地貌地質聯合剖面圖、地貌構造形態圖、新構造圖。

（三）第四紀堆積物法

這是通過研究第四紀堆積物的岩石、礦物成分、岩相特點、厚度及空間分布的特徵來解決這三門學科的有關問題的一種方法。

1.研究內容

（1）對組成第四紀堆積物的岩相特點各種粒級的顆粒進行岩石（粗粒物質）和礦物成分鑒定和研究；

（2）研究第四紀堆積物的物質來源（原地的及外來的）；

（3）研究第四紀堆積物的形成環境及成因（例如，第四紀堆積物的岩石礦物成分與下伏基岩有聯系，證明是否為殘積物、搬運沉積、或其它類型的堆積等）；

（4）研究第四紀堆積物與地形的關系，其中包括第四紀堆積物分布的大地形環境（如河谷形態及分布在河谷中的第四紀堆積物，以及第四紀堆積物本身所組成的地形等）；

（5）研究第四紀堆積物與新構造運動的關系（如巨厚的第四紀堆積物分布在新構造下降運動地區等）。

2.具體措施

（1）第四紀堆積物自然剖面及人工剖面的觀察，觀察內容包括：

① 第四紀堆積物的空間分布、厚度變化；

② 第四紀堆積物的岩石礦物成分（盡可能確定）；

③第四紀堆積物的岩相特點，包括層理、各層顏色、產狀、分選、粗粒物質的磨圓度和扁平度、排列方向、膠結等；

④第四紀堆積物岩相在水平方向和垂直方向的變化（原生的和次生的變化）；

⑤第四紀堆積物所含化石及生物殘骸；

⑥第四紀堆積物剖面所在的地形部位；

⑦對剖面的觀察內容進行文字描述、照相或素描、採集標本和供分析鑒定、化驗的樣品。

（2）測制第四紀堆積物剖面，並填繪第四紀地質圖。

（3）對不同類型的第四紀堆積物如，冰川漂礫、海成礫石層、風成砂、殘積粘土等，分別進行不同內容的研究。

（4）在上述研究的基礎上，分析第四紀堆積物及相關地形和新構造運動的類型、年代和發展史。

（四）生物地層學法

研究第四紀堆積物及其中所含化石、生物殘骸以劃分第四紀地層的方法。

1.研究內容

（1）第四紀堆積物中化石和生物殘骸的採集和鑒定；

（2）第四紀化石和生物殘骸與第四紀堆積物的關系；

（3）分析第四紀化石和生物殘骸所代表的古地理環境，以確定第四紀堆積物的沉積環境和成因類型；

（4）藉助第四紀化石年代的確定以確定第四紀堆積物及有關地形和新構造運動的年代並進行第四紀地層劃分。

2.具體措施

（1）確定化石和生物殘骸產出的地點，第四紀堆積物層位和地形部位，化石產出第四紀堆積物層的岩石、岩相特點，並繪制剖面圖或素描圖、照相；

（2）觀察化石的產狀、完整程度，藉以分析化石是原始沉積抑或次生搬運沉積；

（3）採集第四紀動物和植物化石標本，供鑒定用，並將標本樣品編號；

（4）室內進行分析鑒定並編制圖表；

（5）研究產出化石的第四紀堆積物與相關地形和新構造運動在成因、年代和發展史方面的關系；

（6）進行第四紀堆積物的地層劃分。

（五）人類考古法

研究第四紀堆積物中所含人類骨骸和文化遺跡、藉以確定第四紀堆積物的成因、年代和形成歷史的方法。研究內容和具體措施類似於生物地層學法。

（六）儀器法

利用儀器測定地貌、第四紀地質及新構造運動過程的方法。

1.研究內容

（1）利用儀器測定地貌過程、沉積作用和新構造運動速度；

（2）測定埋藏的地貌、第四紀堆積物和新構造運動的特點。

2.具體措施

（1）大地測量反復進行三角綱測量，反復進行水準測量，了解地面各點水平位置和垂直高度的變化。

（2）利用水量計觀察，測定水位變化。

（3）地球物理法利用磁力異常曲線、重力異常曲線和電阻率曲線分析研究第四紀堆積物的厚度、岩相變化、下伏構造的特點；利用地震儀測定現代地殼運動強度。

（4）利用放射性測定測知岩漿活動與地殼運動。

（5）藉助連續衛星照片，分析地貌過程、第四紀堆積物過程和新構造運動強度。

（七）絕對年齡法

測定第四紀堆積物及其所含化石的絕對年齡，藉以確定相關地形和新地質構造的年齡，從而進行第四紀地層劃分，以及闡明地形、第四紀地質和新構造運動歷史的方法。

（八）古土壤法

研究第四紀堆積物中的古土壤，藉以劃分第四紀地層和研究第四紀地質歷史的方法。

在綜合性區域地質測量和水文工程地質測量工作中，需要盡可能地利用所有上述方法進行地貌、第四紀地質及新構造運動的全面的研究。在專門的地貌、第四紀地質和新構造運動的研究中，利用上述方法中與研究任務有關的方法。例如，在進行第四紀地層劃分的專門研究中，主要利用生物地層法、第四紀堆積物法、絕對年齡法、古土壤法等。

在不同的研究地區內，上述方法的採用和可能發生的作用是不同的。例如，在平原地區，第四紀堆積物的研究方法，通常是一種主要方法；而在山嶽地區，基岩地質結構法又常常作為一種主要方法被採用。

第四紀地質及地貌工作人員應當盡可能多地掌握上述方法。但是，全面掌握上述方法是有困難的。地貌第四紀地質人員應當至少掌握地形形態法、基岩地質結構法、第四紀堆積物法等幾種主要方法，古生物地層學法應當部分地掌握。對於其它一些方法，第四紀地質及地貌工作人員在大多數場合下都是收集資料，採集標本樣品，進行初步分析研究。

❽ 衛星大地測量學的觀測方法

按其內容有：以恆星為背景測量衛星方向，人造衛星激光測距,多普勒頻移測量定位,衛星雷達測高等。
以恆星為背景測量衛星方向 利用衛星反射的太陽光或衛星上反射鏡反射的激光束進行攝影，通過像片處理歸算，即可求得攝影瞬間衛星所在的空間方向。由攝影測量求得的衛星方向的精度，在良好的條件下可以達到±0.3″。
方向觀測法是60年代主要使用的方法，它的觀測數據曾用於幾何法建立空間三角網。由於觀測精度不易再提高，而且可供觀測的衛星和觀測的機會較少，所以已很少使用。
人造衛星激光測距 用安置在地面站的衛星激光測距儀向衛星發射激光脈沖，並接收由衛星反射鏡反射回來的脈沖,測量脈沖往返所經過的時間,從而計算測站至衛星的距離。60年代初，曾試驗用激光技術測量從地面站到月球的距離。利用月面漫反射進行測距的嘗試，未能取得令人滿意的結果。以後隨著帶激光反射鏡的人造衛星的出現，以及儀器的改進，測距精度不斷提高。第一代激光測距儀用目視跟蹤觀測，測距誤差為±2米;第二代為自動跟蹤，誤差為分米級；第三代的測距儀精度達到厘米級。
人造衛星激光測距儀的工作原理如圖3。固體激光器所發射的激光脈沖，由取樣電路截取其極小部分能量，經光電轉換後形成一個基準信號，送至測時裝置，作為計時的開門脈沖。激光脈沖的大部分由光學系統發射至衛星。衛星上的反射鏡將脈沖反射回到地面，為接收系統所接收，並由光電倍增管轉換為電脈沖，經放大、整形後送至測時裝置作為計時的關門脈沖。激光脈沖往返於測距儀與衛星間的傳播時間，由計數器記錄下來，據以計算出測距儀至衛星的距離。
衛星激光測距儀分為固定式和流動式兩類。前者安裝在地面的固定測站上，後者可安裝在車輛上，具有高度機動性。兩類測距儀的精度大致相同。
為了用計算機控制激光測距儀，使它自動跟蹤衛星，須有精確的軌道預報。根據預報數據換算成觀測時衛星的坐標，再計算出衛星的方位角、高度角和距離。輸入計算機進行自動控制，跟蹤衛星。
人造衛星激光測距技術已被廣泛地應用於大地測量和地球動力學。70年代，地球和月球之間距離的測定有很大進展。月球激光測距除起到與衛星激光測距相同的作用外,還可以改善月球星歷,推求地球引力參數GM。月球激光測距精度已達到±10厘米左右。
多普勒頻移測量定位 多普勒頻移測量的原理以多普勒效應為基礎。裝在衛星上的無線電發射機連續發射的電磁波頻率為fs，地面站接收機所接收到的電磁波頻率為fe。由於衛星對地面站的相對運動，根據多普勒效應有下列關系：
式中妝為衛星到地面站距離的變率，c為光速。引入接收機本地振盪頻率f和衛星所發射電磁波波長λS=c/fS，上式寫成如下形式： 由接收機將時間t1到t2的頻移個數累加起來,亦即將上式求定積分，則有：式中N是接收機所記錄的t1到t2之間頻移個數。據此，即可由觀測到的頻移推算衛星至地面站的距離或距離變率。圖4表示多普勒頻移的變化情況。
為了提高精度，衛星發射兩種相干頻率，通過數據處理，可消除電離層影響的主要部分。多普勒頻移測量可以全天候工作，且可以在較短時間內獲得大量觀測數據。
子午衛星系統，也稱海軍導航衛星系統(NNSS)，就是利用多普勒測量原理進行導航和定位的一種典型的系統。該系統的子午衛星不斷發射供多普勒頻移測量用的電磁波信號，頻率分別為150和400兆赫，在 400兆赫載波上調制有時間信號和計算衛星空間位置用的「廣播星歷」。地面測站上的多普勒接收機在觀測多普勒頻移的同時，也接收這些信息。利用觀測到的多普勒頻移，以及衛星的瞬間位置和測站坐標之間的數學關系，可以計算出測站的地心坐標。用以進行子午衛星多普勒測量的儀器稱為多普勒接收機。
地面測站大約每隔一小時可以觀測到子午衛星通過一次。一般觀測40～50次，利用廣播星歷和單點定位技術求得的測站地心坐標，其精度約為±3～±5米。此外還可採用聯測定位技術（在兩個測站上對子午衛星進行同步觀測）和短弧定位技術（多測站上對子午衛星進行同步觀測）。這兩種定位技術都可以削弱衛星的星歷誤差和大氣折射的影響，但前者將衛星廣播星歷視為已知值，後者則將它作為觀測量處理。採用這兩種技術按廣播星歷計算，可將每兩點之間相對位置的誤差減小到 1米以內。美國還於事後計算1～2顆子午衛星的精密星歷。根據這種星歷和單點定位技術計算的測站地心坐標的誤差也在±1米以內。
子午衛星多普勒定位法不受天氣影響，所用儀器輕，操作簡便，現在已成為測定地面點地心坐標的主要方法。在天文大地網中，適當地測設多普勒測站，可以檢核和改善網的質量，並把局部大地坐標系轉換為全球統一的地心坐標系。衛星多普勒定位和地面水準測量結合，還可得出精度優於1米的相對高程異常。

❾ 衛星大地測量學的測量方法

衛星大地測量在原理上分為幾何法和動力法。將衛星作為高空觀測目標，由幾個地面站同步觀測，即可按三維三角測量法計算這些站的相對位置，實現遠距離的大地聯測。這種方法不涉及衛星的軌道運動，稱為衛星大地測量幾何法。如果利用衛星距地球較近的特點，將它作為地球引力場的敏感器進行軌道攝動觀測，就可推求地球形狀和引力場參數，同時可以精確計算衛星軌道和確定地面站的坐標。由於衛星沿著以地球質心為其焦點之一的橢圓軌道運行，所以這樣測定的地面站坐標是相對於地球質心的絕對位置。這種測量方法稱為衛星大地測量動力法。 原理如圖1。由地面上A、B兩站同步觀測至衛星S1的方向AS1和BS1,在另一時刻同步觀測至衛星S2的方向AS2和BS2，則由平面ABS1和ABS2的交線可確定A、B間的弦方向AB。在其他測站間重復上述觀測過程,即可得出由各測站間的弦方向所構成的空間三角網。如果再由地面測量或由地面至衛星的激光測距，提供出三角網的長度因子（即在空間三角網解算中決定長度的要素），就可以推算出各測站點的相對坐標。
60年代，很多國家曾用幾何法建立空間三角網和地面三角網的洲際聯測。其中規模較大的是美國國家大地測量局主持的世界人造衛星三角網聯測。它包括分布在全球的45個測站，網點間的距離為4000～4500公里，網的長度因子由長為1200～3500公里的 7條地面基線提供。這些基線分別位於北美、歐洲、非洲和澳大利亞，用電磁波測距儀測量。整個網經過平差後，點的坐標的中誤差平均為±4.7米，網的平均長度相對誤差為 ±5×10-7。 根據衛星在軌道上受攝動力的運動規律，利用地面站對衛星的觀測數據，可以同時計算衛星軌道根數、地球引力場參數和地面觀測站地心坐標。
地球引力、大氣阻力、日月引力、太陽光壓、地球潮汐（海潮、固體潮和大氣潮）等對衛星軌道都有影響，研究和測定衛星軌道在這些影響之下的變化，是衛星大地測量動力法的基礎。
如果地球是一個質量均勻分布的圓球，則地球對衛星的引力相當於假定地球質量集中於其中心時對衛星的引力。按開普勒(J.Kepler)的行星運動定律，這時衛星的軌道是一個不變化的橢圓，地球位於其焦點之一。這個軌道橢圓由6個軌道根數i、Ω、ɑ、e、ω和T來確定（圖2）。i為軌道傾角，即軌道平面同赤道平面的夾角；Ω為升交點的赤經，即衛星軌道投影到天球上，同天球赤道相交的兩點中，衛星由南向北通過赤道的那一點的赤經；ɑ和e分別為軌道橢圓的長半徑和偏心率；ω為近地點角距，即近地點到升交點的角距；T為衛星通過近地點的時刻；v為真近點角，即衛星到近地點的角距,有的文獻以它代替T作為軌道根數。這6個軌道根數中ɑ和e可確定軌道橢圓的形狀和大小，i和Ω確定軌道面相對於地球的空間位置，ω說明軌道橢圓在空間的定向，T是推算衛星位置的時間起點。
實際上，地球的質量分布極不均勻，它的形狀雖近似於一個旋轉橢球，但很不規則，因而地球引力場非常復雜。衛星在繞地球運行中，除受到地球不規則引力場的攝動外，還受到大氣阻力、日月引力、太陽光壓和地球潮汐等攝動力的作用，因而衛星軌道不是一個不變的橢圓，其形狀、大小和在空間的位置都在不斷地變化。任一瞬間同這個軌道相密切的橢圓稱密切橢圓。在攝動情況下，認為衛星軌道是隨時間變化的瞬時橢圓。
衛星的運動方程是一個非常復雜的微分方程，可按級數展開法求解。此法把某一時刻t0的密切橢圓軌道作為固定的參考軌道，而把時刻 t的密切橢圓軌道根數表示為參考軌道根數同攝動項之和。攝動項分為短周期項、長周期項和長期項。一般以地球引力位球諧函數展開式的二次帶諧系數作為一階小量，而按所達到的精度分為一階解和二階解。這種解法通稱為分析法。由於分析法公式較煩，近年來一般都採用數值積分法直接解衛星運動方程，或者採用半分析法與數值積分法相結合的方法，即短周期攝動用分析法計算，長期和長周期攝動用數值積分法計算。
地球引力位通常以球諧函數展開式表示，球諧函數的系數稱為地球引力場參數，其中同經度無關的系數稱為帶諧系數，同經度有關的系數稱為田諧系數。利用這些參數同觀測數據（方向、距離、距離差、距離變率和衛星至海洋面的高）之間的關系組成觀測方程，就可以同時推求出測站的地心坐標，衛星軌道根數和地球引力場參數。由於觀測方程中含有大量的待定參數，所以通常把軌道根數和大地測量參數（引力場參數和測站地心坐標）分開解算。
地球引力位的帶諧部分主要引起衛星軌道的長期和周期攝動，田諧部分只產生幅度較小的短周期攝動。從衛星運動理論知道，地球引力位的偶次帶諧系數引起衛星軌道升交點赤經和近地點角距的長期攝動，奇次帶諧系數引起軌道偏心率和傾角的長周期攝動。故一般根據長期觀測所獲得的升交點赤經和近地點角距的變化推求偶次帶諧系數，而根據軌道偏心率和傾角的變化推求奇次帶諧系數。計算時必須事先消除非地球引力場的各種攝動因素的影響。為了削弱觀測方程系數之間的相關性，須選取不同傾角的衛星進行觀測，並須經過一定時間的觀測，積累幾個月或幾個星期的衛星觀測數據，這樣就可單獨求定帶諧系數。
田諧系數的求定比較困難，因為它們引起的攝動周期較短，振幅也較小。只有由全球分布均勻的若干測站，對不同軌道的衛星進行精密觀測，才能求定田諧系數。這時觀測方程中，帶諧系數一般可作為已知參數；待定參數除了田諧系數外，還包括測站坐標和衛星軌道根數等項。
由於衛星觀測數據目前只能反映地球引力場的全球特徵,而地面重力測量數據可提供引力場的精細結構,所以只有把兩種觀測數據綜合解算，才能求得地球引力場比較精確的模型。

❿ 大地測量學的基本技術有哪些

一、大地測量學，又稱為測地學。根據德國著名大地測量學家F.R. Helmert的經典定義，大地測量學是一門量測和描繪地球表面的科學。也就是研究和測定地球形狀、大小和地球重力場，以及測定地面點幾何位置的學科。它也包括確定地球重力場和海底地形，是測繪學的一個分支。
二、基本技術：
解決大地測量學的任務傳統上有兩種方法，幾何法和物理法。
1、測地方程所謂幾何法是用幾何觀測量通過三角測量等方法建立水平控制網，提供地面點的水平位置;通過水準測量方法，獲得幾何量高差，建立高程式控制制網提供點的高程。
2、物理法是用地球的重力等物理觀測量通過地球重力場的理論和方法推推求大地水準面相對於地球橢球的距離、地球橢球的扁率等。