大地测量学基础

第1章 绪论 1

1.1 大地测量学的定义与任务 1

1.2 大地测量学的分类 1

1.3 大地测量的作用 2

1.4 大地测量学的发展简史与趋势 6

1.4.1 大地测量学的发展简史 6

1.4.2 大地测量学的发展趋势 9

第2章 地球椭球基础理论 12

2.1 大地水准面与大地体 12

2.1.1 大地水准面 12

2.1.2 似大地水准面 13

2.1.3 大地体 13

2.2 参考椭球、正常椭球与总地球椭球 13

2.2.1 参考椭球 13

2.2.2 正常椭球与水准椭球 14

2.2.3 总地球椭球 14

2.3 椭球参数及相互关系 15

2.3.1 椭球参数 15

2.3.2 椭球参数间的相互关系 16

2.4 垂线偏差和大地水准面差距 17

2.4.1 垂线偏差 17

2.4.2 大地水准面差距 20

2.5 地球的形状和大小 20

第3章 坐标系统与时间系统 23

3.1 大地坐标系统 23

3.1.1 椭球定位 23

3.1.2 我国常用的国家大地坐标系 24

3.2 大地坐标转换 26

3.2.1 欧勒角 26

3.2.2 坐标系统换算 28

3.2.3 坐标转换示例 34

3.3 时间系统 38

3.3.1 时间系统的概念 38

3.3.2 常用时间系统 38

第4章 地球重力场及应用 43

4.1 地球重力场基本理论 43

4.1.1 引力与引力位 43

4.1.2 离心力与离心力位 46

4.1.3 重力与重力位 47

4.2 重力基准与重力控制网 49

4.2.1 重力基准 49

4.2.2 我国重力基本网 50

4.2.3 国家重力网 53

4.3 地球重力场模型 55

4.4 地球重力场的应用 57

第5章 测绘基准与大地控制网 58

5.1 水平坐标基准与高程基准 58

5.1.1 大地原点与水平坐标基准 58

5.1.2 水准原点与高程基准 60

5.1.3 深度基准 61

5.1.4 三维坐标基准 63

5.2 国家水平控制网的布设 68

5.2.1 国家水平控制网的布设原则 68

5.2.2 国家水平控制网的布设方案 69

5.2.3 水平控制网的建立方法 73

5.2.4 水平控制网的布设步骤 79

5.3 高程控制网的布设 81

5.3.1 高程控制网的布设方案 81

5.3.2 水准路线的布设 83

5.4 GPS控制网 84

5.4.1 GPS控制网的布设原则 84

5.4.2 GPS控制网的技术设计 85

5.4.3 GPS控制网的测量作业 86

第6章 地球椭球数学投影变化的基本理论 88

6.1 椭球面上常用坐标系 88

6.1.1 椭球面上常用坐标系介绍 88

6.1.2 各坐标系间的转换关系 90

6.2 椭球面上几种常用的曲率半径 94

6.2.1 任意方向法截线曲率半径 94

6.2.2 子午圈曲率半径、卯酉圈曲率半径 97

6.3 子午线弧长与平行圈弧长 100

6.4 大地线 105

6.4.1 相对截线法 105

6.4.2 大地线的定义与性质 107

6.4.3 椭球面上三角形的解算 112

第7章 地面观测元素归算至椭球面 114

7.1 水平观测方向归算到椭球面 115

7.2 天文方位角归算为大地方位角 121

7.3 距离归算至椭球面 122

7.4 大地主题解算 126

第8章 地图投影变换 130

8.1 地图投影变换的基本概念 130

8.1.1 地图投影变换的意义和投影方程 130

8.1.2 地图投影变形 131

8.1.3 地图投影的分类 135

8.2 高斯-克吕格投影 137

8.2.1 高斯投影的概念 137

8.2.2 高斯投影的分带 138

8.2.3 高斯平面直角坐标系 140

8.3 通用横轴墨卡托投影 142

8.3.1 通用横轴墨卡托投影的概念 142

8.3.2 UTM投影计算公式 143

8.4 兰勃特投影 144

8.4.1 兰勃特投影基本概念 144

8.4.2 兰勃特投影平面 145

8.4.3 兰勃特投影长度比和投影带划分 151

第9章 椭球面元素归算至高斯平面 154

9.1 高斯投影正反算 154

9.1.1 正形投影 154

9.1.2 高斯投影正反算公式 159

9.2 高斯坐标的邻带换算 171

9.2.1 高斯坐标邻带换算原理 171

9.2.2 应用高斯投影正、反算公式间接进行换带计算 172

9.2.3 应用换带表直接进行换带计算 173

9.3 大地控制网元素归算至高斯平面 176

9.3.1 椭球面三角网至高斯平面的归算内容 176

9.3.2 平面子午线收敛角 178

9.3.3 方向改正 181

9.3.4 坐标方位角的归算 184

9.3.5 距离改正 185

9.4 工程投影面与投影带选择的概念 190

9.4.1 工程测量中投影面和投影带选择的原因 191

9.4.2 工程测量中几种可能采用的直角坐标系 192

第10章 现代大地测量技术发展及应用 195

10.1 GPS 195

10.1.1 定义 195

10.1.2 GPS系统组成 196

10.1.3 其他卫星导航定位系统 198

10.1.4 GPS定位的基本原理 199

10.1.5 GPS定位精度的误差来源 199

10.1.6 GPS的用途 201

10.2 卫星激光测距 205

10.2.1 卫星激光测距原理 206

10.2.2 卫星激光测量系统 206

10.2.3 月球激光测距 207

10.3 甚长基线干涉测量 208

10.3.1 VLBI大地测量原理 208

10.3.2 VLBI的用途 208

10.4 摄影测量与遥感技术 210

10.4.1 摄影测量的发展 210

10.4.2 摄影测量相关概念 211

10.4.3 摄影测量与遥感技术的结合 213

10.5 地理信息系统 217

10.5.1 GIS的发展历程及相关知识介绍 218

10.5.2 GIS的组成 220

10.5.3 GIS主要功能 222

10.5.4 GIS的新技术 223

10.6 重力测量 227

10.6.1 绝对重力测量 227

10.6.2 相对重力测量 227

10.6.3 航空重力测量 227

10.6.4 卫星重力测量 228

附录 球面三角形的基本知识 230

参考文献 234