大地测量学基础
1、 大地测量的基本概念
1、大地测量学的定义
它是一门量测和描绘
表面的科学。它也包括确定地球重力场和海底地形。也就
是研究和测定地球形状、大小和地球重力场，以及测定
地面点几何位置
的学科。
一个分支。
主要任务是测量和描绘地球并监测其变化，为人类活动提供关于地球的空间信息。是一门
地球信息学科。是一切测绘科学技术的基础。
，以及测定地面点几何位置
的学科。
大地测量学中测定地球的大小，是指测定地球椭球的大小;研究地球形状,是指研究
的形状；测定地面点的几何位置，是指测定以地球椭球面为参考的地面点的位置。
将地面点沿法线方向投影于地球椭球面上，用投影点在椭球面上的大地纬度和大地经度
表示该点的水平位置，用地面点至投影点的法线距离表示该点的大地高程。这点的几何位
置也可以用一个以地球质心为原点的空间直角坐标系中的三维坐标来表示。
大地测量工作为大规模测制
提供地面的水平位置控制网和高程控制网，为用
地下矿藏提供重力控制点，同时也为发射人造地球卫星、导弹和各种航天器提供地
面站的精确坐标和地球重力场资料。
内容和分支学科 解决大地测量学所提出的任务，传统上有两种方法：几何法和物理
法。随着 20 世纪 50 年代末人造地球卫星的出现，又产生了卫星法。所以现代大地测量学
包括
个主要部分。
几何法是用一个同地球外形最为接近的几何体（即旋转椭球，称为参考椭球）代表地
球形状，用天文大地测量方法测定这个椭球的形状和大小，并以它的表面为基础推算地
面点的几何位置。
物理法是从物理学观点出发研究地球形状的理论。用一个同全球平均海水面位能相等的
重力等位面（大地水准面）代表地球的实际形状，用地面
数据研究大地水准面
相对于地球椭球面的起伏。
卫星法是利用卫星在地球引力场中的轨道运动，从尽可能均匀分布在整个地球表面上
的十几个至几十个跟踪站，观测至卫星瞬间位置的方向、距离或距离差。积累对不同高度
和不同倾角的卫星的长期（数年）观测资料，可以综合解算地球的几何参数和物理参数 ，
以及地面跟踪站相对于地球质心的几何位置。
2、大地测量学的任务
·确定地球形状及其外部重力场及其随时间的变化，建立统一的大地测量坐标系，研究地
壳形变（包括地壳垂直升降及水平位移），测定极移以及海洋水面地形及其变化等。
·
研究月球及太阳系行星的形状及其重力场。
·建立和维持具有高科技水平的国家和全球的天文大地水平控制网和精密水准网以及海洋
大地控制网，以满足国民经济和国防建设的需要。
·
研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。
·研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关的大地测量计算。
·研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数学处理的理论和方法，测
量数据库建立及应用等。
图 2-1 大地水准面
图 2-2 参考椭球体
图 2-3 参考椭球体几何参
数