大地测量科学技术的现代发展(续完)

三、地球形状及其重力场的研究研究地球形状及其重力场是大地测量学的科学任务,它与研究地球的其它科学,如地球物理学和地质学,密切相关。研究的方法分为几何的方法和动力的方法。过去所说的几何方法只限于利用天文大地测量数据来研究地球的形状和大小,因此常称为天文大地的方法。过去所说的动力方法主要是利用地面重力测量的数据来研究地球的形状（扁率）和它的重力场特征,因此常称为重力方法。     

刚体地球各种几何轴和物理轴的表述

以刚体地球极移和章动的联合动力学方程为基础,对刚体地球模型的形状轴、自转轴、角动量轴、CEP轴和CIP轴进行严格定义,给出它们的极移和岁差章动的动力学方程,明确各种轴之间的理论关系。理论研究表明,极移和章动的联合动力学方程要比现行的地球自转动力学方程综合性强,易于理解,容易对地球的各种几何轴和物理轴进行严格定义,并可同时求解极移和章动。给出的理论公式是对前人工作的扩展和改进,可为动力大地测量学和天文地球动力学的理论研究提供参考和依据。     

建国十年来我国测绘科学的成就

测绘科学是研究地球表面的形状并把它表现在地图上的科学。为了研究地球的表面,必须进行大地测量和航空摄影测量;为了把地面的形状表现在地图上,必须研究制图学。这门科学与国家经济建设和国防建设有着极为密切的关系。     

利用卫星上的雷达测高数据确定海洋上的大地水准面及重力异常

长期以来,利用地面重力资料确定地球形状及其外部重力场,存在着实测资料不足的问题,尤其是海洋上的重力资料更为缺乏,而海洋面积又占整个地球的70％以上,因此确定海洋上的大地水准面和重力异常,对于研究地球形状及其外部重力场有着非常重要的作用。     

为解决引力与地球形状有关的矛盾问题而努力

地球形状问题是不可能离开引力来研究的。依牛顿以来的解释,如果地球的质量依离地心的距离作规则性的分布,而同时地球又依一个经过地心的轴作等速自转;那么,有规则性分布的引力和离心力相互作用着,表现地球形状的大地水准面就自然而然的成为一个极端接近的旋转椭圆体面。这里并不存在什么矛盾。     

应用人造卫星观测资料研究地球形状和地球重力场

地球形状和大小问题是大地测量学中的基本问题,同时也是天文学和地球物理学中的重要问题。研究这个问题的途径甚多。大地测量学家利用地面的直接丈量方法以及天文测定来推算地球的半径和它的扁率,这就是所谓弧度测量。应用近代的、比较严密的量测方法来进行这项工作已达150年,得出了不少结果。但是,由于量测上的误差以及作为天文测定的基准的垂线的偏差,这些结果彼此相差甚多。根据不同地区的资料所推算出来的形状,只能反映出该地区的特点,而不能代表整个地球。所以,要推算总的地球形状（其中包括半径、扁率以及其偏差）,必须将天文-大地测量布及全球。但是,由于地球表面70％以上是海洋,在那里布设天文-大地网是不可能的,而各大陆上的天文-大地网也被海洋所分裂。因此,单纯地应用弧度测量来解决地球形状问题是很困难的。     

大地测量坐标框架建立的进展与思考

坐标框架是描述地球形状及变化、表达地球空间信息的基础,也是拓展人类活动、促进社会发展的关键地球空间信息基础设施。随着空间大地测量观测技术的发展,地球科学及相关学科间的交叉渗透融合,利用其建立全球或区域坐标框架成为当前大地测量的主要任务。研究建立1毫米级坐标框架是国际大地测量学界21世纪的学科目标和重要挑战。本文以当前建立理论最完善、应用最广泛、精度最高的国际地球参考框架为例,描述了基于空间大地测量观测技术的坐标框架建立方法,阐述了全球及区域地心坐标框架建设的最新进展及局限性,最后针对建立1毫米级坐标框架的几个关键问题提出了研究思路。     

关于地球形状的三维可视化研究

利用计算机图形学中的三维可视化理论和开放的OpenGL技术实现了地球形状的三维动态表达。研究和实现了全球数据组织、数据转换、数字地球三维建模、法向量计算以及矩形格网数据向三角网数据的快速转换。     

测绘讲座 大地测量——第一讲 绪论

§［1-1］大地测量的任务和作用大地测量的任务 大地测量学是研究整个地球形状大小以及在广大地球表面决定点位的科学。它和社会生产技术及其它研究地球的科学是有着密切地联系的。它的任务主要有两个方面。     

大地测量学

大地测量学是一门古老的应用地球科学,其古典定义是:"测定和描绘地球表面的科学.”随着空间大地测量理论和技术的发展(GPS,VLBI,SRL等),大地测量学突破传统时空的局限,进入现代大地测量学发展新阶段,其定义为:精度测定点的3维位置,研究地球形状、大小、地表及其外部重力扬,并监测和解释它们随时间变化的科学.从而使大地测量学从工程应用向基础地球科学转变,成为推动地球科学发展的前沿学科之一.     

我国重力测量概况和今后任务

一、重力测量在大地测量中的作用重力测量是近代大地测量中整理天文——大地网、研究地球形状不可缺少的组成部分。     

弹性地球自转动力学理论的研究进展

地球自转的精确测定是高精度大地参考系建立的理论基础,也是天体测量学、大地测量学和地球物理学共同关注的研究领域。研究了弹性地球自转动力学的基本理论,主要内容包括:修正了固体潮和地球自转对地球惯量张量元影响的表达式;首次给出了高阶岁差章动力矩对地球自转的影响;介绍了大气对地球自转影响的数值积分法,并给出了负荷理论方法;总结了大陆水分布对地球自转影响的数值原理;研究了海洋负荷潮汐对地球自转影响的理论和方法,在推导过程中抛弃了传统的直接数值积分法,直接以负荷引力位为基础,并将海潮潮高引入表达式中,推导出了海潮对地球自转影响的有关公式。本文给出的理论公式可为动力大地测量学和天文地球动力学的研究提供理论参考和依据。     

略论大地测量学的研究方向

<正> 大地测量学作为地球科学的一门学科,起源于古代经济发展的需要,开始于古代土地的丈量、水利建设等生产实践活动。公元前四世纪开始研究地球形状和大小,当时具有很大的科学和实用价值,吸引了诸如天文学,大地测量学以及地图制图学等学科,随着时间的推移,地球形状和大小就作为大地测量学研究的主要项目,但直到二十世纪才开始借助天文大地网的方法进行弧度测量。后来又采用重力测量方法加深这方面的研究工作。     

章动和极移的基本理论

章动和极移理论是研究地球自转方向变化规律的理论。一直是天文学的重要内容。随着新的观测手段的出现和观测精度的提高,与研究此课题有关的地球构造模型也日益复杂,不仅要考虑地球是弹性体,而且还要顾及它的液态地核等。所牵涉到的地球构造模型当然也属了于地球物理的研究范畴。随着大地测量的精度提高,这些问题在大地测量中也引起重视,     

宁津生院士的科普著作《数字地球与测绘》

宁津生院士是著名的大地测量学家、测绘教育专家、武汉大学教授、博士生导师.他长期从事大地测量学的教学、科研工作,主要研究物理大地测量的理论、技术和方法,重点研究局部重力场的逼近理论,是该领域有影响的专家和重要学术带头人.在构建适合我国具体情况的地球重力场模型、建立和精化全国以及局部地区的大地水准面等方面,做出了重要的贡献.先后主持完成了"地球重力场精细结构及我国大地水准面精化的研究"、"地球重力场模型研究"、"整体大地测量"、"大地测量学科发展战略"、"地球形状及外部重力场"等重要科研项目,指导了一批博士生和硕士生,其中许多人已成为我国大地测量学科的骨干.     

天球参考极的定义与选择

利用矢量分析的方法研究了刚体地球的形状轴、角动量轴和自转轴的相对运动.在Murray关于地球形状轴的矢量解的基础上,针对选择天球参考轴的原则和方法,对天球历书极(CEP)、天球中介极(CIP)和非旋转原点(NRO)的选择进行了形象化的分析和讨论.     

地图的数学基础

地图的数学基础是地图重要特征之一。一、地球的形状和大小要正确理解地图的数学基础,必须要了解地球的形状和大小。地球表面是一个高低不平、极其复杂和不规则的自然表面,通常以假定海水处于静止状态向大陆延伸形成的大地水准面来代替地球的自然表面。但是由于地壳内部物质分布不均匀,致使这个表面仍是不规则的。也就是说,它不能用简单的数学方法表达出来。为了便于计算,人们选择了一个绕地球短轴旋转的椭圆所构成的椭     

地球仪的数据制作研究

地球仪是人们为了便于认识地球,仿造地球的形状,按照一定的比例缩小,制作的地球模型。制作地球仪,首先离不开地球仪的数据制作。因为地球仪是球体,目前还不可能在曲面上印刷地图,所以地球仪的数据制作也必须是制作平面地图,印刷成图,然后再附着在球体上。本文讨论了制作地球仪数据的投影类型,并介绍了制作方法与过程。     

三轴刚体地球自转的动力学方程

整体地球自转动力学理论的研究一般是在旋转对称模型基础上进行的,但实际上地球是一个非旋转对称的椭球体,因此,三轴地球模型的自转理论研究具有一定的意义。在刚体地球自转Euler动力学方程的基础上,结合物理学中的空间自由旋转物体(如陀螺)的运动学方程,在极移平方量级的精度上给出适用于地球自转研究的三轴刚体地球自转的动力学方程,同时也给出求解三轴刚体地球自由摆动的两种方法,即椭圆积分方法和椭圆函数方法。最后得出旋转对称地球自转是三轴地球自转在极移量级情况下的一种特例,且三轴刚体地球模型不可能出现第二自由摆动的结论。     

干涉SAR中地球形状与去平地效应的关系

从分析合成孔径雷达干涉处理过程中的水平地形效应入手，通过分析地形差异所导致的相位变化，得出了对于不同轨道参数的卫星去水平地形效应时地球形状的影响是不同的结论。并从理论上证明对于ERS-1和2卫星数据可以不必考虑地球形状，即可以默认大地是水平的。