空间大地测量课件.ppt

1、 2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-1第一章 绪论 2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-21.1 传统大地测量的局限性1、测站间需保持通视：采用仪器：光学经纬仪、测距仪来测量地面相邻点的距离方位。所以必须通视。1）需花费大量人力物力修建觇标 克服地球曲率、高山、树林、建筑等障碍的影响 2000 McGraw-HillIntroduction

2、 to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-31.1传统大地测量的局限性2）边长受限制：地球曲率、高山、树林、建筑等障碍。A、大陆之间、大陆和远距离海岛之间无法联测，全球形成了100多个大地坐标系，无法建立全球统一的坐标系。B、不能联测，数百年来大地测量学家只能采用有限局域大地测量资料来推求地球的形状和大小。差距大、工作缓慢。C、首级控制网布设进度慢，无法在短时间内建立坐标框架。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapt

3、er 0-41.1传统大地测量的局限性（3）为了保持通视，在山区不得不把控制点布设在个山头上。工作难度大、效率低。（4）在工程项目中往往需要布设许多中间过渡点才能将坐标传递到目的点。加重工作量。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-51.1传统大地测量的局限性2、无法同时精确确定点的三维坐标如前所述，平面控制网和高程控制网是分别布设的：1）点的平面位置时以椭球面为基准面通过三角测量、导线测量得到 2）点的高程以大地水准面或似大地水准面为基准面通过水准测量求得。缺点：（1

4、）增加了工作量（2）水准点一般沿道路、河流等高差起伏不大的地带布设，无精确的平面坐标；而平面控制点在山区时，位于山头上，起高程使用三角高程测量求得，无准确的高程坐标。这种情况对分析和进一步测量带来困难。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-61.1传统大地测量的局限性3、观测受气候条件影响：雨天、黑夜、大雾、大风、能见度低时不宜测量。4、难以避免某些系统误差的影响 光学仪器的测量值会因为大气密度不同而受到不同的弯曲影响，即旁折光影响。地球引力由两极到赤道减小，大气密度变

5、化一样。5、难以建立地心坐标系 占全球总面积70%的海岸为布设大地控制网，占全球总面积30%的陆地无法进行大地联测，只能区域测量，建立区域参考椭球与区域大地水准面吻合。无法建立全球参考椭球。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-71.2 空间大地测量的产生 一、新时代对定位技术提出的新要求 1、要求提供精确的地心坐标 1）20世纪50年代前，水利、交通、地质矿山、城市规划和建设管理等部门，军事部门，以及科研部门主要关心在一个国家或地区内点与点之间的相对关系。可以使用非地

6、心参考椭球作为基准面。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-81.2空间大地测量的产生2）20世纪中叶空间技术和远程武器迅猛发展，要求地心坐标。（1）空间技术的要求：人造卫星和弹导导弹入轨的自由飞行轨道为一个椭圆中的一段。地球质心位于该椭圆的一个焦点上。只有将坐标系原点移到地心上，才能根据椭圆轨道几何性质，进行轨道计算。利用人造卫星定位所得的其它点位坐标自然为地心坐标。1.2空间大地测量的产生（2）远程武器的需要：射程为一万公里导弹，如果使用非地心的参心椭球体坐标，而参

7、考椭球体中心与地心间一般会有百米量级的差异。这样，发射点如有100米的误差，落点将会产生1-2公里的误差。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-91.2空间大地测量的产生2 要求提供全球统一的坐标 1）全球化的航空、航海导航要求全球统一的坐标系统 2）一些跨地区、跨国家等长距离高精度应用测量项目出现 2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-101.

8、2空间大地测量的产生3 为了研究全球性的地质构造运动、建立和维持全球的参考框架、不同坐标系间的联测等，都要求在长距离上进行高精度定位的技术。A 确定卫星轨道的地面卫星跟踪站必须为同一坐标统 B 远程导弹发射点、落点必须为同一各坐标系。C 各板块运动的监测必须为同一个坐标系 以监测海平面上升为例，边长一般为数千公里，要求精度厘米级（10-8相对精度），或毫米级（10-9相对精度）。常规测量边长指导数十公里，精度10-5到10-6。无法满足使用。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapt

9、er 0-111.2空间大地测量的产生4 要求出现一种全天候、更快速精确、简便的定位技术。总之，全球互相联系和交往越来越密切，地球“越来越小”，迫切需要在全球范围内建立统一的坐标系。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-121.2空间大地测量的产生1 空间技术的发展使我们可以按需要设计制造、发射不同功能、不同轨道的卫星，并能精确控制姿态，精确测定卫星轨道并进行预报，为卫星定位技术的产生奠定了基础。2 计算机技术的发展，对卫星精密定轨和空间定位中对大量资料进行极其复杂的数

10、学处理提供了可能性。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-131.2空间大地测量的产生4 其他技术 1）多路多址技术、编码技术、扩频技术、加密技术、解码技术等通讯技术，信号和滤波理论，系统和控制理论为卫星通讯、卫星信号处理奠定基础。2）大气科学的发展对为卫星轨道计算机信号传播延迟改正提供了基础。3）天文学、大地测量学、导航学等对空间定位技术的产生积累了实际经验。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Program

11、ming with Java-WuChapter 0-14空间大地测量学的定义、任务及几种主要技术一、什么是空间大地测量学:利用：自然天体，或人造天体 精确确定：地球的形状及其随时间的变化；地球外部重力场其随时间的变化；地轴方向和地球自转速度，及其随时间变化；等状况的一整套理论和方法。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-15 空间定位的方法很多。在第四章分别介绍。以下介绍空间定位的一般原理：右图中：A,B,C为地面上坐标精确测定了的三个点，D为遥远的待定点。1 观测量

12、 t时刻从已知点A,B,C和待定点D上同时用激光测距或无线电测距方法测定了测站到卫星S1、S2、S3的距离。2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-162、定位过程：1）根据三个已知点的坐标，采用距离交会方法求出观测时刻间卫星在空间的位置（Xs1,Ys1,Zs1),（Xs2,Ys2,Zs2),（Xs3,Ys3,Zs3)。2）然后根据观测时刻的卫星S1、S2、S3位置继续用距离交会出待定点D的位置。2000 McGraw-HillIntroduction to Object

13、-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-17三、空间大地测量技术VLBIDoppler SLRLLRGNSSPRAREDORIS 2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-18 2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-19 2000 McGraw-HillIntroduction to Object-Oriented Programming with Java-WuChapter 0-20