大地测量-概述（三）

4.深度基准深度基准面的选择与海区潮汐情况相关常采用当地的潮汐调和常数来计算。深度基准可采用理论深度基准、平均低潮面、最低低潮面或大潮平均低潮面等。1956年我国采用了最低低潮面、大潮平均低潮面和实测最低潮面等为深度基准1957年后采用理论深度基准面作为深度基准。海图集各种航道图中水深的起算面亦称“海图深度基准面”和“水深零点”。它是取8个主要芬超的调和常数计算求得的理论上的潮高值它在当地平均海平面以下。5.重力系统和重力测量框架重力系统是指采用的椭球常数及其相应的正常重力场。重力测量框架则是由分布在各地的若干绝对重力点和相对重力点构成的重力控制网以及用作相对重力尺度标准的若干条长短基线。2000国家重力基本网由259个重力点组成其中基准点21个基本点126个基本点引点112个6.时间系统和时间系统框架a、大地测量中常用的时间系统1世界时UT以地球自转周期为基准2原子时AT以位于海平面大地水准面等位面的铯133原子内部两个超精细结构能级跃迁辐射的电磁波周期为基准。3力学时DT在天文学中天体的星历是根据天体动力学理论的运动方程而编算的其中所采用的独立变量是时间参数t这个数学变量t便被定义为力学时。4协调时UTC它并不是一种独立的时间而是时间服务工作钟把原子时的秒长和世界时的时刻结合起来的一种时间。5GPS时GPST有GPS星载原子钟和地面监控站原子钟组成的一种原子时基准与国际原子时保持有19s的常数差并在GPS标准历元1980年1月6日零时与UTC保持一致。b、时间系统框架时间系统框架是对时间系统的实现通常涉及一下几个内容1采用的时间频率基准决定了时间系统框架采用的时间频率基准。2守时系统用于建立和维持时间频率基准确定时刻。3授时系统主要是想用户授时和时间服务可通过电话、王骆、无线电、电视、专用长波和短波电台、卫星等设施和系统进行它们具有不同的传递精度可满足不用用户的需要。4覆盖范围覆盖范围是指区域或全球。7、常用坐标系及其转换要完全定义一个坐标系必须明确指出1坐标原点的位置2坐标轴的指向3基本平面。常用的坐标系有大地坐标系、空间直角坐标系、高斯平面直角坐标系等。按坐标系原点的位置不同可以分为参心坐标系、地心坐标系、站心坐标系等。a、常用坐标系1大地坐标系1地球椭圆的中心与地球质心重合2椭球短轴与地球自转轴重合3大地纬度B为过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角4大地经度L为过地面点的椭球子午面与格林尼治大地子午面之间的夹角5大地高H为地面点沿椭球法线至椭球面的距离2空间直角坐标系1坐标原点位于参考椭球的中心2Z轴指向参考椭球的北极3X轴指向起始子午面与赤道的交点4Y轴位于赤道面上切右手坐标系于X轴呈90°夹角某点的坐标可用该点在此坐标系的各个坐标轴上的投影来表示。3高斯平面直角坐标系在投影面上中央子午线和赤道的投影都是直线并且以中央子午线和赤道的交点O作为坐标原点一中央子午线的投影为纵坐标轴以赤道的投影为横坐标轴构成。4站心坐标系1以测站为原点的坐标系为站心坐标系2可将站心坐标系分为直角坐标系、站心极坐标系其中点的站心极坐标系下用极距、方位角、高度角表示。b、坐标系转换通常包括坐标系变换和基准变换1坐标系变换坐标系变换就是在同一地球椭球下空间点的不同坐标表示形式间进行转换包括1大地坐标系与空间直角坐标系的相互转换2空间直角坐标系与站心坐标系的转换3大地坐标系与高斯平面坐标系的转换即高斯投影正反算。2基准变换基准变换就是指空间点在不同地球椭球之间的坐标变换。不同坐标系的三位转换模型很多常用的有1布尔沙模型b模型在全球或较大范围的基准转换时较为常用。2莫洛坚斯基模型(m模型、三参数法)在局部网的转换中采用莫洛坚斯基模型。采用二维转换模式至少需要选取2个以上的重合点转换模式通常分为1平面四参数转换模型四参数2个平移参数原点不重合产生1个旋转参数坐标轴不平行产生1个尺度参数两个坐标系见的尺度不一致产生2二维七参数转换模型。七参数3个平移参数原点不重合产生3个旋转参数坐标轴不平行产生1个尺度参数两个坐标系见的尺度不一致产生二维七参数转换模型是一种改正法理论基础为大地坐标微分公式采用广义大地坐标微分公式直接求出大地坐标改正数。基本思想就是基准转换和坐标转换融合到一个模型中从而建立起不同基准下大地坐标建更为直接的关系。二维七参数转换模型与布尔沙模型不同的是在转换时除了要考虑类似于空间直角坐标系的平移、旋转和缩放外还必须估计椭球参数的变化只有这样才能让定位、定向、形状和大小不完全相同的两个椭球重合由于二维七参数坐标转换模型考虑了不同坐标系椭球参数的变化适用于不同大地坐标系之间的转换。采用三维转换模式至少需要3个以上重合点重合点的分布要覆盖整个转换区域且尽量均匀分布三维转换模式通常有1bursa布尔沙七参数转换模型2三维七参数转换模型8、大地测量的基础概念a、三差改正1三差改正定义将水平方向观测值归算到椭球面上包括垂线偏差改正、标高差改正、截面差改正。1垂线偏差改正把以垂线为依据的地面观测的水平方向值归算到一法线为依据的方向值而应加的改正数称为垂线偏差改正。2标高差改正当进行水平方向观测时如果照准点高出椭球面某一高度则照准面就不能通过照准点的法线同椭球面的交点由此引起的方向偏差的改正称为标高差改正。3截面差改正将法截弧方向化为大地线方向应加的改正叫截面差改正。2三差改正性质1垂线偏差改正的数值主要与测站点的垂线偏差和观测方向的天顶距或垂直角有关2标高差改正主要与照准点的高程有关3截面差改正主要与测站点至照准点间的距离有关。b、大地测量主题结算椭球面上的大地经度L大地纬度B两点间的大地线长度S以及正反大地方位角、统称为大地元素。1大地主题正解已知1点的大地经度、大地纬度以及该点至待求点的大地线长度和大地方位角计算待求点的大地经度、大地纬度和待求点至已知点的大地方位角的解算。2大地主题反解已知2点的大地经度、大地纬度计算这2点间的大地线长度和正反大地方位角的解算。3高斯正算由椭球面上的大地坐标求定高斯平面上相对应的平面坐标。4高斯反算由高斯平面上平面坐标求定相对应的椭球面上的大地坐标。5方向改正椭球面上两点的大地线方向归算至高斯投影平面上相应两点间的直线方向称为方向改化。6距离改化椭球面上已知的大地线边长或观测的大地线边长归算至平面上相应的弦线长度。