大地测量与卫星定位系统研究发展08

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1、大地测量与卫星定位系统研究发展报告报告人：孟鲁闽2008、10第一部分什么是“大地测量学”？大地测量学----根据德国着名大地测量学家F.R.Helmert的经典定义，它是一门量测和描绘地球表面的科学。它也包括确定地球重力场和海底地形。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

2、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。大地测量学的分支几何大地测量学亦即天文大地测量学：它的基本任务是确定地球的形状和大小及确定地面点的几何位置。物理大地测量学也称理论大地测量学：它的基本任务是用物理方法（重力测量）确定地球形状(大地水准面形状)及其外部重力场。空间大地测量学：主要研究人造地球卫星及其他空间探测器为代表的空间大地测量的理论，技术与方法。大地测量学的历史（一）大地测量学的起源可以回溯到土地的划分，地产的界定即边界的制定和表示。其历史可以追

3、溯到古埃及时代。公元前240年，亚历山大学者埃拉托色尼(Eratosthenes)进行了亚历山大城和赛尼城(Syene)(今阿斯旺)间的大地测量工作。利用日光估计了地球周长。11世纪阿拉伯帝国和纽伦堡的测量仪器的发展对大地测量学的发展具有十分重要的意义，同样重要的还有角度函数的发现及荷兰科学家斯涅耳(W.Snell)首创的三角测量法。在1740年，法国科学家通过对北欧城市拉普兰和科鲁的大地测量，确定了地球椭球的半径,由此开始了大范围的大地测量。之后，为了使不同的投影与大地测量的结果能够更好的结合，高斯发展了平差计算方法。大地测量学的历史（二）大地测量学在19和20世纪的发展：●米制单位和格

4、林威治起始子无圈的导入，由石英表和无线电技术发展而来的全球时间系统。●大地水准面测量，重力测量与物理大地测量学的横向联结。●角度测量，距离测量等仪器精度百倍的提高。●由1960年开始的、使全天候不间断测量成为可能的卫星大地测量：卫星全球定位系统（GPS）等。●甚长基线干涉测量(VLBI)在大地动态测量及大地曲率中的应用。第二部分国际大地测量的现状（2005年国际大地测量协会(IAG)科学大会的报告）这次国际大地测量协会（IAG）科学大会是联合了国际海洋物理科学协会（IAPSO）和国际生物海洋协会一起，于2005年8月在澳大利亚凯尔斯（Cairns）召开。会议名称为“动力行星2005”（Dy

5、namicPlanet2005）。会议在大地测量方面的七个主题（一）空间大地测量分析研究的前沿；（二）综合地面、卫星、航空和测高等方面的重力测量成果，在确定地球重力场时空分辨率方面的进展；（三）在地球动力学、潮汐、地形变，重力场时变等方面量测工作的进展；（四）完善全球和地区性地面坐标参考框架的进展；（五）全球大地测量观测系统（GGOS）和行星大地测量学；（六）应用航空激光和雷达成像技术及其干涉系统、地球物理技术对灾害监测系统的建立和方法；（七）利用空间大地测量技术进行大气的研究。这里重点对大会在确定地面坐标参考框架、地壳形变和地球重力场等大地测量主要基本任务方面的进展作一扼要介绍。I.进一

6、步完善地面坐标参考框架1.1研究地面坐标参考框架的时变问题（一）代表框架的大地点的非线性时变国际地面坐标参考框架（ITRF）的精度在过去的十余年来已有了很大的提高。但它仍然是表现为这样的一种框架，即它是通过一组固定于地球表面而被认定为只作线性运动的大地点的坐标来实现的。随着对大地测量成果及其应用方面所要求的精度越来越高，因此大地点点位的时变(非线性）就越来越受到关注。因此，今后要从地质和地球物理过程（如地壳运动，地质灾害，海洋潮汐负荷效应，大气气压负载效应，雪和土壤湿度影响，点位局部稳定性等方面）的研究找到对地面坐标参考框架的影响（大地点点位的时变情况----即非线性时变）。要采用大地测量

7、多种技术手段对地面坐标参考框架点的点位时变进行研究，同时还应和天体参考框架（更大的坐标系统）如极移等结合起来，才能更好的发现大地点点位时变的各种原因，才能更好的完善如何测定它的技术方案。1.1研究地面坐标参考框架的时变问题（二）最新国际地面坐标参考框架(ITRF2004)ITRF2004和以前的ITRF不同，它将测站位置的时间系列和地极定向参数（EOP）结合起来了。ITRF2004定义的主要特点表现在统一协调了原点、比例