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目录 1

序 1

前言 1

第1章　绪论 1

1.1　大地测量学的定义和作用 1

1.1.1　大地测量学的定义 1

1.1.2　大地测量学的地位和作用 1

1.2　大地测量学的基本体系和内容 3

1.2.1　大地测量学的基本体系 3

1.2.2　大地测量学的基本内容 4

1.2.3　大地测量学同其他学科的关系 4

1.3　大地测量学的发展简史及展望 6

1.3.1　大地测量学的发展简史 6

1.3.2　大地测量的展望 12

第2章　坐标系统与时间系统 16

2.1 地球的运转 16

2.1.1　地球绕太阳公转 16

2.1.2　地球的自转 16

2.2　时间系统 19

2.2.1　恒星时（ST） 19

2.2.2　世界时（UT） 20

2.2.3　历书时（ET）与力学时（DT） 21

2.2.4　原子时（AT） 21

2.2.5　协调世界时（UTC） 22

2.2.6　卫星定位系统时间 22

2.3　坐标系统 23

2.3.1　基本概念 23

2.3.2　惯性坐标系（CIS）与协议天球坐标系 26

2.3.3　地固坐标系 28

2.3.4　坐标系换算 42

第3章　地球重力场及地球形状的基本理论 48

3.1　地球及其运动的基本概念 48

3.1.1　地球概说 48

3.1.2　地球运动概说 50

3.1.3　地球基本参数 55

3.2　地球重力场的基本原理 56

3.2.1 引力与离心力 56

3.2.2　引力位和离心力位 57

3.2.3　重力位 60

3.2.4　地球的正常重力位和正常重力 62

3.2.5　正常椭球和水准椭球，总的地球椭球和参考椭球 73

3.3.2　正高系统 74

3.3　高程系统 74

3.3.1　一般说明 74

3.3.3　正常高系统 75

3.3.4　力高和地区力高高程系统 78

3.3.5　国家高程基准 79

3.4　关于测定垂线偏差和大地水准面差距的基本概念 82

3.4.1　关于测定垂线偏差的基本概念 82

3.4.2　关于测定大地水准面差距的基本概念 84

3.5　关于确定地球形状的基本概念 91

3.5.1　天文大地测量方法 91

3.5.2　重力测量方法 93

3.5.3　空间大地测量方法 94

4.1.1　地球椭球的基本几何参数 97

第4章　地球椭球及其数学投影变换的基本理论 97

4.1　地球椭球的基本几何参数及其相互关系 97

4.1.2　地球椭球参数间的相互关系 98

4.2　椭球面上的常用坐标系及其相互关系 99

4.2.1　各种坐标系的建立 99

4.2.2　各坐标系间的关系 101

4.2.3　站心地平坐标系 105

4.3　椭球面上的几种曲率半径 105

4.3.1　子午圈曲率半径 106

4.3.2　卯酉圈曲率半径 107

4.3.3　主曲率半径的计算 108

4.3.4　任意法截弧的曲率半径 110

4.3.5　平均曲率半径 111

4.4.1　子午线弧长计算公式 112

4.4　椭球面上的弧长计算 112

4.3.6 　M,N,R的关系 112

4.4.2　由子午线弧长求大地纬度 116

4.4.3　平行圈弧长公式 117

4.4.4　子午线弧长和平行圈弧长变化的比较 117

4.4.5　椭球面梯形图幅面积的计算 118

4.5　大地线 119

4.5.1　相对法截线 119

4.5.2　大地线的定义和性质 120

4.5.3　大地线的微分方程和克莱劳方程 121

4.6　将地面观测值归算至椭球面 122

4.6.1 将地面观测的水平方向归算至椭球面 122

4.6.2　将地面观测的长度归算至椭球面 125

4.7.1　大地主题解算的一般说明 127

4.7　大地测量主题解算概述 127

4.7.2　勒让德级数式 129

4.7.3　高斯平均引数正算公式 132

4.7.4　高斯平均引数反算公式 135

4.7.5　白塞尔大地主题解算方法 136

4.8　地图数学投影变换的基本概念 151

4.8.1　地图数学投影变换的意义和投影方程 151

4.8.2　地图投影的变形 151

4.8.3　地图投影的分类 155

4.8.4　高斯投影简要说明 156

4.9　高斯平面直角坐标系 156

4.9.1　高斯投影概述 156

4.9.2　正形投影的一般条件 160

4.9.3　高斯投影坐标正反算公式 164

4.9.4　高斯投影坐标计算的实用公式及算例 170

4.9.5　平面子午线收敛角公式 178

4.9.6　方向改化公式 181

4.9.7　距离改化公式 185

4.9.8　高斯投影的邻带坐标换算 189

4.10　通用横轴墨卡托投影和高斯投影族的概念 192

4.10.1　通用横轴墨卡托投影概念 192

4.10.2　高斯投影族的概念 194

4.11　兰勃脱投影概述 197

4.11.1　兰勃脱投影基本概念 197

4.11.2　兰勃脱投影坐标正、反算公式 197

4.11.3　兰勃脱投影长度比、投影带划分及应用 203

5.1 国家平面大地控制网建立的基本原理 205

5.1.1　建立国家平面大地控制网的方法 205

第5章　大地测量基本技术与方法 205

5.1.2　建立国家平面大地控制网的基本原则 208

5.1.3　国家平面大地控制网的布设方案 210

5.1.4　大地控制网优化设计简介 220

5.2 国家高程控制网建立的基本原理 225

5.2.1　国家高程控制网的布设原则 225

5.2.2　国家水准网的布设方案及精度要求 226

5.2.3　水准路线的设计、选点和埋石 227

5.2.4　水准路线上的重力测量 228

5.2.5　我国国家水准网的布设概况 228

5.3.1　工程测量控制网的分类 230

5.3.2　工程平面控制网的布设原则 230

5.3　工程测量控制网建立的基本原理 230

5.3.3　工程平面控制网的布设方案 232

5.3.4　工程高程控制网的布设 233

5.4　大地测量仪器 234

5.4.1　精密测角仪器——经纬仪 234

5.4.2　电磁波测距仪 239

5.4.3　全站仪 240

5.4.4　GPS接收机 254

5.4.5　TPS和GPS的集成——徕卡系统1200-超站仪（System 1200-SmartStation） 257

5.4.6　精密水准测量的仪器——水准仪 258

5.5 电磁波在大气中的传播 272

5.5.1　一般概念 272

5.5.2　电磁波在大气中的衰减 273

5.5.3　电磁波的传播速度 275

5.5.4　电磁波的波道弯曲 281

5.6　精密角度测量方法 282

5.6.1　精密测角的误差来源及影响 282

5.6.2　精密测角的一般原则 287

5.6.3　方向观测法 287

5.6.4　分组方向观测法 296

5.6.5　归心改正 299

5.7　精密的电磁波测距方法 304

5.7.1　电磁波测距基本原理 304

5.7.2　N值解算的一般原理 305

5.7.3　距离观测值的改正 309

5.7.4　测距的误差来源和精度表达式 314

5.8　精密水准测量的方法 314

5.8.1　精密水准测量的误差来源及影响 315

5.8.2　精密水准测量的实施 320

5.8.3　水准测量的概算 322

5.8.4　跨河精密水准测量 327

5.9　天文测量方法 334

5.9.1　一般说明 334

5.9.2　天球及天球上的点和弧 335

5.9.3　天球坐标系及其同天文测量的关系 336

5.9.4　天文观测简介 338

5.10　重力测量方法 339

5.10.1　概述 339

5.10.2　绝对重力测量 340

5.10.3　相对重力测量 341

5.10.4　重力基准与重力系统 343

5.11.1　GPS测量的基本原理 344

5.11.2　GPS的绝对定位和相对定位基本概念 344

5.11 GPS测量方法 344

5.11.3　GPS网的技术设计 345

5.11.4　GPS网的布网形式 345

5.11.5　GPS网的设计准则 346

5.11.6　GPS网的外业观测 347

5.11.7　关于GPS测量的归心改正 348

5.12　大地测量数据处理的数学模型 348

5.12.1 GPS基线向量网在地心空间直角坐标系中平差的数学模型 348

5.12.2　GPS观测值与地面观测值在参心空间坐标系中平差的数学模型 349

5.12.3　GPS观测值与地面观测值在平面直角坐标系中平差的数学模型 358

5.13　大地测量数据库简介 367

5.13.1　一般说明 367

5.13.2　大地测量数据库的数据特性 367

5.13.4　大地测量数据库的运行与维护 368

5.13.3　大地测量数据库系统设计 368

第6章　深空大地测量简介 369

6.1　深空探测概述 369

6.1.1　深空探测及其特点 369

6.1.2　月球测绘的目标和任务 370

6.1.3　月球及深空大地测量国内外的研究现状及分析 371

6.1.4　探月再次成为世界航天的热点 373

6.2　关于地心引力常数和月心引力常数 374

6.2.1　引言 374

6.2.2　关于地心引力常数 374

6.2.3　关于月心引力常数 376

6.3 关于月球形状中心和月球质量中心 379

6.3.1　引言 379

6.3.2　重力方法确定月球质心的原理 379

6.4.1　关于月球几何形状的研究 382

6.3.3　月球质心确定的初步结果 382

6.4　关于月球几何形状及月球地形测绘 382

6.4.2　关于月球地形和地貌测绘的研究 384

6.5　初识的月球及月球的再认识 386

6.5.1　初识的月球 386

6.5.2　月球基本特性汇总 387

6.6　深空探测基本技术简介 388

6.6.1　探测技术综述 388

6.6.2　单站ρ？AE体制中的基本测量原理 389

6.7　深空测控网 393

6.7.1　深空测控网概念 393

6.7.2　深空网的共性功能与共性结构 394

6.7.3　深空站工作任务 394

6.7.4　深空网建造的基本原则 394

6.7.5　深空网概况 395

6.7.6　深空网的未来发展 396

6.8　行星大地测量简介 397

6.8.1　水星（Mercury） 397

6.8.2　金星（Venus） 398

6.8.3　地球（Earth） 398

6.8.4　火星（Mars） 399

6.8.5　木星（Jupiter） 401

6.8.6　土星（Satum） 401

6.8.7　天王星（Uranus） 402

6.8.8　海王星（Neptune） 403

6.8.9　冥王星（Pluto） 403

6.8.10　彗星 403

主要参考文献 404