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目 录1

第一篇 大地测量的回顾、现状和展望1

第一章大地测量的萌芽阶段1

1.1早期人类对于地球形状的认识1

1.2公元八世纪中国的弧度测量3

1.3公元九世纪阿拉伯的弧度测量5

1.4欧洲文艺复兴对大地测量的冲击5

第二章大地测量学科的形成7

2.1绪论7

2.2三角测量法第一次用于弧度测量8

2.3利用弧度测量证实地扁说的初步尝试9

2.4十八世纪初期中国的大地测量10

2.5地扁说的最后证实11

2.6.3米制的建立13

2.6.2 格林尼治天文台与巴黎天文台之间的大地联测13

2.6.1概述13

2.6几何大地测量学的形成13

2.6.4大地测量开始用于测制地图14

2.7物理大地测量学理论基础的奠定15

2.7.1克莱罗定理15

2.7.2重力位函数16

2.8天文学与大地测量学的互相支持16

3.1数学对大地测量学的促进18

第三章十九世纪的大地测量18

3.2十九世纪的弧度测量19

3.2.1西欧的弧度测量19

3.2.2德国的弧度测量21

3.2.3 俄国的弧度测量和欧洲的两个大规模平行圈弧22

3.2.4 印度的一等三角测量23

3.2.5美国的一等三角测量24

3.2.6 非洲的一等三角测量24

3.3十九世纪几何大地测量的重大成就25

3.3.1地球椭球参数的推算25

3.2.7十九世纪的最后一次弧度测量25

3.3.2大地水准面概念的确立27

3.3.3弧度测量的面积法28

3.3.4地壳均衡说的提出28

3.3.5基线尺的改进30

3.4物理大地测量学的进展30

3.4.1理论研究的进展30

3.4.2重力测量的进展33

3.5大地测量学的经典定义34

3.6国际大地测量学协会35

第四章二十世纪上半叶的大地测量38

4.1弧度测量的继续发展38

4.2中国30年代的大地测量41

4.3测量平差理论研究和大地测量数据处理方法的进展42

4.3.1测量平差理论的研究42

4.3.2观测数据的化算43

4.3.3三角网的平差45

4.4大地测量仪器的改进48

4.5物理大地测量学理论研究的进展50

4.6二十世纪上半叶大地测量学发展的总结55

第五章现代大地测量学的形成59

5.1绪论59

5.2电磁波测距技术对大地测量的冲击60

5.3卫星大地测量学的形成65

5.4月球测量学和行星测量学的形成68

5.5.1 大地控制网的建立70

5.5二十世纪下半叶的重要大地测量工作70

5.5.2天文大地网平差75

5.5.3 大规模水准网的建立和平差82

5.6几何大地测量学的进展84

5.6.1水准测量的进展84

5.6.2大地天文测量的进展87

5.6.3惯性测量系统88

5.6.4从最佳权分配到大地控制网优化设计89

5.7.1大地测量边值问题的离散解92

5.7.2 国际重力参考系统的演变92

5.7物理大地测量学的进展92

5.7.3绝对重力测量的发展93

5.7.4相对重力测量的发展94

5.7.5船载重力测量的发展95

5.7.6机载重力测量的发展96

5.7.7重力基本网97

5.8大地测量参考系的演变101

5.9大地测量平差理论和数据处理方法的进展103

5.10大地控制网的现状和前景108

5.11利用空间大地测量求定正高（或正常高）的可能性110

5.12空间大地测量的现状和展望114

5.13建立地球重力场模型的现状和展望123

5.14现代大地测量学的体系和基本任务130

5.15大地测量学在地学中的地位和作用133

第二篇 几何大地测量学147

总论147

6.1绪论151

第六章大地天文学151

6.2大地天文学的坐标系和时间系统153

6.3恒星位置及其变化155

6.4年历和星表157

6.5观测仪器159

6.6天文经度测定160

6.7天文纬度测定162

6.8天文经、纬度同时测定法162

6.8.1 60°棱镜多星等高法162

6.8.2天顶摄影法166

6.9天文方位角的测定168

6.9.1 概述168

6.9.2北极星和南极座σ星任意时角法171

6.9.3大地方位角直接测定法174

6.9.4 中、低精度方位角测定法176

第七章水平角观测和距离测量184

7.1大气折射184

7.2.1 水平角观测的误差源187

7.2水平角观测187

7.2.2 仪器误差对水平角观测的影响188

7.2.3 外界因素对水平角观测的影响197

7.2.4 方向观测法和全组合测角法206

7.2.5水平角观测质量208

7.3光电测距与电子速测法210

7.3.1 光电测距210

7.3.2 电子速测法217

8.1绪论223

第八章水准测量223

8.2水准面的不平行性和高程系统226

8.2.1概述226

8.2.2正高系统227

8.2.3正常高系统227

8.2.4力高系统228

8.2.5地球位数228

8.2.6 水准测量的重力改正229

8.3水准仪和标尺的检验230

8.4高精度水准测量232

8.5水准测量的误差源233

8.5.1 概述233

8.5.2 大气折光对水准测量的影响237

8.5.3 潮汐对水准测量的影响242

8.6水准测量的精度估计245

第九章三角高程测量250

9.1绪论250

9.2三角高程测量的基本公式252

9.3三角高程测量的误差源254

9.3.1概述254

9.3.2 大气折光对三角高程测量的影响255

9.4顾及折光影响的折光基线法和内插法258

9.5直接测定折光角的方法263

9.6三角高程测量的精度268

9.7电磁波测距高程导线测量273

第十章 国家大地控制网和国家水准网的建立286

10.1绪论286

10.2建立国家大地控制的一般原则292

10.3大地控制网各推算元素的精度估算302

10.3.1概述302

10.3.2三角形单锁推算元素的中误差302

10.3.3大地四边形锁推算元素的中误差310

10.3.4 三角形单锁与大地四边形锁的比较314

10.3.5 二等补充网点位误差的估算315

10.3.6连续三角网中推算元素的精度318

10.3.7导线各推算元素的精度320

10.3.8三边锁各推算元素的精度321

10.3.9 测边测角锁的纵向和横向位移324

10.4大地控制网优化设计理论概要325

10.4.1优化设计325

10.4.2线性规划329

10.5现有大地控制网的加强331

10.6建立国家水准网的一般原则338

10.7水准网的优化设计341

11.1.1概述345

第十一章大地基准的建立和大地水准面的测定345

11.1大地基准的建立345

11.1.2大地基准参数的求定347

11.2测定大地水准面的天文大地方法351

11.3测定大地水准面的天文重力水准方法354

第十二章椭球面大地测量学358

12.1绪论358

12.2旋转椭球面的各种几何参数358

12.3旋转椭球面的曲率360

12.4建立大地控制网的地面观测数据的化算362

12.5大地线和椭球面三角形的解算365

12.6大地测量主题解算369

12.7大地测量投影371

第三篇 物理大地测量学383

第十三章总论383

13.1物理大地测量学的任务和主要内容383

13.2重力测量简史384

13.3物理大地测量学理论的发展388

第十四章位理论基础392

14.1引力和引力位392

14.2质体位396

14.2.1 均质球壳和球体的引力位397

14.2.2质体位的连续性399

14.2.3质体位是一个在无穷远处正则的函数400

14.3单层位402

14.3.1 平面层的引力位402

14.3.2任意形状的单层位403

14.4双层位405

14.5拉普拉斯方程和布桑方程407

14.6格林公式408

14.7球谐函数415

14.7.1 勒让德多项式415

14.7.2 缔合勒让德多项式418

14.7.3球谐函数421

14.7.4带谐函数425

14.7.5 田谐和扇谐函数427

14.7.6球谐函数的正交性和完全正规化的球谐函数428

14.7.7 函数按球谐函数展开430

14.7.8球谐函数分解公式432

14.8椭球谐函数433

14.9边值问题438

14.9.1边值问题的存在性439

14.9.2用格林方法解外部边值问题440

14.9.3 用球谐函数解外部边值问题442

14.10球外调和函数的径向导数446

第十五章地球重力场449

15.1重力和重力位449

15.2水准面和铅垂线451

15.2.1水准面的定义及其性质451

15.2.2水准面的解析表示452

15.2.3水准面的曲率453

15.2.4垂线的曲率454

15.2.5重力梯度456

15.3地球引力位的球谐函数展开式457

15.4大地水准面460

15.5格林公式应用于重力位463

15.6斯托克斯定理465

15.7地球的正常重力场467

15.7.1 正常重力位468

15.7.2 正常重力472

15.7.3 正常引力位的球谐函数展开式474

15.7.4 正常重力场的实用公式475

15.7.5其他正常重力场479

15.7.6大地测量参考系481

15.8拢动重力场483

15.8.1扰动位483

15.8.2似地形面和似大地水准面484

15.8.3重力异常485

15.8.4垂线偏差486

15.8.5重力异常、垂线偏差和大地水准面高（或高程异常）与扰动位的关系489

15.8.6球近似和T、N、？g的球谐函数展开493

武493

第十六章重力测量和重力归算497

16.1绝对重力测量497

16.1.1 用摆仪测定绝对重力497

16.1.2利用自由落体测定绝对重力501

16.2相对重力测量503

16.2.1 用动力法测定相对重力503

16.2.2用静力法测定相对重力504

16.3海洋和航空重力测量509

16.4重力参考系统513

16.5重力控制网514

16.6重力归算516

16.6.1 空间改正516

16.6.2布格改正517

16.6.3局部地形改正518

16.6.4 地壳均衡改正521

16.6.5各种重力归算方法的比较523

16.7重力异常的推估527

16.7.1重力异常方差、协方差和协方差函数528

16.7.2最小二乘推值法530

16.7.3 平均重力异常的推估533

16.7.4重力异常与高程的相关性535

第十七章推求地球形状及其外部重力场的理论和方法539

17.1绪论539

17.2.1基本概念542

17.2斯托克斯理论542

17.2.2斯托克斯公式543

17.2.3广义斯托克斯公式546

17.2.4斯托克斯公式反解551

17.2.5计算垂线偏差的维宁·曼乃兹公式551

17.2.6面积分的计算553

17.3莫洛坚斯基理论560

17.3.1 莫洛坚斯基问题560

17.3.2基本积分方程563

17.3.3积分方程的解566

17.3.4 莫洛坚斯基解与斯托克斯解的比较573

17.4布耶哈默尔方法577

17.5最小二乘配置法在推求地球形状及其外部重力场中的应用580

17.5.1最小二乘配置法580

17.5.2 最小二乘配置法的应用583

17.5.3 扰动位的协方差函数588

17.5.4协方差传播591

17.5.5重力异常协方差函数595

17.5.6地球引力位系数的协方差597

17.6地球外部重力场的延拓600

17.6.1 地球上空的正常引力601

17.6.2 利用空间异常计算高空扰动重力602

17.6.3利用单层密度计算高空扰动重力（扰动重力的表层法）603

17.6.4扰动重力的直接上延法605

17.6.5球谐函数展开法607

17.6.6重力异常的向下延拓607

17.7地球重力场模型608