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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