大地测量基础理论与坐标系解析

"中国矿业大学提供的大地测量学教学资料，主要涵盖了大地测量的基础概念和坐标系统，以及时间系统的比较和重力位相关的知识。" 在大地测量学中，基准面和基准线是至关重要的概念。野外测量通常以大地水准面和铅垂线作为基准，而测量计算则依赖于参考椭球面和椭球面法线。垂线偏差u表示铅垂线与椭球面法线之间的角度差异，大地水准面差距N则是水准面与椭球面在特定点上的高度差。 大地坐标系和天文坐标系是两种不同的坐标体系。大地坐标系以参考椭球面为基准，法线为基准线，其地理经度L是测站大地子午面与起始大地子午面的夹角，地理纬度B是椭球面法线与赤道面的夹角。而天文坐标系以地球中心为参考，铅垂线为基准，天文经度λ是天文子午面与起始天文子午面的夹角，天文纬度φ是铅垂线与赤道面的夹角。在高程表示上，大地坐标系用H表示沿法线到参考椭球的距离，天文坐标系用H表示沿铅垂线到大地水准面的距离。 时间系统在大地测量中也起到关键作用。恒星时(ST)是基于春分点计算的，平太阳时(MT)则与平太阳的运动有关，世界时(UT)是格林尼治的平太阳时。为了精确，UT还需要考虑极移改正(UT1)和地球自转速度季节性变化(UT2)。此外，还有TDT(地球质心力学时)、IAT(原子时)和GPS时，这些时间系统各有其应用场景和校正因素。 重力位和重力场是大地测量中的核心概念。重力位是引力位和离心力位的和，正常重力位是对应正常椭球产生的重力位。当重力位达到常数状态，即dw=0，此时的重力方向l称为重力位水准面，它是一系列不平行、不相交也不相切的面。正常位水准面是与正常重力位相对应的几何面，反映了地球表面重力场的均匀化情况。 这篇资料详细阐述了大地测量中的基本原理和坐标转换，以及时间系统和重力场的相关知识，对于理解和实践大地测量工作具有重要价值。通过学习这些内容，可以深入理解地球表面的测量方法和数据处理，为地质勘探、工程测量和地球科学的研究提供理论基础。