大地測量系統與參考框架

大地測量系統(規定了大地測量的起算基準、尺度標準及其實現方式,包括理論、模型和方法)是總體概念,大地測量參考框架是大地測量系統的具體應用形式.

大地測量系統包括坐標系統、高程系統、深度基準和重力參考系統.與大地測量系統相對應大地參考框架有坐標(參考)框架、高程(參考)框架和重力測量(參考)框架三種.

(一)大地測量坐標系統和大地測量坐標框架

1. 參心坐標框架

以參考橢球的幾何中心為基準的大地坐標系,通常分為:參心空間直角坐標系(以x,y,z為其坐標元素)和參心大地坐標系(以b,l,h為其坐標元素).80西安坐標系和54北京坐標系,都是參心坐標系

2. 地心坐標框架

以地球質心為原點的大地坐標系,通常分為地心直角坐標系(以x,y,z為其坐標元素)和地心大地坐標系(以b,l,h為其坐標元素). 2000國家大地坐標系、wgs-84坐標系、glonass是采用pz-90坐標,都是屬于地心坐標系

(二)高程系統和高程框架

1. 高程基準

高程基準定義了陸地上高程測量的起算點.1985國家高程基準是我國現采用的高程基準,青島水準原點高程為72.2604m.

2. 高程系統

高程系統是相對于不同性質的起算面(如大地水準面、似大地水準面、橢球面等)所定義的高程體系.

1)正高系統.以大地水準面為高程基準面,地面上任一點的正高是指該點沿重力線方向至大地水準面的距離.

2)正常高系統.正常高的起算面是似大地水準面.地面一點沿該點的正常重力線到似大地水準面的距離就是該點的正常高.我國高程系統采用正常高系統.

3)大地高程.以橢球面為基準面,是由地面點沿其法線到橢球面的距離.

3. 高程框架

我國水準高程框架由國家二期一等水準網,以及國家二期一等水準復測的高精度水準控制網實現,以青島水準原點為起算基準,以正常高系統為水準高差傳遞方式.

高程框架分為四個等級,分別稱為國家一、二、三、四等水準控制網.

(三)深度基準

深度基準是計算水體深度的起算面,深度基準與國家高程基準之間通過驗潮站的水準聯測建立聯系.我國從1957年起采用理論深度基準面為深度基準.

(四)重力系統和重力測量框架

重力測量測定的是空間一點的重力加速度.重力系統是指采用的橢球常數及其相應的正常重力場.重力測量框架是由分布在各地的若干絕對重力點和相對重力點構成的重力控制網,以及用作相對重力尺度標準的若干條長短基線.

2000國家重力基本網是由21個重力基準點和126個基本重力點組成的重力基準網.

(五)時間系統與時間系統框架

1.常用的時間系統

(1)世界時(ut):以地球自轉周期為基準,在1960年以前一直作為國際時間基準;

(2)原子時(at):以位于海平面(大地水準面,等位面)的銫原子內部兩個超精細結構能級躍遷輻射的電磁波周期為基準,從1958年1月1日世界的零時開始啟用;

(3)力學時(dt):在天文學中,天體的星歷是根據天體動力學理論的運動方程而編算的,其中所采用的獨立變量是時間參數t,這個數學變量t,便被定義為力學時;

(4)世界協調時(utc):它并不是一種獨立的時間,而是時間服務工作鐘把原子時的秒長和ut的時刻結合起來的一種時間;

(5)gps時(gpst):由gps星載原子鐘和地面監控站原子鐘組成的一種原子時基準,與國際原子時保持有19s的常數差,并在gps標準歷元1980年1月6日零時與utc保持一致.

2. 時間系統框架

時間系統框架是對時間系統的實現,描述一個時間系統框架通常需要涉及四個方面的內容:①采用的時間頻率基準;②守時系統;③授時系統;④覆蓋范圍.

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（責任編輯：gx）

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