空间大地测量
1 观测量 t时刻从已知点A,B,C和待定点D上 同时用激光测距或无线电测距方法 测定了测站到卫星S1、S2、S3的距 离。
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§ 1.3、空间大地测量学的定义、任务及几 种主要技术
2、定位过程: 1)根据三个已知点的坐标, 采用距离交会方法求出观测 时刻间卫星在空间的位置 (Xs1,Ys1,Zs1), (Xs2,Ys2,Zs2),
(Xs3,Ys3,Zs3)。
2)然后根据观测时刻的卫 星S1、S2、S3位置继续用距 离交会出待定点D的位置。
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§1.2空间大地测量的产生
4 其他技术 1)多路多址技术、编码技术、扩频技术、加密技术、 解码技术等通讯技术,信号和滤波理论,系统和控制 理论为卫星通讯、卫星信号处理奠定基础。 2)大气科学的发展对为卫星轨道计算机信号传播延 迟改正提供了基础。 3)天文学、大地测量学、导航学等对空间定位技术 的产生积累了实际经验。
占全球总面积70%的海岸为布设大地控制网,占全球总面积 30%的陆地无法进行大地联测,只能区域测量,建立区域参考椭 球与区域大地水准面吻合。无法建立全球参考椭球。
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Chapter 0 - 19
A 3D atlas of the universe
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Chapter 0 - 20
2)点的高程以大地水准面或似大地水准面 为基准面通过水准测量求得。
缺点: (1)增加了工作量 (2)水准点一般沿道路、河流等高差起伏 不大的地带布设,无精确的平面坐标;而平 面控制点在山区时,位于山头上,起高程使 用三角高程测量求得,无准确的高程坐标。 这种情况对分析和进一步测量带来困难。
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Chapter 0 - 7
§1.2空间大地测量的产生
2)20世纪中叶空间技术和远程武器 迅猛发展,要求地心坐标。 (1) 空间技术的要求: 人造卫星和弹导导弹入轨的自 由飞行轨道为一个椭圆中的一段。 地球质心位于该椭圆的一个焦点 上。只有将坐标系原点移到地心 上,才能根据椭圆轨道几何性质, 进行轨道计算。
等状况的一整套理论和方法。
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§ 1.3、空间大地测量学的定义、任务及几 种主要技术
二、空间大地测量的一般原理
空间定位的方法很多。在第四章分别 介绍。以下介绍空间定位的一般原 理: 右图中:A,B,C为地面上坐标精确测定 了的三个点,D为遥远的待定点。
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Chapter 0 - 17
§ 1.3、空间大地测量学的定义、任务及几 种主要技术
三、空间大地测量技术 VLBI Doppler SLR\LLR GNSS PRARE DORIS ……
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Chapter 0 - 10
§1.2空间大地测量的产生
A 确定卫星轨道的地面卫星跟踪站必须为同一坐标统 B 远程导弹发射点、落点必须为同一各坐标系。 C 各板块运动的监测必须为同一个坐标系 以监测海平面上升为例,边长一般为数千公里,要求精度厘米级 (10-8相对精度),或毫米级(10-9相对精度)。常规测量边长指导 数十公里,精度10-5到10-6。无法满足使用。
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Chapter 0 - 14
§1.3、空间大地测量学的定义、任务及几种 主要技术
一、什么是空间大地测量学:
利用:
自然天体, 或人造天体
精确确定:
地球的形状及其随时间的变化; 地球外部重力场其随时间的变化; 地轴方向和地球自转速度,及其随时间变化;
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Chapter 0 - 5Βιβλιοθήκη §1.1传统大地测量的局限性
3、观测受气候条件影响:
雨天、黑夜、大雾、大风、能见度低时不宜测量。
4、难以避免某些系统误差的影响 光学仪器的测量值会因为大气密度不同而受到不同的弯曲影响, 即旁折光影响。 地球引力由两极到赤道减小,大气密度变化一样。 5、难以建立地心坐标系
3 为了研究全球性的地质构造运动、建立和维持全球的参考框架、 不同坐标系间的联测等,都要求在长距离上进行高精度定位的技术。
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Chapter 0 - 11
Chapter 0 - 12
§1.2空间大地测量的产生
二、产生空间大地测量技术的可能 性 1 空间技术的发展使我们可以按需 要设计制造、发射不同功能、不同 轨道的卫星,并能精确控制姿态, 精确测定卫星轨道并进行预报,为 卫星定位技术的产生奠定了基础。 2 计算机技术的发展,对卫星精密 定轨和空间定位中对大量资料进行 极其复杂的数学处理提供了可能性。
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Chapter 0 - 4
§1.1传统大地测量的局限性
2、无法同时精确确定点的三维坐标
如前所述,平面控制网和高程控制网是分别 布设的:
1)点的平面位置时以椭球面为基准面通过 三角测量、导线测量得到
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Chapter 0 - 18
VLBI
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§1.2空间大地测量的产生
4 要求出现一种全天候、更快速精确、简便的定 位技术。
总之,全球互相联系和交往越来越密切,地 球“越来越小”,迫切需要在全球范围内建立统 一的坐标系。
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利用人造卫星定位所得的其 它点位坐标自然为地心坐标。
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Chapter 0 - 8
§1.2空间大地测量的产生
(2)远程武器的需要:
射程为一万公里导弹,如果 使用非地心的参心椭球体坐标, 而参考椭球体中心与地心间一 般会有百米量级的差异。这样, 发射点如有100米的误差,落点 将会产生1-2公里的误差。
第一章 绪论
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Chapter 0 - 1
§1.1 传统大地测量的局限性
1、测站间需保持通视:
采用仪器:光学经纬仪、测 距仪来测量地面相邻点的 距离方位。所以必须通视。 1)需花费大量人力物力修 建觇标
Chapter 0 - 6
§1.2 空间大地测量的产生
一、新时代对定位技术提出的 新要求
1、要求提供精确的地心坐标
1)20世纪50年代前,水利、 交通、地质矿山、城市规划 和建设管理等部门,军事部 门,以及科研部门主要关心 在一个国家或地区内点与点 之间的相对关系。可以使用 非地心参考椭球作为基准面。
克服地球曲率、高山、树 林、建筑等障碍的影响
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Chapter 0 - 2
§1.1传统大地测量的局限性
2)边长受限制:地球曲率、高山、树 林、建筑等障碍。 A、大陆之间、大陆和远距离海岛之 间无法联测,全球形成了100多个大地 坐标系,无法建立全球统一的坐标系。 B、不能联测,数百年来大地测量学 家只能采用有限局域大地测量资料来 推求地球的形状和大小。差距大、工 作缓慢。 C、首级控制网布设进度慢,无法在 短时间内建立坐标框架。