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大地測量系統(tǒng)與參考框架

大地測量系統(tǒng)(規(guī)定了大地測量的起算基準(zhǔn)、尺度標(biāo)準(zhǔn)及其實(shí)現(xiàn)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(tǒng)的具體應(yīng)用形式.

大地測量系統(tǒng)包括坐標(biāo)系統(tǒng)、高程系統(tǒng)、深度基準(zhǔn)和重力參考系統(tǒng).與大地測量系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)大地參考框架有坐標(biāo)(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(biāo)系統(tǒng)和大地測量坐標(biāo)框架

1. 參心坐標(biāo)框架

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

2. 地心坐標(biāo)框架

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

(二)高程系統(tǒng)和高程框架

1. 高程基準(zhǔn)

高程基準(zhǔn)定義了陸地上高程測量的起算點(diǎn).1985國家高程基準(zhǔn)是我國現(xiàn)采用的高程基準(zhǔn),青島水準(zhǔn)原點(diǎn)高程為72.2604m.

2. 高程系統(tǒng)

高程系統(tǒng)是相對(duì)于不同性質(zhì)的起算面(如大地水準(zhǔn)面、似大地水準(zhǔn)面、橢球面等)所定義的高程體系.

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

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

3)大地高程.以橢球面為基準(zhǔn)面,是由地面點(diǎn)沿其法線到橢球面的距離.

3. 高程框架

我國水準(zhǔn)高程框架由國家二期一等水準(zhǔn)網(wǎng),以及國家二期一等水準(zhǔn)復(fù)測的高精度水準(zhǔn)控制網(wǎng)實(shí)現(xiàn),以青島水準(zhǔn)原點(diǎn)為起算基準(zhǔn),以正常高系統(tǒng)為水準(zhǔn)高差傳遞方式.

高程框架分為四個(gè)等級(jí),分別稱為國家一、二、三、四等水準(zhǔn)控制網(wǎng).

(三)深度基準(zhǔn)

深度基準(zhǔn)是計(jì)算水體深度的起算面,深度基準(zhǔn)與國家高程基準(zhǔn)之間通過驗(yàn)潮站的水準(zhǔn)聯(lián)測建立聯(lián)系.我國從1957年起采用理論深度基準(zhǔn)面為深度基準(zhǔn).

(四)重力系統(tǒng)和重力測量框架

重力測量測定的是空間一點(diǎn)的重力加速度.重力系統(tǒng)是指采用的橢球常數(shù)及其相應(yīng)的正常重力場.重力測量框架是由分布在各地的若干絕對(duì)重力點(diǎn)和相對(duì)重力點(diǎn)構(gòu)成的重力控制網(wǎng),以及用作相對(duì)重力尺度標(biāo)準(zhǔn)的若干條長短基線.

2000國家重力基本網(wǎng)是由21個(gè)重力基準(zhǔn)點(diǎn)和126個(gè)基本重力點(diǎn)組成的重力基準(zhǔn)網(wǎng).

(五)時(shí)間系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)框架

1.常用的時(shí)間系統(tǒng)

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

(2)原子時(shí)(at):以位于海平面(大地水準(zhǔn)面,等位面)的銫原子內(nèi)部兩個(gè)超精細(xì)結(jié)構(gòu)能級(jí)躍遷輻射的電磁波周期為基準(zhǔn),從1958年1月1日世界的零時(shí)開始啟用;

(3)力學(xué)時(shí)(dt):在天文學(xué)中,天體的星歷是根據(jù)天體動(dòng)力學(xué)理論的運(yùn)動(dòng)方程而編算的,其中所采用的獨(dú)立變量是時(shí)間參數(shù)t,這個(gè)數(shù)學(xué)變量t,便被定義為力學(xué)時(shí);

(4)世界協(xié)調(diào)時(shí)(utc):它并不是一種獨(dú)立的時(shí)間,而是時(shí)間服務(wù)工作鐘把原子時(shí)的秒長和ut的時(shí)刻結(jié)合起來的一種時(shí)間;

(5)gps時(shí)(gpst):由gps星載原子鐘和地面監(jiān)控站原子鐘組成的一種原子時(shí)基準(zhǔn),與國際原子時(shí)保持有19s的常數(shù)差,并在gps標(biāo)準(zhǔn)歷元1980年1月6日零時(shí)與utc保持一致.

2. 時(shí)間系統(tǒng)框架

時(shí)間系統(tǒng)框架是對(duì)時(shí)間系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),描述一個(gè)時(shí)間系統(tǒng)框架通常需要涉及四個(gè)方面的內(nèi)容:①采用的時(shí)間頻率基準(zhǔn);②守時(shí)系統(tǒng);③授時(shí)系統(tǒng);④覆蓋范圍     

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（責(zé)任編輯：gx）

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