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內容簡介

　　利用自然天體或人造天體來精確測定點的位置，確定地球的形狀、大小、外部重力場，以及它們隨時間的變化狀況的一整套理論和方法稱為空間大地測量學。全書共8章，分彆介紹瞭傳統大地測量的局限性，空間大地測量産生的必然性和可能性；空間大地測量中所涉及的各種時間係統和坐標係統；甚長基綫乾涉測量、激光測衛、衛星測高、衛星軌道攝動、衛星跟蹤衛星、衛星梯度測量等空間大地測量方法的基本原理、數學模型、現狀及發展趨勢、應用等內容。
　　《空間大地測量學》是供本科生和研究生使用的一本閤編教材。教師可根據課時數、教學大綱、前期課程等具體情況從中選擇閤適的內容使用。《空間大地測量學》也可作為測繪及相關專業、領域的教師和科研人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 傳統大地測量的局限性
1.1.1 定位時要求測站間保持通視
1.1.2 無法同時精確測定點的三維坐標
1.1.3 觀測受氣象條件的限製
1.1.4 難以避免某些係統誤差的影響
1.1.5 難以建立地心坐標係
1.2 空間大地測量的産生
1.2.1 時代對大地測量提齣的新要求
1.2.2 空間大地測量産生的可能性
1.3 空間大地測量的定義、任務及幾種主要技術
1.3.1 什麼是空間大地測量
1.3.2 空間大地測量的主要任務
1.3.3 幾種主要的空間大地測量技術

第2章 時間係統
2.1 相關的預備知識
2.1.1 有關時間的一些基本概念
2.1.2 天球的基本概念
2.1.3 時鍾的主要技術指標
2.2 恒星時和太陽時
2.2.1 恒星時(siderealTime，sT)
2.2.2 太陽時(solarTime，sT)
2.3 曆書時(EpIlemerisTime，ET)
2.4 原子時(AtomicTime，AT)
2.5 原子鍾
2.5.1 發展曆史
2.5.2 原子鍾的基本工作原理
2.5.3 原子鍾的分類
2.5.4 原子鍾的發展現狀及趨勢
2.6 脈衝星時
2.6.1 脈衝星
2.6.2 脈衝星時
2.7 相對論框架下的時間係統
2.8 時間傳遞
2.8.1 短波無綫電時號
2.8.2 長波無綫電時號
2.8.3 電視比對
2.8.4 搬運鍾法
2.8.5 利用衛星進行時間比對
2.8.6 電話和計算機授時
2.8.7 網絡時間戳服務(TimeStamp)，
2.9 空間大地測量中用到的一些長時間計時方法
2.9.1 曆法(Calendar)
2.9.2 儒略日與簡化儒略日

第3章 坐標係統
3.1 歲差
3.1.1 赤道歲差
3.1.2 黃道歲差
3.1.3 總歲差和歲差模型
3.1.4 歲差改正
3.2 章 動
3.2.1 章 動的基本概念
3.2.2 黃經章 動和交角章 動
3.3 極移
3.3.1 極移的發現
3.3.2 平均緯度、平均極和極坐標
3.3.3 極移的測定
3.3.4 極移的成分
3.4 天球坐標係
3.4.1 基本概念
3.4.2 瞬時天球赤道坐標係
3.4.3 平天球赤道坐標係
3.4.4 協議天球坐標係
3.4.5 國際天球參考框架(InternationalCelestialReferenceFFame，ICRF)
3.5 站心天球坐標係
3.5.1 歸心改正
3.5.2 坐標轉換
3.6 地球坐標係
3.6.1 參心坐標係和地心坐標係
3.6.2 地球坐標係的兩種常用形式
3.6.3 協議地球坐標(參考)係和協議地球坐標(參考)框架
3.6.4 國際地球參考係和國際地球參考框架
3.6.5 1984年世界大地坐標係
3.6.6 2000中國大地坐標係
3.7 國際地球參考係與地心天球參考係間的坐標
3.7.1 前言
3.7.2 天球中間極和無鏇轉原點
3.7.3 基於無鏇轉原點NRO的坐標轉換新方法
3.7.4 基於春分點的經典坐標轉換方法
3.7.5 計算軟件及計算步驟

第4章 VLBI原理及應用
4.1 射電天文學的誕生
4.1.1 大氣窗口
4.1.2 射電天文學的誕生
4.2 射電乾涉測量技術
4.2.1 聯綫乾涉測量技術
4.2.2 甚長基綫乾涉測量技術(VLBI)
4.2.3 空間甚長基綫乾涉測量技術(sVLBI)
4.2.4 實時VLBI?(eal—timeVLBI)
4.3 VLBI係統組成
4.3.1 天綫係統
4.3.2 接收機
4.3.3 數據記錄終端
4.3.4 氫原子鍾和時間同步
4.3.5 VLBI相關處理係統
4.4 VLBI測量原理及實施過程
4.4.1 VLBI測量原理
4.4.2 觀測準備和實施
4.4.3 VLBI數據處理的基本過程
4.5 數學物理模型
4.5.1 時間延遲和延遲率計算模型
4.5.2 颱站坐標和延遲觀測量改正模型
4.5.3 延遲和延遲率相對於參數的偏導數
4.5.4 卡爾曼濾波在VLBI參數解算中的應用
4.6 VLBI技術的應用

第5章 激光測衛和激光測月
5.1 引言
5.1.1 激光測距原理
5.1.2 激光測距係統
5.1.3 激光測距定軌原理
5.2 激光測衛
5.2.1 激光測衛中的觀測模型及其偏導數計算
5.2.2 激光測衛中的動力學模型及其偏導數計算
5.2.3 運動方程的積分
5.2.4 動力學偏導數
5.2.5 人衛激光測距技術的應用
5.3 激光測月
5.3.1 激光測月簡介
5.3.2 激光測月觀測方程
5.3.3 與月球相關的改正
5.3.4 激光測月技術的應用

第6章 衛星測高
6.1 引言
6.2 衛星測高基本原理
6.3 衛星測高誤差分析
6.3.1 衛星軌道誤差
6.3.2 環境誤差
6.3.3 儀器誤差
6.3.4 衛星測高誤差改正公式
6.4 測高衛星與數據預處理
6.4.1 GEOSAT
6.4.2 ERSl／2
6.4.3 ToDpex／Poseiden
6.4.4 GFO
6.4.5 JASON-1
6.4.6 ENVISAT-1
6.4.7 ICESat
6.5 衛星測高數據的基準統一與平差
6.5.1 測高數據的基準統
6.5.2 測高數據的平差方法
6.6 衛星測高技術的應用
6.6.1 大地測量學
6.6.2 地球物理學
6.6.3 海洋學
6.6.4 全球環境變化與監測
6.7 衛星測高技術的最新發展
6.7.1 衛星測高後續計劃
6.7.2 衛星測高概念計劃
……
第7章 重力衛星測量
7.1 引言
7.2 衛星重力測量原理
7.3 重力衛星與觀測數據精化技術
7.4 衛星重力測量的應用

第8章 衛星導航定位及脈衝星導航定位
8.1 多普勒測量與子午衛星係統
8.2 DORIS係統及其應用
8.3 以GPS為代錶的第二代衛星導航定位係統
8.4 脈衝星導航定位

精彩書摘

　　20世紀50年代，隨著生産力的迅猛發展、科學技術水平的不斷提高，有不少部門和領域對大地測量學提齣瞭一些新的要求，大地測量又麵臨著巨大的挑戰和新的發展機遇。
　　1.要求提供更精確的地心坐標
　　此前，國民經濟建設的各個部門，如水利、交通、地質、礦山以及城市規劃建設等部門和軍事部門、科研機構等主要關心的是在一個國傢或地區內點與點之間的相對關係，參心坐標並不影響這些部門的使用。20世紀50年代，隨著空間技術和遠程武器的齣現和發展，情況就有瞭很大的變化。我們知道，當人造衛星和彈道導彈人軌自由飛行後，其軌道為一橢圓（或橢圓中的一個弧段），該橢圓軌道的一個焦點位於地球質心上。隻有把坐標係的原點移至地心上，使其與橢圓的焦點重閤後，我們纔能在該坐標係中依據橢圓的幾何特性導得一係列計算公式，進行軌道計算。所以，利用衛星跟蹤站上的觀測值來定軌時，所給定的跟蹤站坐標必須是地心坐標。反之，利用衛星導航定位技術所測得的用戶坐標自然也屬地心坐標。如前所述，用傳統的經典大地測量方法來進行弧度測量和橢球定位後，所得到的參考橢球的中心與地心之間通常都會有數十米至數百米的差距，難以滿足空間技術的需要。據報道，射程為10000km的導彈，如發射點的坐標有100m的誤差，則落點會有1-2km的誤差，所以發射點的坐標也需采用地心坐標而不能直接采用參心坐標。
　　2.要求提供全球統一的坐標係
　　20世紀50年代以前，人們主要關心的是在一個國傢或地區內點的精確位置及其相互關係，這些問題可以在一個局部坐標係中加以解決。隻有遠距離的航空、航海項目纔會涉及不同坐標係間存在的差異問題，但由於這些應用項目對精度的要求不高，駕駛人員有足夠的時間來予以糾正，所以對建立統一坐標係的要求並不迫切。20世紀50年代後，情況就有瞭很大的變化，一些長距離高精度的應用項目紛紛齣現，迫切要求建立全球統一的坐標係。例如，為瞭準確確定衛星軌道，要求在全球布設許多衛星跟蹤站，這些跟蹤站的坐標必須屬同一坐標係，其觀測資料纔能進行統一處理。發射遠程彈道導彈時，發射點和彈著點的坐標應屬同一坐標係。測定闆塊運動時，也應該在統一的坐標係中進行。隨著信息時代的到來，人與人之間的聯係和交往也越來越密切，地球將變得“越來越小”，在全球範圍內建立統一坐標係的要求也越來越迫切。

前言/序言

　　空間大地測量學是整個大地測量學中最為活躍、發展最為迅速的一個分支。利用空間大地測量方法所求得的點位精度、地球定嚮參數（極移、日長變化等）的精度以及地球重力場模型的分辨率和精度都比以前有瞭極大的提高，有的提高幅度達幾個數量級，而且還具有測站間無需保持通視，可同時精確確定三維坐標等優點，從而導緻大地測量學經曆瞭一場劃時代的革命性的變革。目前，空間大地測量已成為建立和維持國際天球參考框架、國際地球參考框架以及測定它們之間的轉換參數、確定地球重力場的主要方法，已成為研究地殼形變和各種地球動力學現象、監測地質災害的主要手段之一，從而使大地測量處於各種地球科學分支學科的交匯處，成為推動地球科學發展的一個前沿學科，加強瞭大地測量學在地球科學中的戰略地位。
　　本教材可同時供本科生和研究生使用，任課教師可根據具體情況（如各校的培養目標、教學大綱、學時數及課程的銜接情況等）從中選取閤適的部分使用。全書共分8章，第1章介紹瞭傳統大地測量的局限性以及空間大地測量産生的必要性和可能性。第2章介紹瞭一些常用的時間係統，如世界時、曆書時、原子時和協調世界時以及將來可能使用的精度更高的脈衝星時，對原子鍾的工作原理、特性、現狀和發展趨勢也作瞭簡要介紹。本章還對空間大地測量中經常涉及的地球動力學時TDT（地球時TT）、太陽係質心動力學時。TDB、地心坐標時。TCG和質心坐標時TcB以及它們之間的轉換關係作瞭介紹。第3章在介紹歲差、章動、極移等現象的基礎上，對空間大地測量中經常涉及的天球坐標係（CRS）和地球坐標係（TRS）以及相應的參考框架進行瞭較為全麵的闡述，並對GCRS和ITRS之間的坐標轉換方法作瞭介紹和說明。第4章和第5章分彆介紹瞭甚長基綫乾涉測量（VLBI）以及激光測衛（sLR）和激光測月（LLR）的基本原理、數學模型、發展現狀和趨勢，以及它們在建立和維持全球和區域性的坐標框架，確定地球定嚮參數、地球重力場的低階項及萬有引力常數與地球質量的乘積等方麵的應用狀況。第6章和第7章則對利用衛星測高、衛星跟蹤衛星、衛星梯度測量和衛星軌道攝動等衛星重力學方法來反演地球重力場的基本原理、數學模型、觀測數據的精化以及當前進行的CHAMP、GRAcE、GOCE計劃作瞭較全麵的闡述。此外還對上述方法在大地測量、地球物理、海洋學研究、地震研究和預報、大氣探測和研究等方麵的應用狀況作瞭簡要介紹。第8章簡要介紹瞭子午衛星係統、全球定位係統和DORIs係統等衛星導航定位定軌係統的原理、特點、現狀、發展趨勢以及應用狀況；還對正在研究中的脈衝星導航技術作瞭簡要介紹。
　　本書第1、2、3、8章由李徵航教授編寫，第4章由魏二虎教授編寫，第5章由中國科學院測量與地球物理研究所的彭碧波研究員和魏二虎教授共同完成，第6、7章由王正濤副教授編寫，最後由李徵航教授負責統稿。
空間大地測量學/高等學校測繪工程係列教材·普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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