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一. 大地测量学在地学中的地位和作用
大地测量学是地学领域中的基础性学科,即为人类的活动提供地球空间信息的学科。社会经济的迅速发展,人口的增长,人类可利用的地球空间受到严峻的约束。获取地球空间信息,合理利用空间资源,已成为当前社会经济发展战略的重要环节。大地测量学与地球科学多个分支互相交叉渗透,还将为探索地球深层结构、动力学过程和力学机制服务。大地测量在地学中的作用可概括为下列五个方面:
( 1 )为人类活动提供地球信息。继续为国民经济建设和国防建设服务,扩大在各个领域中的作用,用于交通工具的自动导航,大型精密工程的规划和建设,海洋资源的开发等。
( 2 )在防灾减灾和救援活动中发挥日益增强的作用。为地震的预测提供监测信息,监测预报滑坡和泥石流,为预报厄尔尼诺现象提供信息。利用 GPS 定位技术结合卫星通讯建立灾难事件救援系统。
( 3 )在环境监测和保护等领域中发挥重要作用。监测极地冰盖和海平面的变化,给出森林面积缩小、草原蜕化、沙漠扩大、耕地面积减小等环境破坏的分布评估。
( 4 )探索地球物理现象的力学机制,获取表征地球运动和形变的参数,如板块运动的速率、固体潮的洛夫数、地壳形变的速度和加速度等。
( 5 )为空间技术和国防现代化建设提供重要保障,如地球重力场模型和精密地心参考框架等。
二. 我国国家天文大地网的布设情况
国家天文大地网(简称国家大地网)是在全国领土范围内,由互相联系的大地测量点(简称大地点)构成,大地点上设有固定标志,以便长期保存。
国家大地网采用逐级控制、分级布设的原则,分一、二、三、四等。主要由三角测量法布设,在西部困难地区采用导线测量法。 一等三角锁沿经线和纬线布设成纵横交叉的三角锁系,锁长 200 ~ 250 公里,构成许多锁环。一等三角锁内由近于等边的三角形组成,边长为 20 ~ 30 公里。二等三角测量有两植纪问剑恢质怯勺莺峤徊娴牧教醵等基本锁将一等锁环划分?4 个大致相等的部分,这 4 个空白部分用二等补充网填充,称纵横锁系布网方案。另一种是在一等锁环内布设全面二等三角网,称全面布网方案。二等基本锁的边长为 20 ~ 25 公里,二等网的平均边长为 13 公里。一等锁的两端和二等网的中间,都要测定起算边长、天文经纬度和方位角。所以国家一、二等网合称为天文大地网。我国天文大地网于 1951 年开始布设, 1961 年基本完成, 1975 年修补测工作全部结束,全网约有 5 万个大地点。
中国国家天文大地网规模之大、网形之佳和质量之优,在全世界居于前列;布设速度之快也是空前的,这是我国测绘界几代人艰苦奋斗的结果。
三. 我国水准网的建立情况
在全国领土范围内,由一系列按国家统一规范测定高程的水准点构成的网称为国家水准网。水准点上设有固定标志 , 以便长期保存 , 为国家各项建设和科学研究提供高程资料。
国家水准网按逐级控制、分级布设的原则分为一、二、三、四等。一等水准是国家高程控制的骨干,沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国,构成网状。一等水准路线全长为 93 000 多公里,包括 100 个闭合环,环的周长为 800 ~ 1500 公里。二等水准是国家高程控制网的全面基础 , 一般沿铁路、公路和河流布设。二等水准环线布设在一等水准环内,每个环的周长为 300 ~ 700 公里,全长为 137 000 多公里,包括 822 个闭合环。沿一、二等水准路线还要进行重力测量,提供重力改正数据。一、二等水准环线要定期复测,检查水准点的高程变化供研究地壳垂直运动用。一、二等水淮测量称为精密水准测量,三、四等水准直接为测制地形图和各项工程建设用。三等环不超过 300 公里;四等水准一般布设为附合在高等级水准点上的附合路线,其长度不超过 80 公里。全国各地地面点的高程,不论是高山、平原及江河湖面的高程都是根据国家水准网统一传算的。
四. 我国重力基本网的建立情况
为了在一个国家或地区内进行重力测量,以获取详细的地球重力场数据,必须建立国家重力控制网。重力控制网一般也采取逐级控制的原则,由基本重力点、一等重力点和二等重力点组成。网的基准是通过与国际重力系统联测,或与一个进行过精密绝对重力测量的点联测来确定。
1957 年我国在全国范围内建立了第一个国家重力控制网,由 21 个基本点和 82 个一等点组成,称为 1957 年重力基本网。该网与前苏联的三个重力基本点连测,属波茨坦重力系统,后来发现该系统有 +14 毫伽的常差。 1983 年后进行新的建网工作,基本网包括 6 个基准点、 46 个基本点和 5 个引点,共计 57 个基本重力点。网中北京、上海等点与东京、京都、巴黎、香港等重力点联测,属 1971 年国际重力基准网即 IGSN-71 系统。 1987 年起我国正式以该网的 57 个重力点作为重力起算点,称为 1985 国家重力基本网。
五. 我国使用的椭球
我国先后使用过两个参考椭球。 1954 年北京坐标系采用的是原苏联克拉索夫斯基椭球,其长半径 a =6 378 245 米,短半径 b=6 356 863 米,扁率 f=(a-b)/a=1:298.3 。 1980 年西安坐标系采用的是 1975 年国际大地测量学与地球物理学联合会第十六届大会上的推荐值, a=6 378 140 米 , b=6 356 755 米, f=1:298.257 。
六. 地球重力场
是地球的一种物理属性。表征地球内部、表面或外部各点所受地球重力作用的空间。根据地球重力场的分布,可以研究地球内部结构、地球形状以及对航天器的影响。
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