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粗码
coarse/acquisitioncode,C/Acode
又称捕获码。
全球定位系统卫星发播的一种用于发播粗略测距及快速捕获精码的伪随机噪声码。
由两个l0级反馈移位寄存器组合而产生,其码长短达1023比特(二进位数),易于捕获;
码元波长约293米,测量精度约达2.93米。
在全球定位系统定位中,需对C/A码进行搜索,若以每秒50码元的速度搜索,只需20.5秒便可搜索完毕而捕获到卫星而获得导航电文。
通过导航电文提供的信息、即很容易捕获P码。
大地测量
geodeticsurveying
用于解决大地测量学学科问题和在广大地区内为建立平面和高程控制网所进行的精密测量。
测量时,通常应顾及地球形状、大小和重力场因素。
它是建立国家和区域大地控制网的基本手段,也是地形测量和其他各种工程测量的基础工作,并为研究和测定地球形状和大小、空间目标坐标和方位,以及地壳变形等提供资料。
其平面控制网,一般用三角测量、三边测量、边角测量、精密导线测量和空间大地测量建立,并配合天文测量和重力测量,通常将观测结果归算到地球椭球面上,计算各点的大地坐标,最后通过地图投影换算为平面直角坐标,作为平面基本控制;
高程控制网,一般用水准测量建立,以测定各点的正常高,作为高程的基本控制。
大地测量学
geodesy
研究和确定地球及其他天体的整体形状、大小、重力场及其整体与局部运动和表面点的几何位置以及它们的各种动态变化的理论和技术的学科。
根据研究时所利用的观测量和研究的内容之不同,又有多个分支:
研究利用几何观测量的,称几何大地测量学;
研究利用重力加速度等物理观测量的,称物理大地测量学;
研究综合利用各种大地测量方法,解决基本理论问题的,称理论大地测量学;
研究地面大地控制网布设与施测理论和技术的,称应用大地测量学;
研究地球椭球体的数学性质、定位方法和大地坐标解算理论问题的,称椭球(面)大地测量学;
研究确定地球和其他天体的各种运动状态及其机制的,称动力大地测量学;
研究利用自然和人造天体作为观测对象或测量仪器载体的,称空间大地测量学;
研究利用人造地球卫星作为观测对象或测量仪器载体的,称卫星大地测量学;
研究利用恒星测定地面点水平位置和方位的,称天文大地测量学;
研究解决海洋领域问题的,称海洋大地测量学。
此外,还有月球大地测量学、行星大地测量学等分支学科。
大地基准
geodeticdatum
用作大地坐标系的基本参考依据和大地坐标计算的起算数据。
包括参考椭球参数和定位参数以及大地坐标的起算数据。
大地控制点
geodeticcontrolpoint
简称大地点。
在全国或某一地区布设的有统一等级精度标准大地坐标的控制点。
其平面坐标或高程由大地测量法求得。
大地体
geoidalbody
大地水准面所包围的形体。
它是地球的物理模型,接近于一个椭圆绕其短轴旋转而成的旋转椭球体。
因此在几何大地测量中,采用旋转椭球体去逼近大地体,而作为地球的几何形体。
大地线
geodesic
地球椭球面上连接两点的最短程曲线。
其上每点的密切面(无限接近的3个点所构成的平面)都包含此点的曲面法线。
因曲面法线互不相交,故为一条空间曲面曲线。
在球面上,大圆弧(球面上的法截线)是对应的大地线。
但在地球椭球体面上,除两点均位于大地子午线或纬线上外,大地线均位于它两个端点的正反法截线之间。
在椭球体面上进行测量计算时,应以两点问的大地线为依据,而在地面七测得的方向和距离等,应归算成相应于它的方向和距离等。
大地原点
geodeticorigin
用于归算参考椭球定位结果,作为建立国家水平控制网和进行观测元素归算及大地坐标计算的起算点。
是在国家测量控制网上选定一个适中的大地点K,并在此点上实施精密的大地天文测量和高程测量,获得此点的天文经度λk、天文纬度ψ。
和至某一相邻点的天文方位角αK及点的正高Hg,进而利用该点的垂线偏差的子午分量ζ与卯酉分量77。
以及大地水准面差距Ⅳ。
和椭球定向的3个旋转参数£。
、eλ、ez等6个参数值,即可得大地原点的大地经度LK、大地纬度B。
、至某一相邻点大地方位角AK和大地高日K,以此构成大地测量基准作为大地测量的起算数据。
中国的大地原点设在陕西省泾阳县永乐镇,定名为“中华人民共和国大地原点”。
大地坐标系
geodeticcoordinatesystem
是以地球椭球赤道面和大地起始子午面为起算面并依地球椭球面为参考面而建立的地球椭球面坐标系。
它是大地测量的基本坐标系,其大地经度L、大地纬度B和大地高H为此坐标系的3个坐标分量。
它包括地心大地坐标系和参心大地坐标系。
导航卫星全球定位系统
NavigationbySatelliteTimingandRanging-GlobalPositioningSystem(NAVSTARGPS)
简称全球定位系统(GPS)。
美国国防部研制建立用于在全球范围内进行全天候空间定位、导航和授时的卫星系统。
由GPS卫星组成的空间部分、若干地面站组成的控制部分、以接收机为主体的广大用户部分所组成。
空间部分由24(21+3)颗工作卫星均匀分布在倾角为550、高度为20200千米的6个轨道面上,以12个恒星时为周期运行,构成覆盖全球上空的GPS卫星星座,以保证在全球各处都能实时地观测到高度角超过l5。
、数量不少于4颗的工作卫星。
每颗卫星都实时地发播测距用的P码(精码)和C/A码(粗搜索码)以及包括卫星星历、电离层模型系数、状态信息、时间信息、星钟偏差和漂移信息等内容的导航电文。
控制部分包括:
1个主控站、5个监控站和3个注入站,负责全面监控此系统的工作和向卫星注入测距码与导航电文。
它主要为美国军方服务,用于飞机、导弹、舰艇和战车以及野外人员的导航与定位,还广泛用于包括测绘在内的各种民用领域中。
地心坐标系
geocentricCOOrdinatesystem
以地球质心(总椭球的几何中心)为原点的大地坐标系。
通常分为地心空间直角坐标系(以x,y,z为其坐标元素)和地心大地坐标系(以B,L,H为其坐标元素)。
电离层折射改正
correctionl'
ortheionosphericrefraction
对电磁波通过电离层时由于传播速度的变化及传播路线弯曲而产生的折射误差进行的改正。
电磁波在电离层中产生的各种延迟,都与其传播路径上的电子总量有关,而电离层中的电子密度将随太阳黑子的活动、地理位置的不同、季节的变化及时问(如白天与晚上的差异而产牛变化,且与电磁波传到天线的方位有关。
计算分析表明:
电离层延迟的影响在天顶方向可达50米,在水平方向可达150米。
可通过三条途径解决:
利用导航电文中提供的电离层模型加以改正,一般用于单频接收机,可将其影响减少75%;
使用双频接收机以减少电离层延迟,观测并经双频观测值改正后,伪距的残差可达厘米级;
采用两个观测站的同步观测量求差,可削弱其影响,如两地面点相距10千米以内,求差后测定的基线长度残差可达1×
10-6,但当基线较长时,电磁波通过电离层的传播路径的相似性较差,测定的基线长度残差仍将较大,故单频接收机仅用于l5千米以内的基线测量。
动态定位
kinematicpositioning
以确定与各观测历元相应的、运动中的、接收机载体的位置或轨迹的卫星定位。
定位时,至少应有l台接收机处于运动状态。
按定位元素不同分为:
①绝对动态定位,以确定运动中的单个接收机载体的三维地心坐标或轨迹为目的;
②相对动态定位,通过安置在运动载体上的接收机(称流动站)与安置在基准点上的接收机(称基准站)进行同步观测,经差分处理以获得流动站的位置或轨迹。
按观测数据处理时间不同分为:
①实时动态定位,运动中接收机载体的位置数据可实时获得;
②非实时动态定位,运动中接收机载体的位置数据不能实时获得,而必须经事后处理方可获得。
按接收机运动状态的不同又可分为:
①连续动态定位,指运动中接收机载体的位置数据是按规定的时间间隔、经自动观测而获得的;
②准动态定位,是流动的接收机依次在选定的一系列流动站上各观测若干时问后,再搬到下一站的动态定位。
对流层折射改正
correctionforthetroposphericrefraction
对电磁波通过对流层时由于传播速度的变化以及传播路线弯曲而产生的折射误差所进行的改正。
电磁波的对流层延迟与对流层的大气折射率和电磁波传播方向有关,而对流层大气折射率与大气压力、温度和湿度有关。
为减少对流层延迟可通过实测测区的气象资料,利用同时顾及了大气折射率和电磁波传播方向影响的对流层大气折光模型进行改正,可减少对流层延迟的92%~93%。
当基线较短、两个测站的气象条件一致且较稳定时,利用基线两端的同步观测进行相对定位,即可较好地减弱大气折光的影响。
多路径效应
multipatheffect
由于电磁波载波信号本身与受到障碍物反射的电磁波相叠加,而对定位精度产生影响的现象。
试验分析结果表明,它对全球定位系统定位精度的影响可达分米级。
为减少其影响,在安置天线时应尽量避开如水面、平坦光滑的地面、平整的建筑物等强反射物,并选用防多路径效应的天线。
俄罗斯全球导航卫星系统
GlobalOrbitingNavigationSatelliteSystem,Russian(GLONASS)
由前苏联研制并初步建立而由俄罗斯接替部署、在全球范围内应用的卫星导航和定位系统。
此系统的星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成,均匀分布在3个轨道平面上。
轨道面夹角为1200,倾角为64.8。
卫星离地高度19100千米,绕地运行周期约ll时15分。
反电子欺骗技术
anti-spoofing(As)
又称As技术。
美国国防部在全球定位系统中采用的对精码进行加密处理,防止对精码进行电子干扰和非特许用户对精码进行解码的限制性技术。
它是将P码与更加保密的w码进行模二相加而形成Y码,使得非授权用户无法接受L2频率(1227.60兆赫)的P码信号。
导致既不能用P码进行实时定位,又不能用P码和C/A码作相位测量进行联合解算。
惯性测量系统
inertialsurveyingsystem(Iss)
由加速度计、陀螺仪等惯性敏感元件和计算机组成,用于确定载体的空问位置和姿态,以及重力加速度或重力异常和垂线偏差等地球重力场参数的组合系统。
其核心足一个安装有精密陀螺仪的惯性平台。
将3个陀螺仪分别安置在惯性平台的3个相互正交的轴线上,利用其高速旋转具有的定向性即可确定南北、东西、上下三个轴线的方位;
在每个轴线上各安装一个具有高灵敏度的加速度计,测定轴向加速度分量。
当安置有此系统的载体(如汽车、飞机、潜艇等)沿预定方向前进时,与之连接的计算机将每隔l7毫秒沿每个轴向抽样一次加速度分量。
根据起始点的已知数据,用计算机对加速度分量进行关于时间t的二次积分,以获得待定点相对于起始点的三维坐标增量,进而推求待定点的各种大地和重力数据。
其精度可达到:
平面位置为±
30厘米,高程为±
l0厘米,垂线偏差分量为±
0.5”~±
0.7”,重力加速度为±
2×
米·
秒~。
它具有可在水下、地下、空中和隐蔽地区进行作业,以及灵活、速度快和不受大气折光及其他大气条件影响等优点。
可用于大陆架与海底的地形测量和重力加速度的测定、海上石油钻井平台的定位、确定航空物探的摄影中心以及矿山测量、冰川考察、地球物理勘探、地下管道埋设等方面。
缺点是价值昂贵、使用烦琐、维修较困难等。
广播星历
broadcastephemeris
定位卫星发播的无线电信号上载有预报一定时间内卫星根数的电文信息。
归心改正
correctionforthecentring
将具有测站点偏心或(和)照准点偏心的观测值,归化为控制点标志中心的观测值所施加的改正。
它包括测站点归心改正和照准点归心改正
国际协议习用原点
conventionalinternationalorigin(CIO)
根据国际纬度局的5个极移监测站在1900~1905年期间的观测数据所确定,并经国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)于1960年在赫尔辛基会议上决定采用的地球平均地极。
海军导航卫星系统
NavyNavigationSatelliteSystem(NNSS)
又称子午卫星系统。
美国海军利用多普勒频移测量技术,研制并建立的具有导航与定位功能的卫星系统。
20世纪60年代为北极星潜艇建立的卫星导航系统。
1967年7月29日美国政府宣布NNSS的部分电码解密后,它兼供民用船舶导航和陆地与海上定位。
整个系统包括子午卫星、地面跟踪站和用户接收机三部分。
6颗子午卫星分布在经差约30。
的6个轨道面上,接近圆形的轨道相对于赤道面的倾角约0,高度约950~l200千米,运行周期约107分,以保证在全球任何地点平均每隔l.5时可观测一次卫星通过。
20个地面跟踪站均匀地设置在全球各地,其中4个设置在美国。
接收机用户根据观测的卫星多普勒频移和计算的多普勒计数、卫星发播的广播星历和地面跟踪站事后提供的精密星历,进行导航或推求测站的地心坐标。
用户接收机分单频和双频两类:
前者精度较低,多用于导航;
后者精度较高,多用于定位。
此系统操作简便、定位迅速、精度高且可全天候作业,在全球定位系统技术出现之前其应用十分广泛。
缺点是不能连续和高动态作业。
弧度测量
arcmeasurement
测定地球形状和大小的一种方法。
在过去,是通过测定地面两点问的子午线弧长,再用天文测量测定这两点的纬度,由此推算出地球子午线的每度弧长,以确定地球的形状和大小。
早在中国唐代开元十二年(公元724年),在张遂(公元683~727年)的主持下,南宫说于河南省滑县、浚仪(今开封)、扶沟、上蔡问,直接丈量子午线弧长,并用圭表测定这几处夏至正午的日影长度,确定了影差一寸与南北距离的关系,这是世界上最早的一次弧度测量。
在近代,是综合利用天文、大地、重力和卫星测量的资料,已求出了更准确的地球椭球体的元素。
基线测量
baselinemeasurement
精确测定长度基线的长度或水平控制网中的起始边长的测量技术和方法。
过去采用因瓦基线尺对基线直接丈量,但在电磁波测距法获得发展之后,绝大部分用电磁波测距仪对基线直接进行测定。
基线尺
baselinetape
丈量三角网(锁)中基线长度或其他精密边长的一种测量工具。
其长度由国家认定的部门定期检定。
最初使用的基线尺是3米的木制杆尺,20世纪以来,大多采用因瓦基线尺。
但在精度要求较低的测距工作中,也用钢线尺或钢卷尺作为基线尺的。
基线向量解算
baselinevectorsolution
在卫星定位中,利用载波相位观测值或其差分观测值,求解两个同步观测的测站之间的基线向量坐标差的过程。
此前须进行数据预处理,剔除观测值中的粗差,即进行周跳的探测与修复。
由于待定测站的近似坐标相对于基站的精度较低而影响卫地距及传播时间的计算,须逐次迭代不断提高测站近似坐标精度,以修正卫星信号发射时刻及相应的星历坐标,使整周待定值趋近于整数以获得良好的基线向量成果。
有按单基线解算,和取用一测段内所有非基星相对于基星的双差观测值联合解算全部基线的两种方法。
目:
精码
precisecode,Pcode
全球定位系统卫星用于发播精密测距的伪随机噪声码。
由两个l2级反馈移位寄存器组合而产生,码序列很长,若以每秒50码元的速度搜索需l4×
105天。
因此,不可能直接对P码进行搜索,而是先捕获C/A码,将其作为引导码再捕获P码。
其码元波长约29.3米,测量精度可达0.29米,精度比C/A码高,故称。
精密导线测量
precisetraversing
精度达到相邻点位的相对中误差不超过1:
120000的导线测量。
一般指国家二等或二等以上的导线测量。
精密水准测量
preciseleveling
每千米水准测量高差中数的偶然中误差(M△)不超过l毫米的水准测量。
一般指国家二等或二等以上的水准测量。
精密星历
preciseephemeris
由若干卫星跟踪站的观测数据,经事后处理算得的供卫星精密定位等使用的卫星轨道信息。
静态定位
staticpositioning
将全球定位系统(GPS)接收机静置在固定测站上,观测数分钟至2小时或更长时间,以确定测站位置的卫星定位。
包括:
①绝对静态定位,系以确定单点的三维地心坐标为目的;
相对静态定位,是将两台或两台以上的GPS接收机安置在几个固定测站上进行同步观测,以求取测站点间基线向量;
②快速静态定位,是基于整周模糊度快速逼近技术,依靠计算方法的改进和相应的软件实现快速定位。
通常用双频接收机只需同步观测5~10分,单频接收机亦仅需l5分左右。
绝对定位
absolutepositioning
测定测站点的地球质心坐标的卫星定位。
为确定测站点在地心坐标系中的三维坐标,采用伪距测量和载波相位测量均可实现,但后者可达到比前者更高的精度。
克拉索夫斯基椭球
Krassovskyellipsoid
克拉索夫斯基于1940年提出的地球椭球,其长半径为6378245米,扁率为1/298.3。
跨河水准测量
river-crossingleveling
为跨越超过一般水准测量视线长度的障碍物(江河、湖泊、沟谷等)而采用特殊方法(倾斜螺旋法、经纬仪倾角法、光学测微法等)进行的水准测量。
快速定位
rapidpositioning
利用快速整周模糊度解算法原理所进行的卫星定位。
即利用在短基线上经短时问(≤20分)的GPS定位同步观测数据和初始的整周模糊度、精确的伪距观测值、基线向量解算协方差阵等已知的整周模糊度约束条件,快速确定整周模糊度的方法
全球导航卫星系统
GlobalNavigationSatelliteSystem(GNSS)
由欧洲空间局筹建的集GPS、GLOBASS以及低轨卫星为一体、在全球范围内应用的卫星导航和定位系统。
属于民用导航卫星系统,包括分布在赤道平面上的6颗同步卫星(GEO)和12颗高椭圆轨道(HEO)卫星的混合卫星星座。
甚长基线干涉测量
verylongbaselineinterferometry(Vl
.Bl)根据电磁波干涉原理,利用在多个测站上二安置的射电望远镜同步接收河外射电源发射的无线电信号,并进行测站间时间延迟干涉处理,以测定测站间相对位置及从测站到射电源的方向的测量技术和方法。
此为纯粹几何测量,具有作业速度快、能全天候观测的优点,故应用很广:
可用以控制、联测和校核国际或洲际的大地测量成果;
研究和测定地球板块运动和局部地壳形变;
在天文学方面,可用于宇宙射电源的精确定位和精细结构的研究,建立以射电源为基准的惯性参考系;
测定地球自转参数和基本天文常数;
以及研究地球自转的短周期变化规律等。
世界大地坐标系
worldgeodeticsystems4(WGSs4)
美国国防部为适应全球地图编制和空间技术发展的需要,利用全球观测数据,按综合法推算,建立的一种地球参考系和地心坐标系。
它有WGS60、WGS72、WGS84等。
是全球定位系统(GPS)的参考构架。
wGS84不仅给出了地球正常重力场的4个基本参数(a、03、GM、J,),还给出了展开到l80阶的位系数模型以及与一些地区的转换关系。
WGS84要求地球质心与圆点重合,2轴与地球自转轴一致,并通过协议地极(CTP)。
X轴通过国际时间局(BIH)定义的子午面。
水准原点
levelingorigin
用作国家高程控制网起算的水准测量基准点。
其高程由选定的验潮站根据验潮资料确定的多年平均海面作为基准面,经精密水准测量而获得。
根据l956年黄海高程系和l985国家高程基准确定的中国的水准原点在青岛市观象山。
天球参考系
referencesystemofcelestialsphere
以天球作为参考的准惯性参考系。
通常用恒星与行星星历表形式确定。
天文测量
astronomicalsurvey
通过观测太阳或其他恒星位置,以确定地面点的天文经度、天文纬度或两点间天文方位角的测量工作。
其结果可作为大地测量的起算或校核数据,以及在进行地质、地理调查和其他有关工作时作控制之用。
同步环
simultaneousobservationloop
在用全球定位系统(GPS)进行测量中,由3台或3台以上接收机,同时对同一组卫星进行观测(同步观测)所获得的基线向量所构成的闭合多边形。
理论上同步环中各GPS边的坐标增量闭合差应等于零,由于各台GPS接收机的观测并不能严格同步,和有可能存在其他的观测缺陷,将导致同步环闭合差并不等于零,但不能超过规定的限差。
若同步环闭合差较大,就表明观测或基线向量解算有严重失误;
同步环闭合差不超过限差,只能表明观测无严重失误和基线向量的解算合格,但并不足以表明观测值的高精度,因为只是采用了一组线性相关观测值的必然结果,与观测精度无关。
陀螺仪
gyro
为一绕对称轴作高速旋转(每秒旋转400周以上)的平衡体。
一旦作高速旋转即可获得巨大的角动量,并在惯性空间保持一定的方位。
陀螺仪具有三个基本特性:
定轴性,是在无任何外力矩作用下,不管装有陀螺仪的运载体如何运动,其转子轴将
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