第一章绪论
本次课主要内容
1、大地测量学的定义和作用
2、大地测量学的学科体系和内容(重点)
3、大地测量学的发展简史与趋势(了解)
1、大地测量学的定义和作用
1.1大地测量学的定义
大地测量(geodesy)：是“测定和描绘地球表面的科学” 其主要任务是：测量和描绘地球并监测其变化，为人类活动提供关于地球的空间信息。
技术任务：精确确定地面点位及其变化 。
科学任务：研究地球重力场、地球形状和地球动力现象
1.2大地测量学的作用
测绘在国民经济各项建设和社会发展中，发挥着基础先行的重要保证作用 ，而大地测量技术是一切测绘科学技术的基础。
（1）在建立坐标参考框架方面的应用
（2）在建立坐标参考框架方面的应用
（3）在空间技术方面的应用
（4）在军事工程方面的应用
（5）在新型武器测绘保障方面的应用
2、大地测量学的学科体系和内容(重点)
2.1现代大地测量(三个基本分支) ：
几何大地测量学、物理大地测量学（理论大地测量学）、空间大地测量学
2.2现代大地测量的特征
（1）研究范围大（全球：如地球两极、海洋）；
（2）从静态到动态，从地球内部结构到动力过程；
（3）观测精度越高，相对精度达到10-8~10-9，绝对精度可到达毫米；
（4）测量与数据处理周期短，但数据处理越来越复杂
2.3大地测量学的学科体系---研究内容
（1）确定地球形状及外部重力场及其随时间的变化，建立统一的大地测量坐标系，研究地壳变、测定极移以及海洋水面地形及其变化等。
（2）研究月球及太阳系行星的形状及重力场。
（3）建立和维持国家和全球的天文大地水平控制网、工程控制网和精密水准网以及海洋大地控制网，以满足国民经济和国防建设的需要。
（4）研究为获得高精度测量成果的仪器和方法等。
（5）研究地球表面向椭球面或平面的投影数学变换及有关大地测量计算。
（6）研究大规模、高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数据处理的理论和方法，测量数据库建立及应用
3、大地测量学的发展简史与趋势
3.1大地测量学的发展简史
第一阶段——地球圆球阶段
公元前约前300年，亚历山大学者Eratosthenes首次用子午圈弧长测量法来估算地球半径。
第二阶段——地球椭球阶段
17世纪末至19世纪下半叶，人们把地球的认识推进到向两极略扁的椭球。
牛顿于1687年根据他建立的万有引力定律，经论证认为：在引力定律下，并绕一轴旋转的均质流体物质的均衡形状，是两极扁平的旋转椭球；重力加速度由赤道向两极与(地理纬度)成比例地增加。惠更斯也推导了地球的扁率。把地球质量集中在球心，扁率等于赤道处离心力与引力之比的一半。
人类进入了认识地球为旋转椭球的新阶段，几何大地测量学得到形成和发展，物理大地测量学开始奠定基础。
第三阶段——大地水准面阶段
19世纪下半叶至20世纪40年代，对椭球的认识发展到大地水准面包围的大地体。 提出了大地测量边值问题理论，新的椭球参数。
第四阶段——现代大地测量新时期
（1）距离测量的发展
1948年瑞典人贝尔斯特兰德研制成功世界上第一台光电测距仪；
（2）空间技术的发展
20世纪70年代卫星多普勒技术；海洋卫星雷达测高；激光卫星测距(SLR)等得到应用；全球导航卫星定位（GNSS）技术的发展
（3）控制网优化和测量平差理论的发展
20世纪60年代，荷兰学者巴尔达重新研究并提出了大地控制网质量标准问题，明确提出评价大地网质量的三项标准：精度、可靠性和经费。在精度标准中，提出准则矩阵的概念。
在70年代，德国学者格拉法伦德等提出了人们公认的控制网优化设计的四类分法，系统地引进了数学规划的解法，并引进了准则矩阵的建立等问题。最小二乘配置法综合了平差，滤波和推估，形成了广义的最小二乘法平差理论。
总之，革命性转变，主要体现在：
（1）从分离式一维和二维大地测量发展到三维和包括时间变量的四维大地测量；
（2）从测定静态刚性地球假设下的地球表面几何和重力场元素发展到监测研究非刚性（弹性、流变性）地球的动态变化；
（3）局部参考坐标系中的地区性（相对）大地测量发展到统一地心坐标系中的全球性（决定）大地测量；
（4）测量精度提高了2～3个量级。
3.2大地测量学的发展趋势
（1）以空间大地测量为主要标志的代大地测量学已经形成
（2）向地球科学基础性研究领域深入发展
（3）空间大地测量主导着学科未来的发展
（4）卫星导航定位技术扩展了大地测量学科的应用面
（5）地球重力场研究将致力于发展卫星和航空重力探测技术恢复高分辨率地球重力场
