簡介
大地測量學根據德國著名大地測量學家F.R.Helmert的經典定義，它是一門量測和描繪地球表面的科學。它也包括確定地球重力場和海底地形。也就是研究和測定地球形狀、大小和地球重力場，以及測定地麵點幾何位置的學科。測繪學的一個分支。
大地測量學的任務
·確定地球形狀及其外部重力場及其隨時間的變化，建立統一的大地測量坐標系，研究地殼形變（包括地殼垂直升降及水平位移），測定極移以及海洋水面地形及其變化等。
·研究月球及太陽系行星的形狀及其重力場。
·建立和維持具有高科技水平的國家和全球的天文大地水平控制網和精密水準網以及海洋大地控制網，以滿足國民經濟和國防建設的需要。
·研究為獲得高精度測量成果的儀器和方法等。
·研究地球表面向橢球面或平面的投影數學變換及有關的大地測量計算。
·研究大規模、高精度和多類別的地面網、空間網及其聯合網的數學處理的理論和方法，測量資料庫建立及套用等。
大地測量學的分支
·幾何大地測量學亦即天文大地測量學：它的基本任務是確定地球的形狀和大小及確定地麵點的幾何位置。
·物理大地測量學也稱理論大地測量學：它的基本任務是用物理方法（重力測量）確定地球形狀及其外部重力場。
·空間大地測量學：主要研究人造地球衛星及其他空間探測器為代表的空間大地測量的理論，技術與方法。
大地測量學中測定地球大小，指測定地球橢球的大小；研究地球形狀，指研究大地水準面形狀；測定地麵點的幾何位置，指測定以地球橢球面為參考的地麵點位置。將地麵點沿法線方向投影於橢球面上，用投影點在橢球面上的大地經度、大地緯度表示點的水平位置，用地麵點至投影點的法線距離表示該點的大地高程。這點的幾何位置也可以用一個以地球質心為原點的空間直角坐標系中的三維坐標表示。大地測量工作為大規模的測制地形圖提供水平控制網和高程控制網；為開發礦山、興修水利、發展交通等經濟建設提供控制基礎；為發射飛彈和太空飛行器提供地麵點的精確坐標和地球重力場數據；為地球物理學、地球動力學、地震學的研究任務提供測量數據。簡史大地測量學歷史悠久。公元前3世紀，亞歷山大的埃拉托色尼利用在兩地觀測日影的方法，首次推算出地球子午圈的周長，也是弧度測量的初始形式。724年，中國唐代的南宮說等人在張遂（一行）指導下在今河南省境內實測了一條長約300千米的子午弧，並測同一時刻南北兩點的日影長度，推算出緯度1°的子午弧長。這是世界上第一次實測弧度測量。其他國家也相繼進行過類似的工作。17世紀以前，由於工具簡單，技術水平低，所得結果精度不高。1617年荷蘭W.斯涅耳首創三角測量法，克服了直接丈量距離的困難。隨後又有望遠鏡、水準器、測微器等的發明，測量儀器製造逐漸完善，精度提高，為大地測量學的發展奠定了技術基礎。17世紀末，英國I.牛頓和荷蘭C.惠更斯從力學觀點研究地球形狀，提出地球是兩極略扁的橢球體。1735～1741年法國科學院派兩支測量隊分別在赤道附近的秘魯和北極圈附近的拉普蘭進行弧度測量，證實地球是兩極略扁的橢球體。中國清代康熙年間為編制《皇輿全圖》，實施了大規模天文大地測量。這次測量中，發現高緯度的東北地區每度子午弧比低緯度的河北地區的要長，這個發現比法國早。1730年英國西森發明經緯儀，促進了三角測量的發展。1743年法國克萊羅發表了《地球形狀理論》，指出用重力測量精確求定地球扁率的方法。1806年法國的A.-M.勒讓德和1809年德國的C.F.高斯分別發表了最小二乘法理論，產生了測量平差法。1849年英國SirG.G.斯托克斯創立用重力測量成果研究水準面形狀的理論。1880年瑞典耶德林提出懸鏈線狀基線尺測量方法，繼而法國製成因瓦基線尺，使丈量距離的精度明顯提高。19世紀末和20世紀30年代，先後出現了擺儀和重力儀，使重力點數量大量增加，為研究地球形狀和地球重力場提供大量重力數據。1945年蘇聯的M.C.莫洛堅斯基提出，不需要任何歸算，可以直接利用地面重力測量數據嚴格求定地麵點到參考橢球面的大地高程，直接確定地球表面形狀，這一理論已被許多國家採用。20世紀40年代，電磁波測距儀的發明，克服了量距的困難，使導線測量、三邊測量得到重視和發展。1957年第一顆人造地球衛星發射成功後，產生了衛星大地測量學，使大地測量學發展到一個新階段。導航衛星都卜勒定位技術，能夠以±1米或更高的精度測定任一地麵點在全球大地坐標中的地心坐標。衛星雷達測高技術，可測定海洋大地水準面的起伏。新發展起來的衛星射電干涉測量技術，可以測定地面上相距幾十千米的兩點間的基線向量在全球坐標系三軸方向上的基線分量，即兩點間的3個坐標差。衛星大地測量學仍在發展中，具有很大的潛力。
分支大地測量學包括幾何大地測量學、物理大地測量學、衛星大地測量學、海洋大地測量學和動態大地測量學。幾何大地測量採用一個與地球外形最接近的鏇轉橢球代表地球形狀，用幾何方法測定它的形狀和大小，並以該橢球面為參考研究和測定大地水準面，以及建立大地坐標系，推算地麵點的幾何位置。物理大地測量用一個同全球平均海水面位能相等重力等位面即大地水準面代表地球的實際形狀，在地球表面進行重力測量，並用地面重力測量數據研究大地水準面相對於地球橢球面的起伏。衛星大地測量利用衛星在地球引力場中的軌道運動，從儘可能均勻分布在整個地球表面上的十幾個至幾十個跟蹤站，觀測至衛星瞬間位置的方向、距離或距離差，積累對不同高度不同傾角的衛星的長期（數年）觀測資料，可以綜合解算地球的幾何參數和物理參數，以及地面跟蹤站相對於地球質心的幾何位置。
相關詞條
側地衛星
