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大地測量學 是在一定的時間與空間參考系中,測量和描繪地球形狀及其重力場 並監測其變化,為人類活動提供地球空間信息的一門學科,屬於地球科學 的一個分支,也是一切測繪科學技術的基礎。[ 1] :1 傳統的大地測量學又稱為經典大地測量學 ,德國 大地測量學家赫爾默特 將其表述為對地球表面進行測量和描繪的學科。現代大地測量學 則以空間測繪技術為主要特徵,研究空間精密定位的理論、技術與方法,擴展了經典大地測量學的研究範圍,並在空間與時間尺度、實時性、精度和學科融合等各個方面取得了突破。[ 2]
大地測量學起源於土地的劃分與地產的界定,其歷史可以追溯到古埃及 時代。
公元前240年,亞歷山大學者埃拉托斯特尼 進行了亞歷山大城 和賽尼城 (Syene,今亞斯文)間的大地測量工作。當日光直射賽尼城井底時,在亞歷山大城日光南偏7度12分,若假設日光彼此平行,則可估計地球周長為252.000古埃及尺。11世紀阿拉伯帝國 和紐倫堡 的測量儀器的發展對大地測量學的發展具有十分重要的意義,同樣重要的還有角度函數 的發現及荷蘭科學家威理博·斯涅爾 首創的三角測量 法。
從10年開始,通過精確的計算方法人們提高了地圖的精度。在1740年,由法國科學家進行通過對北歐城市拉普蘭 和科魯的大地測量,確定了地球橢球 的半徑,由此開始了大範圍的大地測量 。為了使不同的投影與大地測量的結果能夠更好的結合,高斯發展了平差計算 方法。它同樣能夠使局部地球參考系和全球參考系很好的統一。
大地測量學在19和20世紀的發展:
米制單位和格林威治起始子午圈的導入,由石英表和無線電技術發展而來的全球時間系統 。
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 建立及應用等。
大地測量學的一個特殊領域是海洋測量和河流的水文斷面的研究。
幾何大地測量學 (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面點的幾何位置。
橢球面大地測量學 (數學大地測量學,橢球幾何學):主要研究橢球上曲線的分析與計算,橢球曲面投影變換的數學理論。
空間大地測量學 :主要研究人造地球衛星及其他太空探測器為代表的空間大地測量的理論,技術與方法。
工程測量學 :工程建設和資源開發的勘測設計、施工、竣工、變形觀測和運營管理各階段中進行的各種測量工作的總稱。