1.內(nèi)容提要
本書為高等院校測繪工程系列教材，全書1~6章為天文測量篇，主要講述通過觀測天體（恒星）確定測站點的天文經(jīng)緯度和某一方向的天文方位角，內(nèi)容包括天文測量簡介、時間系統(tǒng)框架及其換算、天文觀測誤差分析、無線電時號與時間比對以及實用天文測量方法；全書7~12章為重力測量篇，主要講述利用重力測量儀器確定地面點的絕對重力（相對重力），進(jìn)而推求地球形狀及其外部重力場，內(nèi)容包括概述、重力測量原理、位理論基礎(chǔ)、正常重力場、確定大地水準(zhǔn)面及地球形狀的基本理論、地球重力場的應(yīng)用。同時附錄中還對衛(wèi)星重力、航空重力等新發(fā)展進(jìn)行了簡要介紹。
全書首次將天文學(xué)與重力學(xué)進(jìn)行綜合，簡化煩瑣公式推導(dǎo)，力求講清基本概念，把握脈絡(luò)通俗易懂，注重實用適當(dāng)拓展，可作為高等院校測繪類或相關(guān)專業(yè)本科生的教學(xué)用書，也可作為測繪導(dǎo)航、地質(zhì)礦產(chǎn)、地球物理等相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考用書。
2.目錄
上篇天文測量
第1章天文測量簡介2
1.1天文學(xué)發(fā)展簡史2
1.1.1天文學(xué)的定義2
1.1.2天文學(xué)的研究對象2
1.1.3天文學(xué)的分類4
1.1.4天文學(xué)的發(fā)展4
1.1.5天文學(xué)的研究意義6
1.2宇宙、地球與恒星7
1.2.1宇宙的概念7
1.2.2地球的運動8
1.2.3恒星的辨認(rèn)10
1.3天球的概念與表示方法11
1.3.1天球的概念11
1.3.2基本點、線（軸）、面12
1.4天文測量的任務(wù)與作用14
1.4.1天文測量的主要任務(wù)14
1.4.2天文測量的主要作用14
第2章天球坐標(biāo)系及各坐標(biāo)系間關(guān)系17
2.1天球坐標(biāo)系17
2.1.1天球上的參考點、圈17
2.1.2天球上的坐標(biāo)系18
2.1.3不同坐標(biāo)系統(tǒng)之間的關(guān)系19
2.1.4天球坐標(biāo)系統(tǒng)的類型19
2.2地球坐標(biāo)系20
2.2.1地球坐標(biāo)系的形式20
2.2.2地球坐標(biāo)系的其他形式22
2.2.3站心坐標(biāo)系內(nèi)的轉(zhuǎn)換關(guān)系22
2.3歲差與章動23
2.3.1歲差的概念23
2.3.2章動的概念24
2.3.3歲差與章動的影響24
2.3.4協(xié)議天球坐標(biāo)系及由來24
2.3.5極移的概念25
2.4坐標(biāo)系統(tǒng)間的關(guān)系及轉(zhuǎn)換26
2.4.1天球坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換26
2.4.2地球坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換28
2.4.3天球與地球之間坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換30 第3章時間系統(tǒng)及其換算33
3.1時間及其度量的基本概念33
3.1.1時間的重要意義33
3.1.2時間的含義33
3.1.3量度時間的基本方法34
3.1.4時間系統(tǒng)的建立34
3.1.5時間的基本單位34
3.2世界時系統(tǒng)34
3.2.1恒星時34
3.2.2太陽時35
3.2.3民用時36
3.2.4世界時36
3.2.5區(qū)時、北京時36
3.3力學(xué)時系統(tǒng)37
3.3.1歷書時37
3.3.2地球力學(xué)時38
3.3.3太陽系質(zhì)心力學(xué)時38
3.4原子時系統(tǒng)38
3.4.1原子時39
3.4.2國際原子時39
3.4.3協(xié)調(diào)世界時39
3.4.4GPS時間系統(tǒng)39
3.5常用的時間系統(tǒng)換算40
3.5.1平時與恒星時40
3.5.2國際原子時與GPS時41
3.5.3國際原子時與地球力學(xué)時41
3.5.4區(qū)時、世界時與地方時41第4章天文測量誤差分析42
4.1天文測量誤差來源42
4.1.1天文測量方法思路42
4.1.2天文測量中的主要誤差42
4.1.3恒星各種位置的含義43
4.2蒙氣差與誤差改正44
4.2.1蒙氣差及其影響44
4.2.2計算蒙氣差的近似公式和實用公式45
4.3視差與誤差改正46
4.3.1視差概念46
4.3.2視差的誤差改正46
4.4光行差與誤差影響48
4.4.1光行差概念48
4.4.2光行差的類型49
4.4.3光行差的誤差影響49 第5章無線電時號與時間比對50
5.1無線電時號的型式50
5.1.1無線電時號的定義50
5.1.2無線電時號的型式51
5.1.3傳統(tǒng)天文計時系統(tǒng)的工作原理52
5.2我國UT1和UTC短波時號的發(fā)播程序52
5.2.1國家授時中心建設(shè)回顧52
5.2.2陜西天文臺UT和UTC短波時號的發(fā)播程序53
5.2.3臺灣地區(qū)臺北BSF授時臺發(fā)播的短波BSF短波時號53
5.2.4兩種時號的對比分析53
5.3時號收錄與時間比對54
5.3.1基本概念54
5.3.2收時方法54
5.4鐘差與鐘速55
5.4.1鐘差55
5.4.2鐘速56
5.4.3鐘差的化算56
5.4.4鐘漂56 第6章實用天文測量58
6.1天體的視運動58
6.1.1天體的周日視運動58
6.1.2天體的周年視運動61
6.2天文經(jīng)度測量的原理與方法61
6.2.1天文經(jīng)度測量的原理62
6.2.2天文經(jīng)度測量的方法62
6.2.3評定天文經(jīng)度測量的精度66
6.3天文緯度測量的原理與方法67
6.3.1天頂距法測定天文緯度67
6.3.2中天法測定天文緯度69
6.3.3雙星等高法測定天文緯度70
6.4天文方位角測量的原理與方法71
6.4.1天文方位角測定的原理71
6.4.2北極星任意時角法測定方位角72
6.4.3太陽天頂距法測定方位角72
6.4.4儀器定向72
6.5同時測定經(jīng)緯度及方位角的原理與方法73
6.5.1等時角法測定經(jīng)緯度、方位角的原理73
6.5.2等時角法測定經(jīng)緯度、方位角的方法74
6.5.3等時角法測定經(jīng)緯度、方位角的特點74
上篇天文測量復(fù)習(xí)思考題76
下篇重力測量
第7章重力測量概述82
7.1重力測量學(xué)的內(nèi)容及任務(wù)82
7.1.1重力測量學(xué)的研究對象82
7.1.2重力測量學(xué)的任務(wù)83
7.1.3重力測量學(xué)的研究內(nèi)容83
7.2重力測量學(xué)的形成與發(fā)展85
7.2.1重力測量學(xué)的發(fā)展簡史85
7.2.2重力測量學(xué)的發(fā)展趨勢86
7.3重力測量與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系87
7.3.1與測繪學(xué)科的關(guān)系88
7.3.2與地球?qū)W科的關(guān)系88
7.3.3與國防和軍事學(xué)科的關(guān)系89
7.4重力測量的地位和作用89
7.4.1重力測量的地位90
7.4.2重力測量的作用90 第8章重力測量原理93
8.1重力與重力測量93
8.1.1重力的定義93
8.1.2重力測量的方式94
8.1.3重力測量的原理95
8.2動力法測定絕對重力95
8.2.1自由落體測絕對重力95
8.2.2振擺測定絕對重力98
8.3靜力法測定相對重力99
8.3.1基本原理99
8.3.2幾種重力儀測量原理99
8.3.3外界因素對重力儀的影響100
8.3.4重力儀的零點飄移102
8.3.5重力測量數(shù)據(jù)處理102
8.4重力測量儀器簡介103
8.4.1重力測量儀的分類103
8.4.2絕對重力儀104
8.4.3相對重力儀104
8.5重力基準(zhǔn)107
8.5.1國際重力基準(zhǔn)107
8.5.2我國的重力基準(zhǔn)108 第9章位理論基礎(chǔ)110
9.1引力及引力位110
9.1.1場與引力場110
9.1.2引力與引力位111
9.2典型形體的引力及引力位112
9.2.1均質(zhì)球面的引力位和引力112
9.2.2均質(zhì)球體的引力位和引力113
9.2.3均質(zhì)圓平面的引力位和引力114
9.2.4均質(zhì)圓柱體的引力位和引力115
9.3引力位的基本性質(zhì)116
9.3.1引力位是無窮遠(yuǎn)處的正則函數(shù)116
9.3.2質(zhì)面引力位的連續(xù)性及其一階導(dǎo)數(shù)的不連續(xù)性117
9.3.3質(zhì)體引力位及一階導(dǎo)數(shù)是處處連續(xù)的118
9.3.4引力位在吸引質(zhì)體外部滿足拉普拉斯方程118
9.3.5質(zhì)體引力位在質(zhì)體內(nèi)部滿足泊松方程119
9.4離心力位和重力位119
9.4.1離心力及離心力位119
9.4.2重力位120
9.5位理論邊值問題121
9.5.1邊值問題的引入121
9.5.2位理論邊值問題的定義122
9.5.3位理論邊值問題的分類122 第10章正常重力場123
10.1正常重力場的概念123
10.1.1正常重力場123
10.1.2確定正常重力場的方法123
10.2地球重力位的球函數(shù)展開式125
10.2.1矩相關(guān)概念125
10.2.2重力位展開式125
10.3確定正常重力場的Laplace方法和Stokes方法127
10.3.1Laplace方法128
10.3.2Stokes方法131
10.4正常重力公式132
10.4.1基本公式133
10.4.2卡西尼公式133
10.4.3赫爾默特公式133
10.4.4基于1980年國家大地坐標(biāo)系的正常重力公式133
10.4.5基于WGS 84世界大地坐標(biāo)系的正常重力公式134
10.5正常重力場的性質(zhì)134
10.5.1重力等位面及其性質(zhì)134
10.5.2正常重力場性質(zhì)135
10.5.3正常大地位的球函數(shù)展開136 第11章確定大地水準(zhǔn)面及地球形狀的基本理論137
11.1概述137
11.1.1大地水準(zhǔn)面及研究意義137
11.1.2斯托克司定理及問題138
11.1.3重力歸算及含義139
11.1.4莫洛金斯基方法研究地球形狀139
11.2擾動位的作用及重力測量基本微分方程139
11.2.1擾動位139
11.2.2大地水準(zhǔn)面差距139
11.2.3垂線偏差140
11.2.4重力測量基本微分方程140
11.2.5斯托克司邊值問題141
11.3大地水準(zhǔn)面上擾動位及擾動重力的求解141
11.3.1擾動位的求解142
11.3.2大地水準(zhǔn)面差距的求解143
11.3.3垂線偏差的求解144
11.3.4擾動重力的求解145
11.4重力歸算及重力異常147
11.4.1重力歸算的目的及基本要求147
11.4.2空間改正及空間重力異常147
11.4.3布格改正及布格重力異常148
11.4.4地形改正及經(jīng)地形改正后的重力異常150
11.4.5地殼均衡改正及均衡重力異常151
11.4.6各種重力歸算方法的比較原則152
11.5Moledensky方法確定地球形狀153
11.5.1幾個基本概念153
11.5.2Molodensky邊值問題154 第12章地球重力場的應(yīng)用156
12.1地球重力場與測繪科學(xué)156
12.1.1在經(jīng)典大地測量中的作用156
12.1.2在現(xiàn)代大地測量中的作用157
12.2地球重力場與地球科學(xué)160
12.2.1在研究地球內(nèi)部密度分布與結(jié)構(gòu)中的作用160
12.2.2在研究地球物理與地球動力學(xué)中的作用161
12.3地球重力場與軍事科學(xué)161
12.3.1在空間飛行器的軌道設(shè)計與軌道確定方面的作用161
12.3.2在提高陸基遠(yuǎn)程戰(zhàn)略武器與水下流動戰(zhàn)略武器的打擊精度方面的作用162
下篇重力測量復(fù)習(xí)思考題164 附錄1：球面三角基本公式167
附錄2：重力控制網(wǎng)實施概要175
附錄3：衛(wèi)星重力測量基本知識179
附錄4：航空重力測量簡介186 參考文獻(xiàn)190
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