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第1章 大地测量学的起源和发展1

1.1 导言1

1.2 萌芽阶段的大地测量2

1.3 大地测量学科的形成5

1.3.1 概述5

1.3.2 观测工具的发展6

1.3.3 数学对大地测量学的促进作用11

第2章 几何大地测量学15

2.1 绪论15

2.2 大地天文学19

2.3 大地基准的建立21

2.4 建立国家大地控制网的基本原则24

2.5 水平角观测27

2.6 电磁波测距30

2.7 水准测量35

2.8 三角高程测量43

2.9 大地基准参数的求定50

2.10 测定大地水准面的天文水准法51

2.11 测定大地水准面的天文重力水准法53

第3章 物理大地测量学55

3.1 绪论55

3.2 位理论基础60

3.2.1 引力和引力位60

3.2.2 质体位62

3.2.3 单层位和双层位64

3.2.4 拉普拉斯方程和布桑方程66

3.2.5 格林公式67

3.2.6 球谐函数69

3.2.7 边值问题80

3.3 地球重力场84

3.3.1 重力和重力位84

3.3.2 水准面和垂线85

3.3.3 地球引力位的球谐函数展开式87

3.3.4 大地水准面90

3.3.5 斯托克斯定理91

3.3.6 地球的正常重力场92

3.3.7 扰动重力场94

3.3.8 重力异常、垂线偏差、大地水准面高与扰动位的关系99

3.3.9 球近似和T、N、△g的球谐函数展开式101

3.4 重力测量、重力归算和重力异常的推估104

3.4.1 概述104

3.4.2 绝对重力测量106

3.4.3 海底绝对重力仪和深拖海洋重力仪108

3.4.4 超导重力梯度仪109

3.4.5 机载重力测量110

3.4.6 重力参考系统112

3.4.7 重力控制网113

3.4.8 重力归算114

3.4.9 重力异常的推估121

3.5 推求地球形状及其外部重力场的理论和方法128

3.5.1 概述128

3.5.2 斯托克斯理论130

3.5.3 维宁·曼乃兹公式132

3.5.4 面积分的计算133

3.5.5 莫洛坚斯基理论136

3.5.6 布耶哈默尔方法141

第4章 空间大地测量的崛起和现代大地测量学的形成143

4.1 绪论143

4.2 现代大地测量学的应用领域147

4.2.1 概述147

4.2.2 利用GPS的机载地球物理测量148

4.2.3 星载GPS的科学应用150

4.2.4 交相辉映的空间大地测量150

4.2.5 卫星雷达测高的应用领域155

4.2.6 地球重力场的应用领域165

4.3 甚长基线干涉测量（VLBI）171

4.3.1 概述171

4.3.2 VLBI的几何原理176

4.3.3 VLBI系统的主要部件及其功能179

4.3.4 VLBI观测的实施182

4.3.5 天球参考标架和地球参考标架183

4.3.6 现状和展望186

4.4 月球和行星测量学188

4.4.1 绪论188

4.4.2 月心坐标系和月面控制网的建立189

4.4.3 月球重力场和其他参数的测定190

4.4.4 行星测量学191

4.5 现代大地测量学192

4.5.1 绪论192

4.5.2 现代大地测量学的基本任务194

4.5.3 现代大地测量学在地球科学中的作用195

4.6 中国大地测量的成就200

4.6.1 中国的天文大地网200

4.6.2 中国的国家水准网204

4.6.3 中国的国家重力基本网205

4.6.4 中国大地基准的建立和天文大地网的平差208

4.6.5 珠穆朗玛峰的高程测定210

4.7 伴随大地测量事业发展的学术研究213

4.8 测量平差法和误差理论的创新215

4.8.1 配合国家大地测量开展的理论研究成果215

4.8.2 精化测量平差法和误差理论的研究成果216

4.8.3 参与国际上重要大地测量理论问题的评议217

4.8.4 独创拟稳平差理论219

4.8.5 发展抗差估计理论221

第5章 卫星大地测量学225

5.1 绪论225

5.2 卫星运动理论227

5.2.1 卫星的无摄运动227

5.2.2 卫星的受摄运动233

5.2.3 地球引力场引起的摄动237

5.2.4 日月引力和地球潮汐引起的摄动240

5.2.5 大气阻力引起的摄动242

5.2.6 光压引起的摄动243

5.2.7 解卫星运动方程的数值法245

5.3 卫星大地测量的观测方法245

5.3.1 概述245

5.3.2 卫星大地测量几何法246

5.3.3 照相观测248

5.3.4 卫星激光测距（SLR）250

5.3.5 卫星多普勒测量253

5.3.6 美国海军导航卫星系统（NNSS）255

5.3.7 全球定位系统（GPS）256

5.3.8 GPS应用于气象学262

5.3.9 GPS引起的各国大地测量的新动向269

5.3.10 卫星雷达测高278

5.3.11 由卫星集成的多普勒定轨和无线电定位系统（DORIS）289

5.3.12 精密距离及其变率测量系统（PRARE）290

5.3.13 合成孔径雷达干涉测量（INSAR）290

5.4 全球地球重力场模型293

5.4.1 概述293

5.4.2 GEM重力场模型序列295

5.4.3 OSU重力场模型序列296

5.4.4 TEG重力场模型序列297

5.4.5 联合重力场JGM模型序列297

5.4.6 GRIM重力场模型序列298

5.4.7 EGM 96全球重力场模型298

第6章 动力大地测量学302

6.1 绪论302

6.2 地球构造306

6.2.1 地球内部306

6.2.2 地球大气309

6.2.3 地球表面的各种构造形态311

6.2.4 地壳均衡学说313

6.3 地球自转316

6.3.1 概述316

6.3.2 岁差和章动317

6.3.3 地球自转的理论基础318

6.3.4 影响地球自转的各种因素321

6.3.5 极移325

6.3.6 地球自转速度变化330

6.3.7 地球自转参数的测定333

6.4 固体潮337

6.4.1 概述337

6.4.2 平衡潮理论339

6.4.3 引潮力位340

6.4.4 洛夫数341

6.4.5 固体潮特征数及其观测342

6.4.6 固体潮观测的干扰因素343

6.4.7 数据处理343

6.5 板块大地构造学说344

6.5.1 概述344

6.5.2 板块构造运动348

6.5.3 全球板块分布模型350

6.5.4 全球板块运动模型357

6.6 地壳运动的监测362

6.6.1 概述362

6.6.2 由空间大地测量所得的现代板块运动365

6.6.3 地壳形变的监测366

6.6.4 GPS用于地壳形变监测368

6.6.5 常设GPS大地测量阵列370

6.6.6 陆地表层沉降的监测373

6.6.7 地壳应变分析374

6.6.8 现代地壳垂直运动的测定383

第7章 海洋大地测量学385

7.1 绪论385

7.2 海洋环境389

7.2.1 海洋自然环境389

7.2.2 声波在海水中的传播391

7.2.3 潮汐392

7.3 定位和导航397

7.3.1 概述397

7.3.2 RBN/DGPS助航系统398

7.3.3 船位推算导航系统399

7.3.4 声定位和导航系统401

7.4 海底大地控制网404

7.4.1 概述404

7.4.2 利用GPS建立海底大地控制网406

7.4.3 海洋上的划界410

7.5 海道测量411

7.5.1 概述411

7.5.2 声纳系统413

7.5.3 测深418

7.5.4 海底特征调查421

7.5.5 海道测量在其他方面的应用424

7.6 海洋地球物理测量和矿产资源开发426

7.6.1 概述426

7.6.2 海洋重力测量427

7.6.3 海洋测磁430

7.6.4 地震测量432

7.6.5 地质方法437

7.6.6 海洋大地测量用于矿业资源开发439

7.6.7 新能源甲烷水合物的发现及其开发前景445

第8章 面向减灾和环境监测的大地测量447

8.1 绪论447

8.2 火山活动及其监测450

8.2.1 概述450

8.2.2 大地测量用于地震和火山活动监测450

8.2.3 20世纪90年代的火山喷发453

8.2.4 火山喷发与航行安全456

8.2.5 减轻火山灾害的展望457

8.3 海啸458

8.3.1 海啸的成因458

8.3.2 海啸造成的灾难459

8.3.3 海啸的减灾措施460

8.4 全球海面长期上升趋势461

8.4.1 概述462

8.4.2 全球海面上升量的估计463

8.4.3 全球海面变化的监测464

8.5 厄尔尼诺现象467

8.5.1 概述467

8.5.2 大地测量在监测厄尔尼诺中的作用468

8.5.3 厄尔尼诺的预测470

外文缩写词表473

参考文献476