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测绘工程技术理论探究
Research on the Theory of Surveying and Mapping Engineering Technology

系中进行的。为了把这些观测数据归算到一个统一的大地坐标系统中去，必须知
道地球的大小、形状及其外部重力场。地球形状及外部重力场是地球坐标系统及
其实现的基础，高程测量最重要的参考面一大地水准面，是地球重力场的一个等

位面。因此，研究地球形状及外部重力场是大地测量学的一个重要的科学任务。
地球卫星轨道计算需要精密的重力场信息，地球重力场误差通过影响导航（定位）
卫星的定轨（星历）。从而影响卫星的定位精度。此外，对地球外部重力场及其

时间变化的分析，可以为地球动力学和其他地球物理学提供地球内部结构和状态
的信息。
物理大地测量的主要内容有：①研究地球形状及其外部重力场；②发展重
力场探测设备及探测方法；③研究利用地球重力场理论和信息解决大地测量科学

问题。

二、地球重力场

（一）重力与重力位

重力 g 是地球引力 F 和离心力 P 的合力（如图 2-3）。即：
g=F+P
式中，g 的方向为铅垂线方向，数值 g=|g| 狭义地简称为重力。
地球重力场通常是指地球重力作用的空间，在此空间中每一点所受的重力的

大小和方向只同该点的位置有关。

图 2-3 引力、离心力和重力

（二）大地水准面
地球外部重力等位面俗称水准面，但它并非几何曲面，而是一个近似于椭球
面的复杂曲面。其中，与静止状态海水面相重合的那个重力等位面称为大地水准

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