Page 117 - 新时期测绘工程测量技术研究

/// 第三章 大地测量学概述 ///

引力位对被吸引点三个坐标方向的一阶导数等于引力在该方向上的分力。研究地
球形状可借助于研究等位面，研究重力场可借助于重力位的一阶导数。因此，位

函数把地球形状和重力场紧密地联系在一起了。
③地壳均衡学说的提出。英国的普拉特（J.H.Pratt）和艾黎（G.B.Aitry）几
乎在同时都提出了地壳均衡学说。虽然是两种不同的均衡模式，但它们都论证了
某一深度处的压力是相等的，地球的外层在未受到侵蚀和沉积作用的扰动时处于

均衡状态。根据地壳均衡学说导出均衡重力异常以用于重力归算。
④重力测量有了进展。设计和生产了用于绝对重力测量的可倒摆以及用于相
对重力测量的便携式摆仪，极大地推动了重力测量的发展。

在这一阶段，虽然大地测量学得到了很大发展，但将地球认为是椭球也暴露
了许多矛盾，比如作为外业测量的参考基准线是铅垂线，而横球面计算基准线则
是法线；铅垂线方向是物理的重力方向，而法线方向则是几何的垂直方向。重力
方向相对法线方向有偏差，即所谓垂线偏差，具有系统性质。地球表面每点的重

力及其方向都不相同，因此给测量结果带来的影响也不同。另外，地球表面是极
其复杂的自然地面，海底也不规则，因此地表不能用简单数学关系式来表达，只
能用控制点坐标来逐点描绘。但海水面占全球表面大部分，且比较规则，在某种
假设下，可认为海水面是重力等位面，并把它延伸到大陆下，得到一个遍及全球

的等位面。德国的李斯廷（J.B.Listing）于 1872 年，把它命名为大地水准面。从而，
人类认识地球形状又产生了一次飞跃，即将椭球面推进到大地水准面的新阶段。
（三）第三阶段：大地水准面阶段
几何大地测量学在这一阶段的进展主要体现在以下几个方面：

天文大地网的布设有了重大发展。当时全球有三个大规模天文大地网：
1800—1900 年施测的印度天文大地网，该一等三角领总长超过 2 万 km，其中

有由 4 个基本债构成的长约 6000 km 的基本锁，平均边长约 45 km，基线间距
700~1200 km。但天文点稀疏，没有拉普拉斯点可供使用，后来不得不加补测。
1911—1935 年施测的美国天文大地网，进行全长约 7 万 km 新一等三角镇，基

线平均间距 400 km，天文点间平均间距 150 km，拉普拉斯点平均间距 250 km。
1924—1950 年流测的苏联天文大地网，其中包含一等三角锁 7.5 万 km，在一等

锁交叉处都测量起始边及天文经度、纬度及方位角。这些天文大地控制网为完成
本身的科学技术任务作出重要贡献。

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