spContent=大地测量学是一门古老的学科。最早可追溯于古代弧度测量、天文观测，兴起于近代的水准测量、重力测量和边角测量。现代，以GNSS、VLBI、SLR和DORIS为代表的空间大地测量，以卫星重力、卫星测高为代表的物理大地测量给大地测量学注入了新鲜的血液，大地测量学的发展生机盎然、蓬勃向上。
作为测绘类各专业的专业基础课，本课程以测绘基准和测绘系统为主线，以测绘科学与技术学科发展的需要和工程实际应用为主导，结合大地测量的进展，展开讲授。为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
学习、掌握和运用大地测量学的理论、技术和方法，建立科学的测绘系统，提供精准的测绘基准，建设美好的智慧地球，一直是我们的目标。
战略支援部队信息工程大学乔书波教授及其教学团队，将带你学习测绘基准与大地控制网、大地水准面与高程系统、参考椭球面与大地坐标系、高斯投影与平面直角坐标系、大地坐标系的建立等知识，走进大地测量学基础的殿堂。
大地测量学是一门古老的学科。最早可追溯于古代弧度测量、天文观测，兴起于近代的水准测量、重力测量和边角测量。现代，以GNSS、VLBI、SLR和DORIS为代表的空间大地测量，以卫星重力、卫星测高为代表的物理大地测量给大地测量学注入了新鲜的血液，大地测量学的发展生机盎然、蓬勃向上。
作为测绘类各专业的专业基础课，本课程以测绘基准和测绘系统为主线，以测绘科学与技术学科发展的需要和工程实际应用为主导，结合大地测量的进展，展开讲授。为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
学习、掌握和运用大地测量学的理论、技术和方法，建立科学的测绘系统，提供精准的测绘基准，建设美好的智慧地球，一直是我们的目标。
战略支援部队信息工程大学乔书波教授及其教学团队，将带你学习测绘基准与大地控制网、大地水准面与高程系统、参考椭球面与大地坐标系、高斯投影与平面直角坐标系、大地坐标系的建立等知识，走进大地测量学基础的殿堂。
—— 课程团队
课程概述
《大地测量学基础》是测绘工程本科专业的一门必修专业基础课，着重阐述了大地测量学的基础理论、主要技术与方法，是从事测绘相关工作和科研人员必须掌握的基本知识和技能。对学生建立测绘基准（包括：大地基准、高程基准、重力基准）和测绘系统（包括：大地坐标系统、平面坐标系统、高程系统、地心坐标系统和重力测量系统）等测绘学科的基本概念，了解大地测量数据采集技术和大地控制网的建立技术，掌握大地测量学的基本理论、技术和方法，培养学生良好的业务作风，为进一步学习其他专业课打下坚实基础具有不可替代的重要作用和意义。
通过本课程的学习，要求学生理解大地测量学的基本概念，测绘基准和测绘系统的基本理论。对大地测量控制网的构成及规格有一个概念性的了解，理解大地控制网的作用、布设方案和建网方法。初步掌握地球重力场理论，明确各类高程系统的概念。熟悉地球椭球的有关数学性质，掌握地面边角元素与椭球面边角元素的换算方法。掌握高斯投影的基本原理和计算方法。理解大地坐标系的建立方法和我国的各种大地坐标系。熟悉主要常用公式的推导并学会使用这些公式。
本课程于2004年获评全军优秀网络课程一等奖，2008年获评国家精品课程，2013年获评国家精品资源共享课。2021年获评国家一流本科线上课程。教学团队2012年被评为河南省高等学校教学团队，团队成员获国家级讲课竞赛特等奖2项，一等奖一项。
授课目标
知识目标：掌握测绘基准和测绘系统的概念，理解地球几何形状和重力场的研究思路，理解各类坐标系统、高程系统的理论与方法，掌握不同坐标基准间的内在联系和转换方法，熟悉国际和国内常用空间基准的建立方法和建设进展，理解大地测量学对测绘工程、遥感科学与技术、导航工程、地理信息系统等相关学科的基础性支撑作用。
能力目标：深入理解大地测量作业生产的技术和方法，掌握大地测量数据处理理论及测绘基准与测绘系统的建立与维持的方法。能够利用各种数学工具和程序语言解决大地测量实际问题。具备融合相关专业知识从事时空基准信息融合变换的基本能力，具备从事时空基准应用的能力。
素质目标：善于运用大地测量的基本理论和方法发现、分析、处理、解决时空基准获取与服务中的实际问题。激发和培养学生热爱测绘事业的热情和情感，培养不怕困难、善于思考、勤于钻研的良好学风，树立科学探索精神和创新意识，培养出政治合格，专业素质过硬的新时代时空基准测绘人才。
课程大纲
第一章 绪论
课时目标：理解大地测量学的任务和作用，了解大地测量学的学科分类，了解大地测量学的发展简史与趋势。
1.1大地测量学的任务与作用
1.2 大地测量学的发展简史与趋势
第二章 大地测量数据采集技术
课时目标：了解大地测量各类野外观测仪器，理解角度、距离、天文经纬度和方位角、伪距、相位差、重力、时间延迟等观测量的定义。
2.1 地面边角测量
2.2 高程测量
2.3 空间大地测量
2.4 重力测量
第三章 测绘基准与大地控制网
课时目标：明确各类测绘基准的概念和建立方法，对三维控制网、水平控制网、高程控制网和重力网的构成有一个概念性的了解，理解大地网的布设方案和建网方法，对我国大地网的精度仅作一般性的了解。
3.1水平坐标基准与水平控制网
3.2高程基准与高程控制网
3.3三维坐标基准与卫星大地控制网
3.4重力基准与重力控制网
第四章 大地水准面与高程系统
课时目标：理解重力位、地球重力场模型、大地水准面、正常椭球、扰动位等基本概念；掌握大地高系统、正高系统、正常高系统、力高系统、重力位数系统的定义及其数学表达式，明确水准闭合环理论闭合差的产生原因。了解不同高程系统间相互转换的关系。通过本单元的学习，达到初步掌握地球重力场理论，理解高程基准和高程系统的目的。
4.1地球重力位与大地水准面
4.2正常椭球与正常重力
4.3高程系统
4.4不同高程系统间的关系及转换
第五章 参考椭球面与大地坐标系
课时目标：理解参考椭球、赫尔默特投影、毕兹特投影、大地坐标系、法截线曲率半径、平均曲率半径、子午线弧长、相对法截线、大地线、大地极坐标系、归化纬度等概念；学会以下公式的推导：大地坐标和大地空间直角坐标的互换公式、大地线微分方程、平行圈弧长公式、归化纬度与大地纬度的关系式；理解以下公式的推导思路：法线自椭球面至短轴和自椭球面至赤道的长度公式、卯酉圈曲率半径公式、子午圈曲率半径公式、平均曲率半径公式、子午线弧长公式、大地线克莱劳方程、按勒让德定理解算椭球面三角形的公式、垂线偏差改正公式、标高差改正公式、观测天顶距归算公式、斜距归算公式、垂线偏差公式、拉普拉斯方位角公式、贝塞耳大地问题正反解公式；掌握以下公式的实用计算：大地坐标和大地空间直角坐标的互换、三差改正计算、斜距归算、贝塞耳大地问题正反解。通过本单元的学习，理解椭球的数学性质，掌握以椭球面为基准的大地坐标计算、大地极坐标计算、大地元素归算等问题，并具备编程计算能力。
5.1 地球椭球
5.2 大地坐标系与大地空间坐标系间的关系
5.3 法截线与大地线
5.4 地面观测元素归算至椭球面
5.5大地坐标系与大地极坐标系的关系
第六章 高斯投影、UTM投影与平面直角坐标系
课时目标：理解投影变形、长度比、等量纬度、分带投影、邻带换算、坐标方位角、子午线收敛角、方向改正、距离改正等基本概念；学会方向改正近似公式、方向改正检核公式、坐标方位角计算公式的推导；理解柯西-黎曼微分方程、高斯投影正反算公式、高斯投影邻带换算、长度比公式、距离改正公式、平面子午线收敛角公式的推导思路；掌握高斯投影正反算公式的实用计算；理解横墨卡托投影计算公式。通过本单元的学习，掌握以平面为基准的大地测量元素的计算以及椭球面到平面的归算问题。
6.1 正形投影的一般条件
6.2 高斯投影的一般概念
6.3 高斯平面坐标系与大地坐标系的关系
6.4 椭球面与高斯平面边角元素的关系
6.5 UTM投影
第七章 大地坐标系的建立
课时目标：理解欧勒角、尺度比、大地起算数据、椭球定位、国际协议原点、协议地球参考系与协议地球参考框架等概念；学会布尔莎模型的推导；理解大地坐标微分公式的推导思路；明确椭球定位的条件和原理；理解地球参考系的建立原理；理解ITRF和WGS-84坐标系的定义和实现；明确我国1954年北京坐标系、1980西安坐标系、新1954年北京坐标系、1978年地心坐标系、1988年地心坐标系、2000中国大地坐标系的概况及建立原理。通过本单元的学习，掌握经典大地坐标系和现代大地坐标系的建立原理，明确国际上几种大地坐标系和我国已有的大地坐标系的概念。
7.1不同大地坐标系的转换
7.2椭球定位的经典方法
7.3协议地球参考系
7.4中国的大地坐标系
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预备知识
参考资料
1.吕志平、乔书波，大地测量学基础（第二版），测绘出版社，2016
2. Zhiping Lu， Yunying Qu，Shubo Qiao，Geodesy，Springer，2014
3. 张西光，吕志平，李健，曲云英，大地测量学基础（双语教程）， 测绘出版社，2011
4. 李健，张建军，丁辰，乔书波，控制测量学及其应用，测绘出版社，2018
5. 孔祥元等，大地测量学基础，武汉大学出版社，2002
