《物理大地测量学》教学大纲.doc

《物理大地测量学》教学大纲《物理大地测量学》教学大纲《物理大地测量学》教学大纲《物理大地测量学》教学大纲课程代码：1400301课程负责人：李建成课程中文名称：物理大地测量学课程英文名称：PhysicalGeodesy课程类别：必修、选修课程学分数：2.5课程学时数：45授课对象：测绘工程专业/地球物理专业本课程的前导课程:大地测量学基础，数学物理方程教学目的通过对本课程的理论学习及实践教学，使学生掌握确定地球形状及外部重力场的基本知识、重力测量的作业模式及操作方法，为学生毕业后开展生产作业和相关科学研究打下坚实的基础。教学任务本课程的主要学科任务是研究地球形状及外部重力场，主要讲述物理大地测量学的发展过程，位理论基础知识，正常重力场的确定,重力归算,确定大地水准面的理论与方法，重力测量原理，高程系统；此外还介绍物理大地测量学中计算方法，卫星测高学和卫星重力学等内容。教学内容的结构及学时安排内容学时第一章绪论4第二章位理论基础4第三章地球重力场4第四章重力归算4课堂讨论2第五章确定大地水准面的理论与方法6第六章重力测量4第七章高程系统4第八章物理大地测量的计算方法4课堂讨论2第九章卫星测高学2第十章卫星重力学2复习3合计45模块教学任务概述重点讲授物理大地测量学的任务及学科内容，该课程与本专业其它课程、地球物理、地球动力学、海洋学等相关学科的关系，以及在国家经济建设、国防与军事建设中的地位和作用。位理论基础2。1引力及引力位2.2层、面、质体引力及其位2。3球谐函数2。4大地测量边值问题本章重点讲授引力及引力位的定义，质点引力位、质面（单层和双层)引力位、质体引力位，引力位的正则性、引力位及其一阶导数和二阶导数的连续性问题等；Laplace方程的求解方法，特殊函数勒让德函数的形式、性质、计算方法；三类大地测量边值问题的定义、Stokes定理。重力和重力位3。1重力和重力位3.2重力场的几何学3.3正常重力和正常重力位3.4扰动位和重力异常3.5改进的Poisson积分公式和Stokes公式3.6扰动位及其重力场参数的表达本章重点讲授重力位和离心力位的定义及性质；地球重力场的几何意义，大地水准面的曲率；引进地球正常重力场的目的意义及基本要求，正常重力和正常重力位的定义及性质，地球重力位的球函数展开式及其零阶项、一阶项和二阶项的物理意义,利用Laplace方法和Stokes方法确定地球正常重力场的基本原理及其结果，实用正常重力公式及正常重力场的基本性质。扰动位、重力异常及扰动重力的基本概念,物理大地测量的基本方程式；改进的Poisson积分公式和Stokes公式；扰动位及其函数的球谐级数展开式.重力归算4.1空间改正4。2布格归算4.3地形均衡理论4.4残差地形模型本章重点讲授各种重力归算方法（空间改正、布格改正、地形改正和均衡改正）的基本原理，两种地形均衡理论的原理和比较,残差地形模型的定义及其实用计算方法。课堂讨论回顾之前的授课内容，并集中对学生学习过程中遇到的问题展开讨论。确定大地水准面的理论和方法5.1概述5.2Stokes问题5.3Molodensky问题5。4Bjerhammar边值问题本章重点讲授几类确定大地水准面方法;Stokes问题的基本原理、前提和假设、解算方法及缺点;Molodensky问题的基本原理、相应的边值问题及与Stokes边值问题的比较,具体的小参数解算方法及解的形式;Bjerhammar问题的定义、基本条件、解算方法及其解的形式和内涵；重力测量原理6.1概述6。2重力测量方法6.3重力基准6.4重力仪操作简要讲授重力测量的基本原理和几种方法，包括动力法和静力法测定相对重力的原理;主要重力测量仪简介；重力基准。高程系统7。1高程基准7.2力高7。3正高7.4正常高7。5高程系统的比较本章重点讲授高程基准的概念，位基数、正高、正常高、力高的定义及其与水准测量高程之间的关系；各种高程系统中高程的计算方法以及几类高程系统间的相互比较；物理大地测量学中的计算方法8。1地球重力场的表达方法8。2傅立叶级数与傅立叶变换8.3积分卷积表达式的快速计算8。4级数表达式的快速计算8。5全球重力模型本章重点讲授地球重力场参量之间的相互关系及其具体表达形式；傅立叶级数与傅立叶变换的由来和基本原理,快速傅立叶变换在积分卷积表达式计算中的应用；物理大地测量中球谐级数表达式的快速计算方法（常规方法、格网分裂法、矩阵求和方法、快速傅立叶变换）；全球重力场模型基本概念、相关定义，模型的发展历史及其在地球科学、大地测量学及军事科学中的应用。课堂讨论重点讲授本课程布置习题的解算方法，分析学生在做习题中存在的问题,并对学生存在的问题展开讨论。卫星测高学9。1卫星测高构想的提出9。2卫星测高的发展9.3卫星测高的原理9。4海洋重力场反演理