衛星大地測量學

　　研究利用人造地球衛星進行地麵點定位以及測定地球形狀、大小和地球重力場的理論和方法的學科。大地測量學的分支。

　　簡史　1957年人造地球衛星的出現，給大地測量帶來瞭巨大變革。1958年僅根據對蘇聯“人造地球衛星”2號幾個星期目視觀測資料，就推得較準確的地球扁率為1∶298.24。1959年又按“先鋒”1號衛星的觀測資料，進一步推知地球的南、北半球不對稱，大地水準面在北極處隆起約10米米，南極處下陷約20米。這兩項成就說明衛星大地測量學可以解決常規大地測量長期面臨的難題。20世紀60年代，按人造地球衛星的觀測數據求出較精確的地球引力場模型和分辨率達幾百千米的大地水準面起伏。70年代，子午衛星多普勒觀測技術的廣泛應用，測定遍及全球的地面站的地心坐標；激光對衛星測距達到厘米級的精度，並制成流動式激光測距儀，可以測定地面站精確位置、極移和地球自轉的短周期變化；利用“吉奧斯”3號衛星的星載雷達測高技術，首次成功地測定瞭海洋表面形狀，從而可以較精確地推求全球大地水準面。80年代起，全球定位系統等衛星導航定位系統的建立和發展，使人們能在短時間內在全球任意空間尺度上以10⁻⁶～10⁻⁹的相對精度進行定位，從根本上突破瞭傳統大地測量的時空局限性。

　　衛星大地測量方法　衛星大地測量可快速而精確地獲取全球性觀測資料，具有全天候、自動化等優點，日益成為現代大地測量的主要方法和手段。在原理上分為幾何法和動力法。

　　衛星大地測量幾何法　這種方法不涉及衛星的軌道運動，將衛星(S₁、S₂、S₃)作為高空觀測目標，由幾個地面站(A、B、C)同步觀測，即可按三維三角測量法計算這些站的相對位置，實現遠距離的大地聯測（見圖）。

衛星大地測量幾何法示意圖

　　20世紀60年代，很多國傢曾用幾何法建立空間三角網和地面三角網的洲際聯測。其中規模較大的是美國國傢大地測量局主持的世界人造衛星三角網聯測。它包括分佈在全球的45個測站，網點間的距離4 000～4 500千米，網的長度因子由長1 200～3 500千米的7條地面基線提供。這些基線分別位於北美、歐洲、非洲和澳大利亞，用電磁波測距儀測量。整個網經過平差後，點的坐標的中誤差平均±4.7米，網的平均長度相對誤差±5×10⁻⁷。

　　衛星大地測量動力法　利用衛星距地球較近的特點，將它作為地球引力場的敏感器進行軌道攝動觀測，就可推求地球形狀和引力場參數，同時可以精確計算衛星軌道和確定地面站的坐標；而且，衛星沿著以地球質心為其焦點之一的橢圓軌道運行，所以這樣測定的地面站坐標是相對於地球質心的絕對位置。地球引力、大氣阻力、日月引力、太陽光壓、地球潮汐（海潮、固體潮和大氣潮）等對衛星軌道都有影響，研究和測定衛星軌道在這些影響之下的變化，是衛星大地測量動力法的基礎。

　　主要技術和手段　包括全球定位系統、甚長基線幹涉測量、激光測衛、衛星重力測量等。