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空间大地测量理论基础 第四章、几种常用的大地测量技术简介 内容纲要 ? 4.1 光学测量 4.2 大气窗口 4.3 无线电观测技术 4.1 光学测量 感光性是人类眼睛的天性，从远古时代，人类就开始用裸眼观看天体，明亮的月亮和闪烁的繁星曾让人们放飞无数个遐想，人们根据月面地貌所形成的朦胧画面编述了很多动人故事和美丽传说，至今广为流传。 1609年伽利略发明了第一架天文望远镜（后被称为伽利略望远镜），发现了月亮的环形山，亲手绘制了第一幅月面图,首次向世人展示月球的概貌。 4.1 光学测量 从此之后的300多年期间，人们一直致力于不断改进光学望远镜： 提高分辨率和观测精度 研究月球、行星、恒星的形状、结构和运行轨道，并制作了天体历表。 天文大地测量 4.1 光学测量 卫星摄影测量（人卫摄影观测） 测量效率提高的需要 摄影卫星的发射 被动卫星 主动卫星 卫星摄影仪的产生 弹道式摄影仪 天文式摄影仪 轨道式摄影仪 4.2 大气窗口 1、空间的电磁辐射波 19世纪以前，人们一直认为，从天上来到人间的唯一信息是天体发出的可见光，从来没有人想起过，天体还会送来眼睛看不见的“光”。 在十九世纪初，人们开始认识到在可见光之外还存在着人眼看不见的辐射。 1800年，英国天文学家赫歇耳在测量太阳光谱不同区域的温度时，发现光谱红端之外没有阳光地方的温度竟然比可见光之处的温度还高，他把这种热线称为“看不见的光线”，即“红外线”。 1801年，德国物理学家约翰·里特尔又发现了“紫外光”。 1870年，苏格兰物理学家麦克斯韦建立了一套完整的电磁学理论。 电磁场周期性的变化会产生“电磁辐射”-电磁波，电磁波具有比已经观测到的紫外线更短、比红外线更长的任意波长。 可见光是一种电磁波，它只占电磁波谱的很小一部分。 4.2 大气窗口 1、空间的电磁辐射波 至20世纪初，人们已经在地面实验室中发现了从波长短于0.01毫微米的γ射线到波长大于500毫米以上的无线电波整个电磁辐射的跨度。 它从短波端的γ射线开始，经过X射线，紫外线，可见光，红外线，直到越来越长的无线电波。 今天的天文学家拥有多种类型的天文望远镜，可以探测到天体在各个波段的电磁辐射信号，能更全面地认识和研究天体的性质，今天的天文学被称为全波段天文学。 以上试验和观测说明，宇宙中的各种天体会发出波长不同的电磁波信号。 4.2 大气窗口 2、大气窗口 但是，其中大部分信号在通过地球大气层时，被吸收而无法到达地面。而穿透大气到达地面的信号只有： 波长0.4～0.76μm的可见光， “可见光窗口”; 0.76～2.5μm的近红外谱段和3.5～4-2μm的中红外谱段,“红外窗口” 。 1924年，人们在测量电离层的高度时，发现波长短于60米的无线电波穿过电离层飞向太空，一去不返。大气向人们开一扇“无线电窗口”，波长范围：0.1cm-60m左右。 4.2 大气窗口 2、大气窗口 “可见光窗口”和“无线电窗口”称为大气窗口 。 4.3 无线电观测技术 1、射电观测技术 射电天文 VLA 连线干涉测量 VLBI VLBA 4.3 无线电观测技术 2、雷达、激光观测技术 SLR LLR 卫星测高 4.3 无线电观测技术 3、多普勒测量技术 TRANSIT DORIS 航空航天 4.3 无线电观测技术 4、码相位和载波相位测距技术 GPS GLONASS GALILEO BEIDOU …… * 内容纲要 4.1 光学测量 ? 4.2 大气窗口 4.3 无线电观测技术 内容纲要 4.1 光学测量 4.2 大气窗口 ? 4.3 无线电观测技术 D1(t1) D2(t2) D2-D1 S1(t1) S2(t2) * * *