（4）区域性地球形状：按确定地球形状及其外部重力场的基本理论，采用局部地区的天文、大地和重力资料，将含有地球重力场影响的地面各种大地测量数据（如天文经纬度、方位角、水平角、高度角、距离和水准测量结果）归算到局部大地坐标系中，以此建立国家大地网和国家水准网。利用地面重力资料、卫星测高资料、卫星跟踪卫星数据及其他重力场信息，推求高精度高分辨率区域重力场和大地水准面模型。
（5）重力探测技术：研究获取地球重力场信息的技术和方法，包括地面重力测量、海洋重力测量、航空重力测量、卫星雷达测高、卫星跟踪卫星、卫星重力梯度测量等的技术原理和数据处理方法，以及其它新的重力场信息获取技术。
（6）地球重力场的地学解释：利用地球重力场信息研究地球的内部结构，解释某些地球动力学现象等。
4、主要应用领域
（1）测绘科学中的应用：各种大地测量数据（如天文经纬度、方位角、水平角、高度角、距离和水准测量结果）的归算；推求地球椭球或参考椭球的参数；建立全球高程基准；GPS测定正高（或正常高）；精密定位；卫星精密定轨等。
（2）相关地球科学中的应用：地球深部结构及海洋洋流变化、固体地球均衡响应、冰后回弹、地幔和岩石圈密度变化、地球物理勘探、海洋洋流和大气质量分布变化等。
（3）国防和军事中的应用：为建立高技术信息作战平台和现代军事技术提供高分辨率高精度地球重力场信息，应用于侦察低轨航天器轨道的设计和轨道确定、提高陆基远程战略武器的打击精度及生存能力、提高水下流动战略武器（潜艇载战略导弹）打击精度、对地观测卫星的精密定轨等。
思考题
1、物理大地测量学的主要任务是什么？ 2、为什么要研究和确定地球重力场？
第二章 重力测量原理
重点讲授重力的定义、利用自由落体原理测定绝对重力、静力法测定相对重力（弹簧重力仪的原理）、当前国际上及我国使用的重力基准及重力测量仪器。
1、重力的定义
万有引力：质量与质量之间的一种相互吸引力，简称为引力，即 离心力：设坐标系统绕z轴以角速度 转动，则Q点（x，y，z）的离心力为：
，离心力为惯性力，但不是物质力，其方向垂直于自转轴向外，
并且随该点到自转轴距离的增大而增大。
重力：
狭义定义： 地球所有质量对任一质点所产生的引力与该点相对于地球的平均角速度及平均地极的离心力之合力。 广义定义：宇宙间全部物质对任一质点所产生的引力和该点相对于地球的瞬时角速度及瞬时地极的离心力之合力。 重力的单位：
2、重力测量方式
（1）绝对重力测量：用仪器直接测定地面上某点的绝对重力值。地球表面上的绝对重力值约在978～983Gal。
（2）相对重力测量：用仪器测定地面上两点之间的重力差值。地球表面上的最大重力差约为5000mGal。
（3）固定台站重力测量：观测重力随时间的变化。 （4）流动站重力测量：观测重力随空间位置的变化。
3、重力测量原理
动力法：观测物体的运动状态以测定重力，可应用于绝对重力测量和相对重力测量。
静力法：它是观测物体受力平衡，量测物体平衡位置受重力变化而产生的位移来测定两点的重力差，该方法只能用于相对重力测量。
重力测量类型：陆地重力测量、海洋重力测量、航空（或机载）重力测量、卫星重力测量（地面跟踪观测卫星轨道摄动、卫星雷达测高、卫星跟踪卫星测量、卫星重力梯度测量）。
（1）自由落体测定绝对重力
自由落体的运动方程为：
这里是自由落体的下落距离；的下落时间；
是自由落体的起始高度；是从起始高度起算
是在起始高度上自由落体的下落初速度。
自由落体三位置法：
其中，，，
对称自由运动的方法（上抛法）：
重力与观测值和之间的精度关系：
对上式两边取对数微分可得，
应用误差传播定理，得
若要求，则按等影响原则，有
如果物体下落距离时间量测误差不超过
，下落时间
。
，则长度测量误差应不超过1微米，
（2）振摆测定绝对重力
按理论力学中的转动定理有：
其中为物理摆对固定轴的转动惯量；为物理摆的摆动角速度，即
减小；
，
这里负号表示偏角增加，角速度
。
物理摆的运动方程为：
为重力分量对固定轴的力矩，且
这里，称为改化摆长。
求解上述微分方程可得：
重力与观测值和之间的精度关系：
假定对的影响相等，并要求重精度为1mGal，即观测误差为：
，则摆动周期的允许
改化摆长的允许观测误差为：
也就是说，如果要求重力测量达到1mGal的精度，则当摆动周期为1s时，周期的观测误差不得超过微米。
；当改化摆长为1m时，其量测误差不得超过1
（3）振摆测定相对重力
或
这里，。
（4）静力法测定相对重力
垂直型弹簧重力仪：
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