離心力位（離心力位）

簡介

地球重力場模型是描述地球重力場最有效的手段。所謂地球重力場模型，實際上就是地球引力位的系數(shù)模型，它將復雜的地球重力場用球諧函數(shù)的形式解析表達，能十分方便快速地表示和計算大地水準面、重力異常、垂線偏差、擾動重力和高程異常等任意擾動場元。

引力場

牛頓在經(jīng)典力學體系中使用萬有引力定律描述物體之間的引力作用，而這種相互作用的特殊性在于僅與物體的質(zhì)量和物體間距離相關(guān)。在萬有引力定律中，引力被描述為空間中任意兩個具有質(zhì)量的物體之間的點對點相互作用。而實際上，引力并不是兩個物體間實質(zhì)性的吸引相互作用力，而是一個物體所具有的物理性質(zhì)對另一個物體的運動產(chǎn)生的影響，這個物理性質(zhì)同時也是一個物理量，能夠用定量的理論來進行刻畫和描述，這就是引力場理論。

在場論提出前，物理學家把粒子的相互作用看成是某種東西越過粒子之間的距離而直接作用于粒子——即所謂的超距作用。場論最先是由詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在19世紀提出來描述電磁現(xiàn)象的，與之前不同的就是，場論認為作用都是局部現(xiàn)象，每個粒子在其自身所在地點與場發(fā)生相互作用。20世紀初阿爾伯特·愛因斯坦發(fā)展了他的引力場論，即廣義相對論。愛因斯坦認為空間是物質(zhì)所具有的一種屬性，而在具有質(zhì)量的物質(zhì)附近，空間是彎曲的，而黎曼幾何被成功的應用于廣義相對論中，用來將彎曲的空間幾何化，并能夠?qū)σ龅睦碚撁枋鼍_定量化。廣義相對論的理論體系建立之后，科學家通過對天文現(xiàn)象的觀測驗證了其有效性和準確性。

地球自轉(zhuǎn)的影響

地球自轉(zhuǎn)是地球的一種重要運動形式，由于受到外部天體（主要是月球和太陽）的影響，同時由于地球本身（包括大氣、海洋和固體地球）各種復雜的物態(tài)和運動形式的影響，地球自轉(zhuǎn)呈現(xiàn)出極其復雜的規(guī)律。對地球自轉(zhuǎn)規(guī)律的研究一直是天文學和地球科學相互交叉滲透的邊緣課題，關(guān)于地球自轉(zhuǎn)仍有很多懸而未決的問題，吸引著眾多學者關(guān)注。

潮汐是在地球參考系（TRF）中，即在地球表面上測定的，它不僅受到日月和其它行星的引力作用，而且還涉及到一個重要的慣性力的貢獻，也就是地球外殼并不構(gòu)成一個慣性系。除了由于地球表面的潮汐位移引起的相對加速度外，還存在由于參考系的旋轉(zhuǎn)引起的Cori-olis力和離心力。近代地球潮汐理論認為地球是均勻旋轉(zhuǎn)的，而由于極移和日長變化引起的附加效應一般被忽略了。

由于地球是一個彈性體，它在自轉(zhuǎn)離心力的作用下會產(chǎn)生形變，伴隨形變產(chǎn)生的地球體積和密度分布的改變將引起一個形變附加位。這個形變附加位不僅導致彈性地球固體表面發(fā)生形變，還會引起地球外部引力場和重力場的變化。根據(jù)理論力學中的慣性系和轉(zhuǎn)動參考系的基本概念，可以導出由于地球自轉(zhuǎn)慣性離心力引起的一系列天文地球動力學效應。

詳細討論了地球自轉(zhuǎn)的天文地球動力學效應、地極移動和日長變化導致地球引力位系數(shù)產(chǎn)生時變特性并引起重力的攝動。根據(jù)理論力學的基本概念，導出了由于地球自轉(zhuǎn)變化引起的地球引力位系數(shù)變化、重力攝動、垂線偏差和地球形變的表達式，并定量地研究了極移和日長變化對測站重力觀測值和地球形變的影響。建議在高精度的空間大地測量中要顧及到地球自轉(zhuǎn)變化引起的一系列效應。