第三章GPS原理与应用精要.ppt

WGS-84坐标系 （三） GPS坐标系 国际地球参考框架(ITRF) 北京54旧坐标系 西安80坐标系 * WGS-84椭球及其有关常数：WGS-84采用的椭球是国际大地测量与地球物理联合会第17届大会大地测量常数推荐值，其四个基本参数 WGS-84坐标系 WGS-84的定义：WGS-84是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系。 WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。它是一个地固坐标系。 * 长半径： a=6378137±2（m）； 地球引力常数： GM=3986005×108m3s-2±0.6×108m3s-2； 正常化二阶带谐系数： C20= -484.16685×10-6±1.3×10-9； J2=108263×10-8 地球自转角速度： ω=7292115×10-11rads-1±0.150×10-11rads-1 * 国际地球参考架 （ITRF） 国际地球参考架 (ITRF)是IERS (International Earth Rotation Service)制定，由全球数百个SLR、VLBI和GPS站所构成 –IGS精密星历 –Z轴指向CIO ，利用SLR、VLBI和GPS等 技术维持. –提供站坐标及速度场信息 * （1）椭球参数有较大误差。 1954年北京坐标系（BJ54） 坐标原点：前苏联的普尔科沃。 参考椭球：克拉索夫斯基椭球。 平差方法：分区分期局部平差。 存在的问题： * （2）参考椭球面与我国大地水准面存在着自西 向东明显的系统性倾斜。 （4）定向不明确。 （3）几何大地测量和物理大地测量应用的参考 面不统一。 坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。 参考椭球：1975年国际椭球。 1980年国家大地坐标系（GDZ80） 平差方法：天文大地网整体平差。 特点： （1）采用1975年国际椭球。 * （2）参心大地坐标系是在1954年北京坐标系基础上建立起来的。 （3）椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位。 （4）定向明确。 （5）大地原点地处我国中部。 （6）大地高程基准采用1956年黄海高程。 * （四） 时间系统 沙瓶 - Sandglass * 世界时（UT）：格林尼治零子午线处的民用时称为世界时。 时间系统的分类 力学时（DT）：根据天体动力学理论而来。 原子时（AT）：从1958年1月1日世界的零时开始启用。 GPS时（GPST）：由GPS星载原子钟和地面监控站原子钟组成 * 协调时（UTC）：将原子时的秒长和世界时的时刻结合。 第三部分 卫星运动基础及GPS卫星星历 概述 卫星的无摄运动 卫星的受摄运动 GPS卫星星历 * 轨道：卫星在空间运行的轨迹。 轨道参数：描述卫星位置及状态的参数；轨道参数 取决于卫星所受到的各种力的作用。 §3.1 概 述 一、卫星在空间的瞬时位置 * 卫星的受力情况： 地球的引力 日月引力 潮汐力 大气阻力 光压力 均质球体引力 非均匀球形部分引力 第一类力：地球的质心引力——中心引力 第二类力：摄动力——非中心引力，包括地球引 力场摄动力（地球非球形对称引起）、 日月引力、大气阻力、太阳光压、地球 潮汐力等。 * 无摄运动（二体问题）：仅考虑地球的质心引力 研究卫星相对于地球的运动。在天体力 学中，称之为二体问题。 无摄轨道：理想的卫星轨道。 受摄运动：在考虑第一类力（中心引力）的同时 也考虑第二类力（摄动力）的影响来 研究地球的运动。 受摄轨道：在受摄运动下所运行的轨迹。 二、卫星的运动 返回 * 卫星围绕着地球运行，作二体问题研究，必须满 足以下条件： ①必须在惯性系下考虑问题。