测绘11-3班 孙治俊 201101180323.ppt

坐标转换 测绘11-3班 孙治俊 201101180323 目录 一 天球-地球坐标系 二 天球坐标系之间的转换 三 地球坐标系与天球坐标系的转换 补充 坐标系换算?? 一：天球-地球坐标系 坐标参考系统：分为天球坐标系和地球坐标系。 ???? 天球坐标系：用于研究天体和人造卫星的 定位与运动。 ??? ?地球坐标系：　用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系两种形式。 ?二 ：三种坐标系（协议天球坐标系、瞬时平天球标系、瞬时真天球标系）之间的转换： ?1．协议天球坐标系转换到瞬时平天球坐标系 ????协议天球坐标系与瞬时平天球坐标系的差异是岁差导致的　Z　轴方向发生变化产生的，通过对协议天球坐标系的坐标轴旋转，就可以实现两者之间的坐标变换　。 ?????????? ?? P称为岁差旋转矩阵。称为岁差参数，计算公式为: 2．瞬时平天球坐标系转换到瞬时真天球坐标系 瞬时真天球坐标系是以时刻t的瞬时北天极和真春分点为参考建立的天球坐标系，它与瞬时平天球坐标系的差异主要是地球自转轴的章动造成的，两者之间的相互转换可以通过章动旋转矩阵来实现。 ?N称为章动旋转矩阵。分别为黄赤交角、交角章动和黄经章动，其含义如图所示： ???? 合并上述两式两式，可得： 下式 三：地固坐标系（地球坐标系） ?参心地固坐标系：以参考椭球为基准的坐标系，与地球体固连在一起且与地球同步运动，参考椭球的中心为原点的坐标系,又称为参心地固坐标系。 ????地心地固坐标系：以总地球椭球为基准的坐标系．与地球体固连在一起且与地球同步运动，地心为原点的坐标系,又称为地心地固坐标系。 ????特点：地面上点坐标在地固坐标系中不变（不考虑潮汐、板块运动），在天球坐标系中是变化的(地球自转)． 坐标系统是由坐标原点位置、坐标轴的指向和尺度所定义的，对于地固坐标系，坐标原点选在参考椭球中心或地心，坐标轴的指向具有一定的选择性，国际上通用的坐标系一般采用协议地极方向CTP)作为　Z　轴指向，因而称为协议(地固）坐标系。与其相对应坐标系瞬时地球坐标系称为瞬时(地固）坐标系． 1．协议地球坐标系与瞬时地球坐标系之间的转换　 协议地球坐标系与瞬时地球坐标系之间的差异是由于极移引起的，极移参数由国际地球自转服务组织IERS根据所属台站的观测资料推算得到并以公报形式发布，由此可以实现两种坐标系之间的相互变换。 ? 式中，为以CTP为指向的协议地球坐标，为观测历元t的瞬时地球坐标，M为极移旋转矩阵。 ?2．协议地球坐标系与协议天球坐标系之间的转换 ?协议地球坐标系与协议天球坐标系之间的转换可借助于瞬时地球坐标系与瞬时天球坐标系的指向相同来实现。对于观测瞬时t,可写出公式： 补充： 坐标系换算 两个直角坐标系进行相互变换的旋转角称为欧勒角，对于二维直角坐标系如图： ???? 三维空间直角坐标系的旋转 ??? O-X1Y1Z1和O-X2Y2Z2，通过三次旋转，可实现O-X1Y1Z1到O-X2Y2Z2的变换 ????????????? 令： ?化简为： 旋转矩阵 谢谢观赏 * * ? ?? ? ???? ???? ? ???? ?? ???? ? ???? ???? ? ????