大地测量学第2章专用课件.ppt

第2章　坐标系统与时间系统 2.1 地球的运转 2.2 时间系统 2.3 坐标系统 2.1　地球的运转 地球的运转可分为如下四类： 与银河系一起在宇宙中运动 在银河系内与太阳系一起旋转 与其他行星一起绕太阳旋转（公转或周年视运动） 绕其瞬时旋转轴旋传（自转或周日视运动） 上式称为广义弧度测量方程 特殊情况下： 大地原点和大地起算数据 大地原点也叫大地基准点或大地起算点，参考椭球参数和大地原点上的起算数据的确立是一个参心大地坐标系建成的标志. 1954年北京坐标系 1954年北京坐标系可以认为是前苏联1942年坐标系的延伸。它的原点不在北京，而在前苏联的普尔科沃。相应的椭球为克拉索夫斯基椭球。 1954年北京坐标系的缺限: ① 椭球参数有较大误差。 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的倾斜，在东 部地区大地水准面差距最大达+68m。 ③ 几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一。 ④ 定向不明确 。 1980年国家大地坐标系 特点是： ① 采用1975年国际大地测量与地球物理联合会 (IUGG) 第16届大会上推荐的4个椭球基本参数。 —地球椭球长半径 a=6 378 140m ， —地心引力常数 GM=3.986 005×1014 , —地球重力场二阶带球谐系数 J2=1.082 63×10-3 , —地球自转角速度 ω=7.292 115×10-5 rad/s 。 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。椭球短轴平行于地球质心指向地极原点 的方向，起始大 地子午面平行于我国起始天文子午面， 。 ⑤ 大地原点地处我国中部，位于西安市以北60 km 处的泾阳县永乐 镇，简称西安原点。 ? ⑥ 大地高程基准采用1956年黄海高程系。 1980大地坐标系建立的方法 按最小二乘法求: ，再进一步求大地原点的起算数据 平差后提供的大地点成果属于1980年西安坐标系，它和原1954年北京坐标系的成果是不同的。这个差异除了由于它们各属不同椭球与不同的椭球定位、定向外，还因为前者是经过整体平差，而后者只是作了局部平差。 不同坐标系统的控制点坐标可以通过一定的数学模型，在一定的精度范围内进行互相转换，使用时必须注意所用成果相应的坐标系统。 新1954年北京坐标系(BJ54新) 新1954年北京坐标系,是在GDZ80基础上，改变GDZ80相对应的IUGG1975椭球几何参数为克拉索夫斯基椭球参数，并将坐标原点 (椭球中心)平移,使坐标轴保持平行而建立起来的。 按 ，求解 BJ54新的特点 1.采用克拉索夫斯基椭球参数。 2.是综合GDZ80和BJ建立起来的参心坐标系。 3.采用多点定位，但椭球面与大地水准面在我国境内不是最佳拟合。 4.定向明确，坐标轴与GDZ80相平行，椭球短轴平行于地球质心， 指向1968.0地极原点的方向。 5.地原点与GDZ80相同，但大地起算数据不同。 6.高程基准采用1956年黄海高程系。 7.与BJ54相比，所采用的椭球参数相同，其定位相近，但定向不同。 按坐标原点的不同分类 地心坐标系 定义：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格 林尼治平均子午面与地球赤道的交点，Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。 地球北极是地心地固坐标系的基准指向点，地球北极点的变动将引起坐标轴方向的变化。基准指向点的指向不同，可分为瞬时地心坐标系与协议地心坐标系。 在大地测量中采用的地心地固坐标系大多采用协议地极原点CIO为指向点。 地心地固坐标系的建立方法 直接法:通过一定的观测资料(如天文、重力资料、卫星观测资料等)，直接求得点的地心坐标的方法，如天文重力法和卫星大地测量动力法等。 间接法:通过一定的资料(包括地心系统和参心系统的资料)，求得地心和参心坐标系之间的转换参数，然后按其转换参数和参心坐标，间接求得点的地心坐标的方法 WGS-84世界大地坐标系 WGS-84是CTS, 坐标系的原点是地球的质心，Z 轴指向 BIH1984.0 CTP方向，X轴指向 BIH1984.0零子午面和 CTP 赤道的交点，Y 轴和 Z、X 轴构成右手坐标系。 5个基本参数 ·a =6 378 137m ·e2=0.0066943799013 ·GM =3 986 005×108m3s-2 ·C2,0=-484.166 85×10-6 ·ω =