GPS2第二章坐标系统和时间系统.pptx

第二章 坐标系统和时间系统; 为什么提出坐标系？ 描述物体运动，必须有参照物,为描述物 体运动而选择的所有参照物叫参照系（参考 系）。参照系是粗略的，不精确的，必须建 立坐标系。准确和完善的描述物体的运动， 观测的结果模拟及 表示或解释需要建立一个 坐标系统。; 怎样定义一个坐标系？ 坐标系固连在参照系上，且与参照系同 步运动。要完全定义一个三维空间直角坐标 系必须明确指出： ①坐标原点的位置。 ②三个坐标轴的指向。 ③长度单位。;; 为什么选用空间直角坐标系？ 任一点的空 间位置可由该点在三个坐标 面的投影（X，Y，Z）唯一地确定，通过坐 标平移、旋转和尺度转换，可以将一个点的 位置方便的从一个坐标系转换至另一个坐标 系。与某一空间直角坐标系所相应的大地坐 标系（B，L，H），只是坐标表现形式不 同，实质上是完全等价的，两者之间可相互 转化。; GPS定位采用坐标系： 在GPS定位测量中，采用两类坐标系， 即天球坐标系与地球坐标系，两坐标系的坐 标原点均在地球的质心，而坐标轴指向不 同。天球坐标系是一种惯性坐标系，其坐标 原点及各坐标轴指向在空间保持不变，用于 描述卫星运行位置和状态。地球坐标系随同 地球自转，可看作固定在地球上的坐标系， 用于描述地面观测站的位置。 ;§2.1 天球坐标系和地球坐标系;M;M; 对同一空间点，直角坐标系与其等效的球面坐标 系参数间有如下转换关系：;岁差：地球实际上不是一个理 想的球体，地球自转轴 方向不再保持不变，这 使春分点在黄道上产生 缓慢的西移，这种现象 在天文学中称为岁差。 ; 主要由日月引力 引起。太阳的影响 为月球影响的0.46， 太阳的质量是月球 的两千多万倍，为 什么月球对岁差的 影响反而更大呢？;; 章动的规律 章动的周期：18.6年 章动椭圆的长半轴：9.2″ ; 岁差章动的叠加效果; 瞬时天球坐标系：; 协议天球坐标系： 为了建立一个与惯性坐标系统相接近的坐标 系，人们通常选择某一??刻，作为标准历元，并将 此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时 春分点的方向，经过瞬时的岁差和章动改正后，分 别作为X轴和Z轴的指向，由此建立的坐标系称为协 议天球坐标系。;M; 协议天球坐标系; 地球空间直角坐标系的定义： 原点O：地球质心 Z轴：指向地球北极Pn X轴：指格林尼治子午 面与地球赤道的交点E Y轴：垂直于XOZ平面， 与X轴和Y轴构成 右手坐标系。;赤道平面; 任一地面点P在地球坐标系中的坐标，可表示为（X，Y，Z）或（B，L，H），两种坐标系之间的转换为： ; 地球的自转轴不仅受日、月引力作用而使其 在空间变化，而且还受地球内部质量不均匀影响 在地球内部运动。前者导致岁差和章动，后者导 致极移。; 地极移动在平面上的投影;注：极移的存在，致使地面点的坐标具有类似周期性 的变化，使用起来十分不便。; 协议地球坐标系（CTS）; 协议地球坐标系和瞬时地球坐标系之间的转换; 协议地球坐标系和协议天球坐标系之间的转换;三、站心赤道直角坐标系和站心地平直角坐标系;§2.2 WGS-84坐标系和我国的大地坐标系; 对应于 WGS-8大地坐标系有一个WGS-84椭球， 其常数采用 IAG和IUGG第 17届大会大地测量常数 的推荐值。 WGS-84椭球两个最常用的几何常数：;二、国家大地坐标系（参心坐标系）;BJ54坐标系的几何定义：;BJ54可归结为：　　a．属参心大地坐标系；　　b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数；　　c. 大地原点在原苏联的普尔科沃；　　d．采用多点定位法进行椭球定位；　　e．高程基准为 1956年青岛验潮站求出的黄海平 均海水面。 f．高程异常以原苏联 1955年大地水准面重新平差结果为起算数据。按我国天文水准路线推算而得 。　　自BJ54建立以来，在该坐标系内进行了许多地区的局部平差，其成果得到了广泛的应用。; C80是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。根据椭球定位的基本原理，在建立C80坐标系时有以下先决条件：（1）大地原点在