卫星大地测量基础(学时)分解课件.pptVIP

卫星定位技术与应用黄张裕河海大学测绘科学与工程系*返回

Chapter2卫星大地测量基础1卫星大地测量的内容与技术2卫星大地测量中的坐标系3卫星大地测量中的时间系统4GPS卫星在地球质心中心引力下的运动5二体问题和多体问题6卫星受摄运动

§2-1卫星大地测量的内容和技术卫星大地测量学：研究利用人造地球卫星解决大地测量学问题，利用空间技术手段进行区域或全球大地测量的学科。

一、卫星大地测量的基本内容：（1）建立和维持全球和区域性大地测量系统与大地测量框架（2）快速、精确测定全球、区域或局部空间点的三维位置和相互位置关系（3）利用地面站观测数据确定大地测量卫星的轨道（4）探测地球重力场及其时间变化，测定地球潮汐（5）监测和研究地球动力学（地球自转、极移、全球变化等）（6）监测和研究电离层、对流层、海洋环流、海平面变化、冰川、冰原的时间变化

二、卫星大地测量的技术（1）卫星地面跟踪观测技术（2）卫星对地观测技术（3）卫星对卫星观测技术

三、几种现代卫量测量技术1、甚长基线干涉测量VLBI：VeryLongBaselineInterferometry甚长基线干涉测量是一种接收河外射电源发出的波，来进行射电干涉测量的技术，产生于20世纪60年代末。适用于测定极移、日长、全球板块运动和区域构造运动的空间大地测量技术。整个系统非常庞大，造价昂贵，只适用于固定台站。

甚长基线干涉测量基本原理在相距甚远（数百公里至数千公里）的两个测站上，各安置一架射电望远镜，同时观测银河外同一射电源信号，分别记录射电微波噪声信号，通过对两个测站所记录的射电信号进行相关处理（干涉），求得同一射电信号波到两个测站得时间差，解算出测站间得距离，称为基线长度。

2、全球定位系统(GPS：GlobalPositioningSystem)全球卫星定位系统是利用在空间飞行的卫星不断向地面广播发送某种频率并加载了某些特殊定位信息的无线电信号来实现定位测量的定位系统。卫星导航定位的基本作用是向各类用户和运动平台实时提供准确、连续的位置、速度和时间信息。

3、卫星激光测距(SLR：SatelliteLaserRanging)p是目前精度最高的绝对定位技术p在定义全球地心参考框架，精确测定地球自转参数，确定全球重力场低阶模型，监测地球重力场长波时变，以及精密定轨，校正钟差等都要重要作用p把反射镜安置在卫星上，在地面点上安置激光测距仪，对卫星测距，称为地基激光测距系统p把激光测距仪安置在卫星上，地面上安置反射镜，组成空基激光测地系统

卫星激光测距基本原理用安置在地面测站上的激光测距仪向配备了后向反射棱镜的激光卫星发射激光脉冲信号，该信号被棱镜反射后返回测站，精确测定信号往返传播的时间，进而求出观测瞬间从仪器中心至卫星质心间距离的方法。

卫星激光测距（SLR）重要应用：l精密测定地心绝对坐标；l建立全球或区域地心参考框架；l测定低频地球重力场参数；l测定地球质心的变化；l监测板块运动；l监测地球自转参数及变化；l测定海潮波参数（震幅和初相）；l激光测月测定地心引力常数。

4、卫星雷达测高(SA：SatelliteRadarAltimetry)u通过SLR、GPS等手段精确确定测高卫星的运行轨道，同时又利用安置在卫星上的雷达测高仪测定至瞬时海水面间的垂直距离来测定地球重力场，研究海洋学、地球物理学中的各种物理现象的方法和技术。u是目前研究和监测海洋环流与中尺度海洋现象及其动力环境的重要手段之一。

卫星雷达测高基本原理从卫星上安装的测高仪垂直向地球表面发射电脉冲，这些脉冲被海面垂直反射至卫星，于是根据脉冲往返行程的时间，推求卫星对于瞬时海面的高度。

卫星雷达测高(SA)主要应用：（1）利用卫星测高方法可以实际测定海洋区域的大地水准面；（2）在海洋中大地水准面的形状与海底地形有关。因此依据大地水准面所提供的信号能探测出海底山脉、断裂带和地堑构造等大地构造，并给出地球物理解释。（3）求得精确的海面地形，研究洋流，海潮的范围、幅度及其随时间的变化规律，建立一个全球统一的高程基准，确定冰盖的形状大小及其变化情况等。

§2-2卫星大地测量中的坐标系在卫星大地测量中，观测站是固定在地球表面上，其空间位置随同地球自转而运动，但观测目标却是主要受地球引力作用而绕地球旋转的人造地球卫星。v坐标系构成：原点、坐标轴、尺度v坐标系之间转换：坐标平移、旋转、尺度转换（1）天球坐标系：与地球自转无关，用于描述卫星的位置和状态的坐标系。（2）地球坐标系：随地球自转，用于表示地球观测站的空间位置的坐标系。

一、天球坐标系以地球质心为坐标原点，Z轴指向北天极，X轴指向春分点，构成右手坐标系，以确定Y轴方向。有赤道天球坐标系和黄道天球坐标系之分。天球坐标系，是一种惯性坐标系惯性坐