《GPS原理及应用》第2章 GPS坐标系统和时间系统-教学课件（非AI生成）.ppt

*****附录最小二乘法实例*************GPS原理与应用LOGOLOGOLOGOLOGO第二章

GPS坐标系统和时间系统*天球及天球坐标系协议地球坐标系地心坐标系与参心坐标系时间系统*天球、地球*1.协议地球坐标系CIS之大地坐标系

大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示。当点在参考椭球面上时，仅用大地经度和大地纬度表示。大地经度是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之间的夹角;大地纬度是通过该点的法线与赤道面的夹角;大地高是地面点沿法线到参考椭球面的距离。

*WGS-84世界大地坐标系该坐标系是一个协议地球参考系CTS（ConventionalTerrestrialSystem）,其原点是地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极CTP（ConventionalTerrestrialPole）方向，X轴指向BIH1984.0零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。*协议地球坐标系CIS之空间直角坐标系三维坐标XYZ原点O与地球质心重合指向，Z轴指向地球北极，X轴指向格林威治平子午面与地球赤道的角点E，Y轴垂直XOZ平面的右手坐标系。*确立坐标系：①椭球（长短半径）和中心；②确定椭球中心位置（定位）；③确定椭球短轴的指向（定向）；④建立原点。*参心坐标系:以参考椭球为基准的坐标系.北京54/西安80/新北京54;地心坐标系:以总地球椭球为基准的坐标系.WGS-84具有确定参数(长半径a和扁率α),经过局部定位和定向,同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球,叫做参考椭球.确定椭球参数时能使它在全球范围内与大地体最密合的地球椭球,叫做总地球椭球.*1.1954年北京坐标系（BJ54旧）大地坐标原点：前苏联的普尔科沃。参考椭球：克拉索夫斯基椭球。没有明确的短轴指向和起始面，坐标换算带来不便。2.1980年国家大地坐标系（GDZ80）大地坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。参考椭球：1975年国际椭球。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。（3）定向明确。（4）大地高程基准采用1956年黄海高程*3.新1954北京坐标系（BJ54新）新1954年北京坐标系（BJ54新）是由1980年国家大地坐标系（GDZ80）转换得来的。大地坐标原点：陕西省泾阳县永乐镇。参考椭球：克拉索夫斯基椭球。*大地水准面：设想一个与静止的平均海水面重合并延伸到大陆内部的包围整个地球的封闭的重力位水准面.大地基准面：用于尽可能与大地水准面密合的一个椭球曲面，是人为确定的。*H：大地高Hg：正高*3.不同空间直角坐标之间的变换三参数法：三个平移参数七参数法：七个平移参数

当两个空间直角坐标系的坐标换算既有平移又有旋转时，则存在三个平移参数和三个旋转参数，再顾及两个坐标系尺度不尽一致，从而还有一个尺度变化参数，共计有七个参数*三参数法：基于同一个椭球体下坐标转换，利用了两个椭球中心之间的差异用于计算。用一个点对就可以解算。四参数法:同一个椭球体下不同坐标系之间的坐标转换，加上了尺度因子m，所以需要两个点对进行转换。七参数法：不同椭球体不同坐标之间的转换方法，需要三个点对进行转换。*不同空间直角坐标之间的变换相应的坐标变换公式为：上式为两个不同空间直角坐标之间的转换模型(布尔莎模型)，其中含有7个转换参数，为了求得7个转换参数，至少需要3个公共点，当多于3个公共点时，可按最小二乘法求得7个参数的最或是值。解算见附*四方为宇，古今为宙；观象授时时间简史时间*时间系统*世界时力学时原子时GPS时*世界时恒星时：春分点两次经过地方上子午圈的时间间隔为一恒星日，并派生时、分、秒太阳时：太阳中心两次经过地方上子午圈的时间间隔为一太阳日，并派生时、分、秒*恒星时ST以春分点为参考点，由它的周日视运动所确定的时间称为恒星时。计量时间单位：恒星日、恒星小时、恒星分、恒星秒；一个恒星日=24个恒星小时=1440个恒星分=86400个恒星秒真恒星时和平恒星时。平太阳时MT以平太阳作为参考点，由它的周日视运动所确定的时间称为平太阳时。计量时间单位：平太阳日、平太阳小时、平太阳分、平太阳秒；一个平太阳日=24个平太阳小时=1440平太阳分=86400