第03次课坐标系统

1、第03次课坐标系统第1页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五2、坐标系:描述空间位置的表达形式如天球坐标系描述星体的空间位置、地球坐标系描述地球上点的空间位置。3、大地测量参考系统（Geodetic Reference System）由天球坐标系统和地球坐标系组成。4、大地测量参考框架（Geodetic Reference Frame） 大地测量系统具体化。我国154348个平面点、114041个高程点（416619.1公里）、21126个重力点、45534个GPS点及监测网点构成。第2页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五5、几个缩写含意IAG国际大地

2、测量协会；IAU国际天文联合会；IUGG地球物理联合会；IPMS国际极移服务；BIH国际时间局；CIO国际协议原点；第3页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五6、 椭球定位和定向概念椭球定位：确定椭球中心的位置。分类： 局部定位：参考椭球 地心定位：总地球椭球椭球定向：确定椭球旋转轴的方向。 椭球短轴平行于地球自转轴 大地起始子午面平行于天文起始子午线椭球：大小、形状、定位、定向。第4页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五7 坐标系统的类型空间直角坐标系大地坐标系空间直角坐标系大地坐标系参心坐标系地心坐标系 地心地固坐标系ECEF地固坐标系天球坐标系坐标

3、系第5页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五站心直角坐标系站心极坐标系站心赤道坐标系站心地平坐标系高斯平面直角坐标系天文坐标系参心大地坐标系参心空间直角坐标系地心大地坐标系地心空间直角坐标系投影平面地心参心站心总地球椭球面参考椭球面大地水准面表示方式坐标原点参考面地球坐标系统笛卡尔坐标曲线坐标平面直角坐标第6页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五2.3. 2惯性坐标系和协议天球坐标系惯性坐标系：在空间固定不变或做匀速运动的坐标系。协议天球坐标系：某一时刻（参考历元）地球旋转轴经过岁差和障动改正后的指向为轴，相应春分点为轴，建立的右手直角坐标系。地心协议天

4、球坐标系：以地心为原点的协议天球坐标系。第7页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五8、地球参心坐标系（一）参考椭球的定位和定向的实现方法 1.选择或求定椭球的几何参数（a，） 2.确定椭球的中心位置（定位） 3.确定椭球短轴的指向（定向） 4.建立大地原点 单点定位：大地原点测天文精度、天文纬度、正高，至某一 相邻点的天文方位角 大地纬度、大地经度、大地方位角、大地高 多点定位：多个拉普拉斯点（二）大地原点和大地起算数据第8页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五（三）1954北京坐标系 简介：采用克氏椭球，是1942年苏联坐标系，1956年黄海高 程系

5、作用：15万个国家大地点；完成了全国范围内1：5万 1：10万的任务 缺点：椭球参数有较大误差； 定位存在系统性倾斜；（东部地区最大水准面差距 达68m）； 几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不统一； 定向不明确； 坐标精度不是最好，局部平差。第9页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五（四）1980年坐标系 在陈俊勇院士主持下建立起来的。特点：采用1975国际椭球； 在1954年坐标系基础上建立的； 椭球面与似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位； 定向明确； 大地原点位于我国中部 采用1956黄海高程系（五）新1954年北京坐标系（了解） 第10页，共14页，20

6、22年，5月20日，13点25分，星期五10、地心地固坐标系地心地固空间直角坐标系的定义： 原点：地球质心 Z轴：指向地球北极 X轴：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，构成右手坐标系地心地固大地坐标系的定义： 中心：与地球质心重合 椭球面与大地水准面在全球 范围内最佳符合， 椭球短轴与地球自转轴重合 大地纬度： 大地经度： 大地高第11页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五(一)极移与国际协议原点 极移：地极点在地球表面上的位置随时间变化的现象。 瞬时极、平极 IAU、IUGG，国际协议原点CIO(Conventional Internationa

7、l Origin) 19001905年，国际上5个纬度服务站的平均纬度所确定 的平极 极移信息：IERS(International Earth Rotation Service)(二)协议地球坐标系 以协议地极CTP（ Conventional Terrestrial Pole)为指向 点的地球坐标系，一般是CIO(三)地心地固坐标系的建立方法 直接法：观测资料 地心坐标 间接法：观测资料 转换参数 地心坐标参心坐标第12页，共14页，2022年，5月20日，13点25分，星期五(四)WGS-84世界大地坐标（GPS课程讲）(五)国际地球参考系统（ITRS）与国际地球参考框架 （ITRF） 1.国际地球自转服务（IERS） VLBI SLR GPS DORIS 2.ITRS定义，见课本 通过ITRF来实现 3.ITRF小结： 椭球定位与定向的概念； 1954年北京坐标