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文档简介
1、第a、1、2章大地坐标系设置,第1椭球位置和方向概念2坐标参考系统3地球参考坐标系4地球中心地理坐标系5逆中心坐标系6坐标系转换模型,第a、2、4章大地坐标系设置,第1椭球位置和方向概念椭球位置和方向(orientationofreferencepsellipsoipsoii)大地基准面(GeodeticDatum):最佳拟合地球造型的地球椭球参数和椭球体的位置和方向。建立大地基准面是寻找椭球体的参数及其方向(椭球体旋转轴与地球的旋转轴平行,椭球体的起始子午线与地球的起始子午线平行)和位置(椭球体中心与地球中心的关系)。大地坐标系:为表示地球空间的位置和相对关系而在大地基准面中设置的数学参考系
2、统。a,3,大地参考系统(GeodeticSystem):座标参考系统、高程参考系统、重力参考系统1)座标参考系统:使用椭球体设定为参考主体的座标系统分为大地座标系统和空间直角座标系统两种形式。2)高程参考系统:将大地水准面用作参考面的高程系统称为正高度,将大地水准面用作参考面的高程系统称为正常高度,将椭球体用作参考面的高程系统称为大地测量面高度。3)重力参考系统:重力观测的参考系统大地参考框架(GeodeticReferenceFrame):大地参考系统的具体实现,由大地测量手段确定的固定在地面上的控制网(点)组成,分为坐标参考框架、高程参考框架和重力参考框架。a、4,1.2关系、a、5,1
3、.3椭球位置和方向的意义、椭球位置指定是确定地球椭球中心的位置。定位条件:椭球和大地水准面确定最佳拟合优势:垂直偏差和大地水准面差距较小,简单椭球方向确定以地球椭球中心为原点的笛卡尔空间坐标系,即确定坐标轴的方向。a,6,满足两个平行条件:椭球体简称/地球自转轴地球起始子午线/天文起始子午线脸的:简化了大地坐标、方位角和天文坐标、天文方位角之间的转换,从而通过椭球体的位置和方向参考椭球体总地球椭球体、a,7,2坐标对于大地坐标系,坐标原点选择在参考椭球中心或地球中心。坐标轴的方向是可选的,国际通用的坐标系称为协议坐标系,它使用通常指向z轴的协议conventional terrestrial
4、pole(CTP)。标注,a,8,a,9,2.2补充(p42):俄勒角度和旋转矩阵的两个正交坐标系之间的转换旋转角度,俄勒角度二维正交坐标系,旋转矩阵,a,10,三维空间正交坐标系O-X1Y1Z1和O-X2Y2Z2的3次3.1参考椭球位置和方向实现方法选择或查找椭球(长半径a和扁平率)的几何参数确定椭球面中心位置(椭球位置)确定大地坐标原点,a,14,传统方法:选择大地坐标原点以指定该点的通过和完成参考椭球位置和方向,a,15 a,16,1点位置:椭球中心位置由大地坐标原点的大地坐标确定,3.3椭球位置和方向的两种方法;物理意义:法线和垂直线;大地水准面和大地测量原点、a、17、多点位置:椭球
5、中心位置由大位置组中的大地测量坐标确定,大地测量原点的起点数据按以下方式获取:,替换3-235样式将创建一个新的基准大地坐标系,该坐标系使椭球不与大地测量原点相切,轻松指定椭球和大地测量面之间的最佳密度,a,18,3.4椭球位置和方向,澳大利亚约翰斯顿的原点垂线偏差由分布在全国的275个天文台位置的垂线偏差直接取平均值=0.15秒,=直接取N=-6m以使全国大地水准面高程接近于0,表明椭球的本地定位要求不严格。a,19,3.5大地测量原点和大地测量计算数据基于对椭球体的各种观测值进行计算(是否至少有一个已知信息?你确定吗?)、参考椭球参数和大地测量原点的起始数据可以准确计算天文大地测量控制点(
6、也称为构成经典大地测量基准的大地测量控制点)的大地测量原点。a,20,3.6大地坐标系的作用,提供有关参考椭球位置和方向的数据,提供椭球上天文大地测量计算的计算数据,作为大地测量计算的表示,大地测量差异的考虑因素:将最大限度地放置在国家/地区中心,以确保观测结果中的区域系统误差、点稳定、垂直偏差值不小,如果变化相对较慢,则有助于国家/地区大地坐标系、地球中心坐标系或其他坐标系的研究其原点不是北京,而是前苏联的普科波。椭球体是克拉索夫斯基椭球体。椭球参数具有大错误。参考椭球和我国大地水准面从西向东有明显的系统梯度,东部地区大地水准面差距达68米。几何大地测量和物理大地测量应用的参考面不匹配。方向
7、不明确,a,22,3.81980国家大地坐标系(1980西安坐标系),1980年国家大地坐标系基于1954北京坐标系构建,使用广义弧度测量方程设置。有关其构建方法,请参阅p92。1980年国家大地测量原点的垂直偏差和大地测量面值如下:a,23,1980年国家大地坐标系的特点是,采用1975年国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)第16届大会建议的四个椭球基本参数。地球椭球长度半径a=6378140m,重力常数GM=3.98600510014 m3/S2,地球重力场二次波段球谐系数J2=1.0826310-8,地球旋转角速度=7.2911510-5 rad椭球等大地水准面在我国最致密的多点位置
8、。a,24,方向明确。椭球体短轴是地球质心指向地球终点的方向,指向原点JYD1968.0,位于我国中心,西安市以北60公里的静阳县永乐镇,称为西安原点。地球高度标准是1956年采用黄海道系统,调整后提供的大规模成果与1954年北京坐标系的结果不同,属于1980年西安坐标系。这种差异是因为椭球体和椭球体位置、方向各不相同,所以进行了整体调整,仅进行了局部调整。不同坐标系统的控制点坐标可以通过特定的数学模型在特定的精度范围内相互转换,并且根据使用结果,必须注意相应的坐标系统。a,25,3.9新的1954北京坐标系(BJ54的新),新的1954北京坐标系基于GDZ80将GDZ80对应的IUGG197
9、5椭球几何参数更改为clasoffsk椭球参数,然后转换坐标原点(椭球中心),将坐标轴设定为保持平行。a,26,a,27,bj54的新特征是采用克拉索夫斯基椭球参数。由合成GDZ80和BJ54设置的基准坐标系。还采用多点定位,椭球体和大地水准面在我国不是最佳选择。方向明确,坐标轴平行于GDZ80,椭球体短轴平行于地球质心,指向1968.0地端点原点的方向大地测量原点与GDZ80相同,但是大地测量计算数据不同。地球高度标准使用1956年黄海高度计。与以前的BJ54相比,使用的椭球参数具有相似的位置,但方向不同。旧BJ54的坐标是局部调整结果,新BJ54是GDZ80总体调整结果的转换值,两者之间没
10、有全局统一变换参数,只能进行局部变换。a,28,4地球中心固定坐标系,4.1地球中心空间笛卡尔坐标系的定义是原点o与地球质量中心重合,z轴指向地球北极,x轴指向格林威治平均子午线与地球赤道的交点,y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。地球北极是以地球为中心的固定坐标系基准的坐标点,由于地球北极点的变化,坐标轴的方向会发生变化。a,29,地球中心地球坐标系,地球椭球的中心与地球中心匹配,椭球和大地水准面与全球最匹配,椭球的短轴与地球自转轴匹配(通过地球中心指向北极),a,30,4.2极移动与国际公约的原点匹配,地球旋转轴的指向方向1)空间指向的变化(洗车,章动) 地球旋转轴的变化:极点变化(两极移
11、动,国际地球组织首席信息官)地球自转轴的相对位置不固定,地极在地球表面的位置随时间而变化,这种现象称为地极移动,简称极移。 在某一观察瞬间,地球北极所在的地方称为瞬间极,某一时期内地的极平均位置称为平极。a,34,国际天文联盟(IAU)和国际地理研究和地理联合会(IUGG)于1967年在意大利共同举办的第32次研讨会上,190011此外,国际政策服务(IPMS)和国际时间欧盟(BIH)等机构以不同的方式向地面末端寻求原点,与CIO对应的地球赤道称为平面赤道或协议赤道。a,35,a,36,a,37,协议全球坐标系conventional terrestrial system(CTP)(指向合同土
12、地末端的点)大地测量中使用的全球中心坐标系与全球中心坐标系(通常是协议)具有相同的含义,因为CIO在大部分协议“地球的最远原点”中指向点。4.3协定地球坐标系,a,38,4.4地球中心固定坐标系的构建方法,直接法:间接法:核心是33600年代60年代以来,美国和前苏联等国家利用人造卫星观测等进行了地球中心坐标系的构建工作。美国国防部依次建立了worldgeodetic system(WGS)WGS 60、WGS66和WGS72。从1984年开始,经过多年的修改和改进,构建了一个名为WGS84的更精确的全球中心坐标系。a,39,4.5WGS84世界大地坐标系WGS84是协定地球参考系统CTS。此
13、坐标系的原点是地球的质心,z轴指向由BIH1984.0定义的协议地球极CTP方向,x轴指向BIH1984.0 0 0 0度子午线和CTP赤道的交点,y轴和z轴构成右手坐标系,x轴构成a,40,WGS84坐标系中使用的四个默认参数为a=6378137mGM=3986005108m3s 然后,IGS使用站在ITRF91帧下的桩号坐标作为固定值,重新计算1994.0之前的站的逆坐标并更新为WGS84 (g730),1996年WGS84坐标帧再次更新,以实现并保持WGS84(G873)、a、42、wgs84,a、43 国际terrestrialreferenceframe(itrf)是internat
14、ionalerthrotationservice(iers)提供的国际地球参考框架,包括非常长的基线干涉VLBI、激光月球这些观察首先在每个具有不同技术的分析中心进行处理,然后由IERS中央局(IERSCB)根据每个分析中心的处理结果进行综合分析,以得出ITRF的最终结果,并通过IERS年度报告和技术备忘录发布到世界各地,以提供每个领域的应用。a、45、IERSCB获得了ITRF框架,该框架以IERS年度报告和IERS技术备忘录格式发布,每年对全球工作站的观测数据进行统一处理和分析。IERS从1988年开始发布了全局坐标参考框架,例如ITRF88、89、90、91、92、93、94、96、97和ITRF2000。当前IGS中各种轨道产品的坐标参考基准使用ITRF2000参考框架。a、46、IERS、http:/www . IERS . org/Theierswaestablishdassatheint
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