第03次課坐標(biāo)系統(tǒng)

1、第03次課坐標(biāo)系統(tǒng)第1頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五2、坐標(biāo)系:描述空間位置的表達(dá)形式如天球坐標(biāo)系描述星體的空間位置、地球坐標(biāo)系描述地球上點(diǎn)的空間位置。3、大地測量參考系統(tǒng)（Geodetic Reference System）由天球坐標(biāo)系統(tǒng)和地球坐標(biāo)系組成。4、大地測量參考框架（Geodetic Reference Frame） 大地測量系統(tǒng)具體化。我國154348個(gè)平面點(diǎn)、114041個(gè)高程點(diǎn)（416619.1公里）、21126個(gè)重力點(diǎn)、45534個(gè)GPS點(diǎn)及監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)構(gòu)成。第2頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五5、幾個(gè)縮寫含意IAG國際大地

2、測量協(xié)會；IAU國際天文聯(lián)合會；IUGG地球物理聯(lián)合會；IPMS國際極移服務(wù)；BIH國際時(shí)間局；CIO國際協(xié)議原點(diǎn)；第3頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五6、 橢球定位和定向概念橢球定位：確定橢球中心的位置。分類： 局部定位：參考橢球 地心定位：總地球橢球橢球定向：確定橢球旋轉(zhuǎn)軸的方向。 橢球短軸平行于地球自轉(zhuǎn)軸 大地起始子午面平行于天文起始子午線橢球：大小、形狀、定位、定向。第4頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五7 坐標(biāo)系統(tǒng)的類型空間直角坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系參心坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系 地心地固坐標(biāo)系ECEF地固坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系坐標(biāo)

3、系第5頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五站心直角坐標(biāo)系站心極坐標(biāo)系站心赤道坐標(biāo)系站心地平坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系天文坐標(biāo)系參心大地坐標(biāo)系參心空間直角坐標(biāo)系地心大地坐標(biāo)系地心空間直角坐標(biāo)系投影平面地心參心站心總地球橢球面參考橢球面大地水準(zhǔn)面表示方式坐標(biāo)原點(diǎn)參考面地球坐標(biāo)系統(tǒng)笛卡爾坐標(biāo)曲線坐標(biāo)平面直角坐標(biāo)第6頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五2.3. 2慣性坐標(biāo)系和協(xié)議天球坐標(biāo)系慣性坐標(biāo)系：在空間固定不變或做勻速運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系。協(xié)議天球坐標(biāo)系：某一時(shí)刻（參考?xì)v元）地球旋轉(zhuǎn)軸經(jīng)過歲差和障動(dòng)改正后的指向?yàn)檩S，相應(yīng)春分點(diǎn)為軸，建立的右手直角坐標(biāo)系。地心協(xié)議天

4、球坐標(biāo)系：以地心為原點(diǎn)的協(xié)議天球坐標(biāo)系。第7頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五8、地球參心坐標(biāo)系（一）參考橢球的定位和定向的實(shí)現(xiàn)方法 1.選擇或求定橢球的幾何參數(shù)（a，） 2.確定橢球的中心位置（定位） 3.確定橢球短軸的指向（定向） 4.建立大地原點(diǎn) 單點(diǎn)定位：大地原點(diǎn)測天文精度、天文緯度、正高，至某一 相鄰點(diǎn)的天文方位角 大地緯度、大地經(jīng)度、大地方位角、大地高 多點(diǎn)定位：多個(gè)拉普拉斯點(diǎn)（二）大地原點(diǎn)和大地起算數(shù)據(jù)第8頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五（三）1954北京坐標(biāo)系 簡介：采用克氏橢球，是1942年蘇聯(lián)坐標(biāo)系，1956年黃海高 程系

5、作用：15萬個(gè)國家大地點(diǎn)；完成了全國范圍內(nèi)1：5萬 1：10萬的任務(wù) 缺點(diǎn)：橢球參數(shù)有較大誤差； 定位存在系統(tǒng)性傾斜；（東部地區(qū)最大水準(zhǔn)面差距 達(dá)68m）； 幾何大地測量和物理大地測量應(yīng)用的參考面不統(tǒng)一； 定向不明確； 坐標(biāo)精度不是最好，局部平差。第9頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五（四）1980年坐標(biāo)系 在陳俊勇院士主持下建立起來的。特點(diǎn)：采用1975國際橢球； 在1954年坐標(biāo)系基礎(chǔ)上建立的； 橢球面與似大地水準(zhǔn)面在我國境內(nèi)最為密合，是多點(diǎn)定位； 定向明確； 大地原點(diǎn)位于我國中部 采用1956黃海高程系（五）新1954年北京坐標(biāo)系（了解） 第10頁，共14頁，20

6、22年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五10、地心地固坐標(biāo)系地心地固空間直角坐標(biāo)系的定義： 原點(diǎn)：地球質(zhì)心 Z軸：指向地球北極 X軸：格林尼治平均子午面與地球赤道的交點(diǎn) Y軸：垂直于XOZ平面，構(gòu)成右手坐標(biāo)系地心地固大地坐標(biāo)系的定義： 中心：與地球質(zhì)心重合 橢球面與大地水準(zhǔn)面在全球 范圍內(nèi)最佳符合， 橢球短軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合 大地緯度： 大地經(jīng)度： 大地高第11頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五(一)極移與國際協(xié)議原點(diǎn) 極移：地極點(diǎn)在地球表面上的位置隨時(shí)間變化的現(xiàn)象。 瞬時(shí)極、平極 IAU、IUGG，國際協(xié)議原點(diǎn)CIO(Conventional Internationa

7、l Origin) 19001905年，國際上5個(gè)緯度服務(wù)站的平均緯度所確定 的平極 極移信息：IERS(International Earth Rotation Service)(二)協(xié)議地球坐標(biāo)系 以協(xié)議地極CTP（ Conventional Terrestrial Pole)為指向 點(diǎn)的地球坐標(biāo)系，一般是CIO(三)地心地固坐標(biāo)系的建立方法 直接法：觀測資料 地心坐標(biāo) 間接法：觀測資料 轉(zhuǎn)換參數(shù) 地心坐標(biāo)參心坐標(biāo)第12頁，共14頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)25分，星期五(四)WGS-84世界大地坐標(biāo)（GPS課程講）(五)國際地球參考系統(tǒng)（ITRS）與國際地球參考框架 （ITRF） 1.國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)（IERS） VLBI SLR GPS DORIS 2.ITRS定義，見課本 通過ITRF來實(shí)現(xiàn) 3.ITRF小結(jié)： 橢球定位與定向的概念； 1954年北京坐標(biāo)