第五章GPS定位的坐標(biāo)系統(tǒng)及時(shí)間系統(tǒng)

1、第二章第二章坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)Slide 2OUTLINEOUTLINEu常規(guī)大地測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)常規(guī)大地測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)u衛(wèi)星大地測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)衛(wèi)星大地測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)uGPS常用的坐標(biāo)系統(tǒng)常用的坐標(biāo)系統(tǒng)u坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換u時(shí)間系統(tǒng)時(shí)間系統(tǒng)Your Location is:36.067901o N94.171071o WSlide 3第一節(jié)第一節(jié) 經(jīng)典大地測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)經(jīng)典大地測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)常見的坐標(biāo)系統(tǒng)常見的坐標(biāo)系統(tǒng)u空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系u大地坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系u平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系Slide 41 1、復(fù)習(xí)、復(fù)習(xí)建立測(cè)量坐標(biāo)系的基

2、準(zhǔn)面是什么？建立測(cè)量坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面是什么？Slide 5參考橢球面和參心坐標(biāo)系參考橢球面和參心坐標(biāo)系大地水準(zhǔn)面海洋陸地地球表面n參考橢球面參考橢球Slide 62、參心坐標(biāo)系的特點(diǎn)參心坐標(biāo)系的特點(diǎn)Slide 7我國(guó)的大地坐標(biāo)系我國(guó)的大地坐標(biāo)系u19541954年北京坐標(biāo)系年北京坐標(biāo)系類型類型：參心坐標(biāo)系：參心坐標(biāo)系建立：建立：與蘇聯(lián)與蘇聯(lián)19421942年普爾科沃坐標(biāo)系聯(lián)測(cè)年普爾科沃坐標(biāo)系聯(lián)測(cè)橢球橢球：克拉索夫斯基橢球：克拉索夫斯基橢球問題問題：參考橢球面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面符合不好：參考橢球面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面符合不好u19801980年國(guó)家大地坐標(biāo)系年國(guó)家大地坐標(biāo)系類型類型：參心坐標(biāo)系：參心坐標(biāo)

3、系建立建立：進(jìn)行了我國(guó)的天文大地網(wǎng)整體平差，采用新的橢球元：進(jìn)行了我國(guó)的天文大地網(wǎng)整體平差，采用新的橢球元素，進(jìn)行了定位和定向素，進(jìn)行了定位和定向大地原點(diǎn)大地原點(diǎn)：陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)：陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)橢球橢球：19751975年國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第年國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第1616屆年會(huì)屆年會(huì)NO1GEOIDNO2P17Slide 83、平面直角坐標(biāo)系的建立、平面直角坐標(biāo)系的建立Slide 9高斯平面直角坐標(biāo)定義高斯平面直角坐標(biāo)定義高斯平面直角坐標(biāo)系的定義高斯平面直角坐標(biāo)系的定義X 軸：中央子午線的投影Y 軸：赤道的投影原點(diǎn)：兩軸的交點(diǎn)假東、假北假東、假北為了避免坐標(biāo)系中出現(xiàn)

4、負(fù)值，統(tǒng)一規(guī)定將每一帶的坐標(biāo)軸西移或南移一定距離。我國(guó)的假北為0，假東為500km高斯分帶投影高斯分帶投影6度帶度帶3度帶度帶Slide 10經(jīng)典大地測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)經(jīng)典大地測(cè)量中的坐標(biāo)系統(tǒng)v定義一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)，包含哪兩個(gè)基本要素？定義一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)，包含哪兩個(gè)基本要素？v建立參心坐標(biāo)系的出發(fā)點(diǎn)是什么？建立參心坐標(biāo)系的出發(fā)點(diǎn)是什么？v建立一個(gè)參心大地坐標(biāo)系，必須解決那些問題？建立一個(gè)參心大地坐標(biāo)系，必須解決那些問題？Slide 11第二節(jié)第二節(jié) 衛(wèi)星定位中的坐標(biāo)系衛(wèi)星定位中的坐標(biāo)系u描述衛(wèi)星的位置描述衛(wèi)星的位置天球坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系u描述地球上的點(diǎn)的位置描述地球上的點(diǎn)的位置地球坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系Sli

5、de 12一、天球和天球坐標(biāo)系一、天球和天球坐標(biāo)系天球以地球質(zhì)心為中心，半徑為任意長(zhǎng)度的一個(gè)假想球體。Slide 131 1、天球、天球天軸天軸: :地球自地球自轉(zhuǎn)軸的延伸轉(zhuǎn)軸的延伸線線u天極天極: :天軸天軸與天球的交與天球的交點(diǎn)點(diǎn)u天球赤道天球赤道面面：通過地：通過地球質(zhì)心，與球質(zhì)心，與天軸垂直的天軸垂直的平面平面u天球子天球子午面午面：包：包含天軸含天軸, ,并通過天并通過天球上任何球上任何一點(diǎn)的平一點(diǎn)的平面面Slide 14黃道和春分點(diǎn)黃道和春分點(diǎn)u黃道黃道：地球公轉(zhuǎn)的軌道面：地球公轉(zhuǎn)的軌道面與天球相交的大圓，即地球與天球相交的大圓，即地球公轉(zhuǎn)時(shí)，地球上的觀測(cè)者所公轉(zhuǎn)時(shí)，地球上的觀測(cè)者

6、所見到的太陽在天球上的軌道見到的太陽在天球上的軌道u春分點(diǎn)春分點(diǎn)：當(dāng)太陽在黃道上：當(dāng)太陽在黃道上從天球南半球向北半球運(yùn)行從天球南半球向北半球運(yùn)行時(shí)黃道與天球赤道的交點(diǎn)時(shí)黃道與天球赤道的交點(diǎn)Slide 152 2、天球坐標(biāo)系的兩種表示方法、天球坐標(biāo)系的兩種表示方法u天球球面坐標(biāo)系天球球面坐標(biāo)系 ( (赤經(jīng)，赤緯，向徑赤經(jīng)，赤緯，向徑) )u天球空間直角坐標(biāo)系天球空間直角坐標(biāo)系 ( (X,Y,Z)X,Y,Z)p11Slide 163 3、建立天球坐標(biāo)系的兩個(gè)問題、建立天球坐標(biāo)系的兩個(gè)問題u實(shí)際地球的形狀近似一個(gè)赤道隆起的橢球體，因此實(shí)際地球的形狀近似一個(gè)赤道隆起的橢球體，因此在日月引力和其他天體對(duì)

7、隆起部分的作用下，地球在日月引力和其他天體對(duì)隆起部分的作用下，地球在繞太陽運(yùn)行時(shí)，自轉(zhuǎn)軸的方向不再保持不變而使在繞太陽運(yùn)行時(shí)，自轉(zhuǎn)軸的方向不再保持不變而使春分點(diǎn)在黃道上產(chǎn)生緩慢的西移春分點(diǎn)在黃道上產(chǎn)生緩慢的西移歲差、章動(dòng)歲差、章動(dòng)P14、15Slide 174 4、三種天球坐標(biāo)系、三種天球坐標(biāo)系瞬時(shí)真天極瞬時(shí)真天極瞬時(shí)平天極瞬時(shí)平天極一個(gè)特定時(shí)刻，即一個(gè)特定時(shí)刻，即標(biāo)準(zhǔn)歷元：標(biāo)準(zhǔn)歷元：2000.1.152000.1.15：的：的瞬時(shí)瞬時(shí)平天極平天極P15Slide 18三種天球坐標(biāo)系三種天球坐標(biāo)系u瞬時(shí)真天球坐標(biāo)系瞬時(shí)真天球坐標(biāo)系瞬時(shí)真天極、瞬時(shí)真赤道面、瞬時(shí)真春分點(diǎn)瞬時(shí)真天極、瞬時(shí)真赤道面、

8、瞬時(shí)真春分點(diǎn)坐標(biāo)軸指向隨時(shí)間變化坐標(biāo)軸指向隨時(shí)間變化u瞬時(shí)平天球坐標(biāo)系瞬時(shí)平天球坐標(biāo)系瞬時(shí)平天極、瞬時(shí)平赤道面、瞬時(shí)平春分點(diǎn)瞬時(shí)平天極、瞬時(shí)平赤道面、瞬時(shí)平春分點(diǎn)經(jīng)過了章動(dòng)改正經(jīng)過了章動(dòng)改正u標(biāo)準(zhǔn)歷元的平天球坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)歷元的平天球坐標(biāo)系相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)歷元（相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)歷元（2000.1.152000.1.15）的一個(gè)特定時(shí)刻的平天球）的一個(gè)特定時(shí)刻的平天球坐標(biāo)系坐標(biāo)系經(jīng)過了標(biāo)準(zhǔn)歷元到觀測(cè)歷元的歲差改正經(jīng)過了標(biāo)準(zhǔn)歷元到觀測(cè)歷元的歲差改正Slide 19二、地球坐標(biāo)系二、地球坐標(biāo)系空間技術(shù)和遠(yuǎn)程武器的發(fā)展，要求提供高精度的地心坐標(biāo)空間技術(shù)和遠(yuǎn)程武器的發(fā)展，要求提供高精度的地心坐標(biāo)Slide 201 1、地心

9、坐標(biāo)系的定義、地心坐標(biāo)系的定義u地心空間直地心空間直角坐標(biāo)系角坐標(biāo)系u地心大地坐地心大地坐標(biāo)系標(biāo)系P12圖圖2-2思考：和參心坐標(biāo)系統(tǒng)的定義有何區(qū)別？思考：和參心坐標(biāo)系統(tǒng)的定義有何區(qū)別？Slide 212 2、建立地球坐標(biāo)系的問題：極移、建立地球坐標(biāo)系的問題：極移u極移極移地球自地球自轉(zhuǎn)軸相對(duì)于地球轉(zhuǎn)軸相對(duì)于地球體的位置不是固體的位置不是固定的，因而地極定的，因而地極點(diǎn)在地球表面的點(diǎn)在地球表面的位置是隨時(shí)間而位置是隨時(shí)間而變化的，這種現(xiàn)變化的，這種現(xiàn)象稱為極移。象稱為極移。-10.0-5.00.05.010.00.05.010.015.020.0Pole PositionX Pole (m)Y

10、 Pole (m)19932001P15瞬時(shí)北地極瞬時(shí)北地極1900.001905.00年地球自轉(zhuǎn)軸的瞬時(shí)平均位置Slide 223 3、兩種地球坐標(biāo)系、兩種地球坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系原點(diǎn)原點(diǎn)Z Z軸軸X X軸軸瞬時(shí)地球坐標(biāo)系瞬時(shí)地球坐標(biāo)系地心地心瞬時(shí)北地極瞬時(shí)北地極平地球坐標(biāo)系平地球坐標(biāo)系地心地心協(xié)議地極原點(diǎn)協(xié)議地極原點(diǎn)（如1900.001905.00年地球自轉(zhuǎn)軸的瞬時(shí)平均位置)與地心和與地心和CIOCIO連線正交之平面和連線正交之平面和格林尼治平子午面的交線格林尼治平子午面的交線瞬時(shí)真赤道面和包含瞬時(shí)自轉(zhuǎn)瞬時(shí)真赤道面和包含瞬時(shí)自轉(zhuǎn)軸的格林尼治平子午面的交線軸的格林尼治平子午面的交線協(xié)議

11、地球坐協(xié)議地球坐標(biāo)系？標(biāo)系？P16Slide 23WGS-84WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系u類型類型：協(xié)議地球坐標(biāo)系，地心地固坐標(biāo)系（：協(xié)議地球坐標(biāo)系，地心地固坐標(biāo)系（ECEFECEF）u定義定義: :原點(diǎn)：地球的質(zhì)心原點(diǎn)：地球的質(zhì)心 Z Z軸：指向軸：指向BIH1984.0BIH1984.0定義的定義的CTPCTP（協(xié)議地球極）方向協(xié)議地球極）方向 X X軸：指向軸：指向BIH1984.0BIH1984.0的零子午面和的零子午面和CTPCTP赤道的交點(diǎn)赤道的交點(diǎn) Y Y軸：和軸：和Z,XZ,X構(gòu)成右手系構(gòu)成右手系u橢球橢球（國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第（國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第1717屆

12、年會(huì)）屆年會(huì)）235631/298.2572: 2m 6378137 :長(zhǎng)半徑f扁率P16Slide 24小結(jié)：小結(jié)：GPSGPS中的坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)系統(tǒng)uWGS-84WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系u我國(guó)的國(guó)家大地坐標(biāo)系我國(guó)的國(guó)家大地坐標(biāo)系u 地方獨(dú)立坐標(biāo)系地方獨(dú)立坐標(biāo)系uITRFITRF坐標(biāo)框架坐標(biāo)框架u站心坐標(biāo)系站心坐標(biāo)系p16Slide 251、地方獨(dú)立坐標(biāo)系、地方獨(dú)立坐標(biāo)系u產(chǎn)生：高斯投影產(chǎn)生：高斯投影3 3度帶、六度帶度帶、六度帶有利于統(tǒng)一互算有利于統(tǒng)一互算投影變形投影變形u地方獨(dú)立坐標(biāo)系地方獨(dú)立坐標(biāo)系以當(dāng)?shù)刈游缇€為中央子午線以當(dāng)?shù)刈游缇€為中央子午線以當(dāng)?shù)仄骄０胃叱堂鏋閰⒖紮E球面以當(dāng)?shù)仄?/p>

13、均海拔高程面為參考橢球面SRySRHSRySHRHSSSmAmmmAm220222122地方參考橢地方參考橢球？球？Slide 26為什么討論地方參考橢球？為什么討論地方參考橢球？1 1、為什么、為什么GPSGPS控制網(wǎng)控制網(wǎng)要選擇地方參考橢球要選擇地方參考橢球參數(shù)？而常規(guī)控制網(wǎng)計(jì)算時(shí)只強(qiáng)調(diào)投影面？參數(shù)？而常規(guī)控制網(wǎng)計(jì)算時(shí)只強(qiáng)調(diào)投影面？Slide 27如何確定地方參考橢球的參數(shù)？如何確定地方參考橢球的參數(shù)？1 1、僅改變已知橢球的長(zhǎng)半徑、僅改變已知橢球的長(zhǎng)半徑1 1）直接以投影面到橢球面距離）直接以投影面到橢球面距離 H H為為 長(zhǎng)半長(zhǎng)半徑變化量徑變化量2 2）由測(cè)區(qū)平均曲率半徑的變動(dòng)量求長(zhǎng)半

14、徑）由測(cè)區(qū)平均曲率半徑的變動(dòng)量求長(zhǎng)半徑3 3）以）以測(cè)區(qū)卯酉圈曲率半徑的變化測(cè)區(qū)卯酉圈曲率半徑的變化量求長(zhǎng)半量求長(zhǎng)半徑變化量徑變化量2 2、僅改變橢球中心位置，并不改、僅改變橢球中心位置，并不改變定向及元素變定向及元素3 3、改變長(zhǎng)半徑及偏心率、改變長(zhǎng)半徑及偏心率, ,不改變橢不改變橢球定位和定向球定位和定向aaaa1XYZLBOPQhHBehBeahaNdNadaadaNdNhdN2222sin1)(sin1)(p18Slide 282 2、ITRFITRF參考框架參考框架uInternational Terrestrial Reference Frameu產(chǎn)生產(chǎn)生: :綜合了綜合了SLRS

15、LR、VLBIVLBI、LLRLLR觀測(cè)數(shù)據(jù)，得到觀測(cè)觀測(cè)數(shù)據(jù)，得到觀測(cè)站的數(shù)據(jù)集，通過聯(lián)合解算得到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集，定站的數(shù)據(jù)集，通過聯(lián)合解算得到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集，定義出的一個(gè)地心參考框架義出的一個(gè)地心參考框架u實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì): :地心地固系的具體體現(xiàn)地心地固系的具體體現(xiàn)p19Slide 293 3、站心坐標(biāo)系、站心坐標(biāo)系站心赤道直角坐標(biāo)系站心赤道直角坐標(biāo)系站心地平直角坐標(biāo)系站心地平直角坐標(biāo)系p12Slide 30第三節(jié)第三節(jié) 坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換區(qū)分區(qū)分u坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換在不同坐標(biāo)系表示形在不同坐標(biāo)系表示形式之間進(jìn)行變換式之間進(jìn)行變換u坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在不同的參考基準(zhǔn)間在不同的參考基準(zhǔn)間

16、進(jìn)行變換（基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換）進(jìn)行變換（基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換）p19Slide 31一、坐標(biāo)系的變換一、坐標(biāo)系的變換u空間大地坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系u空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系u空間大地坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系 Slide 321 1、( (B L H)B L H)(X Y Z)(X Y Z)該點(diǎn)卯酉圈曲率半徑（其中：),sine-1/coscos)1 (sincos)(coscos)(22BaNLBHeNZLBHNYLBHNX需要哪些參數(shù)？需要哪些參數(shù)？Slide 332 2、( (X Y Z)X Y Z)(B L H)(

17、B L H)1/(/cosYX)XY(tanLBtane1tanBeCZYX1tanB2222221222221eeebaCNBH其中：需要哪些參數(shù)？需要哪些參數(shù)？Slide 343 3、(B L)(B L)(x y)(x y) 2cos)tantan185(cos120)tan1 (cos6cos)49tan5(cossin24cossin2242552234422242eSBBBNBBNBNyBBBNBBNSx弧長(zhǎng)該點(diǎn)到赤道的子午線線的經(jīng)差該點(diǎn)經(jīng)度到中央子午其中：高斯投影的計(jì)算公式：高斯投影的計(jì)算公式：需要哪些參數(shù)？需要哪些參數(shù)？Slide 35二、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本方法二、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本方法

18、XYZXYZ BJ54 WGS84(B,L)1 (B,L)2(x,y)1 (x,y)2(X,Y,Z)1 (X,Y,Z)2Slide 36空間直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換空間直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換Slide 37布爾沙模型布爾沙模型IiIiIiBZZBYYBXXBBBBIIiIIiIIiZYXRRRuZYXZYX)()()()1 (000BBBZBYBXBBBuZYXOZYXOuZYXOOZYX11,2222111122221000的尺度為，的尺度為尺度參數(shù)，設(shè)歐拉角三個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)，三個(gè)在三個(gè)平移參數(shù)，1000cossin0sincos)(,cos0sin010sin0cos)(,cossin0sincos0001

19、)(zzzzzzYYYYYYXXXXXXRRRP20，公式公式 2-20Slide 38布爾沙模型布爾沙模型000100010001)(111)()()()(, 1cos,sin,BXBYBXBZBYBZBXBYBXBZBYBZBZZBYYBXXBZBYBXQIRRRR忽略互乘項(xiàng)則：通常為三個(gè)微小量，在大地測(cè)量中，IiIiIiBXBYBXBZBYBZIiIiIiBBBBIIiIIiIIiZYXZYXuZYXZYX000)1 (000P20，公式公式 2-21Slide 392 2、轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算、轉(zhuǎn)換參數(shù)的計(jì)算u如果不知道兩坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，而是知道部分點(diǎn)如果不知道兩坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，而是知道

20、部分點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系的坐標(biāo)，稱公共點(diǎn)，須通過公共點(diǎn)的兩在兩個(gè)坐標(biāo)系的坐標(biāo)，稱公共點(diǎn)，須通過公共點(diǎn)的兩組坐標(biāo)求得轉(zhuǎn)換參數(shù)組坐標(biāo)求得轉(zhuǎn)換參數(shù)Slide 40求轉(zhuǎn)換參數(shù)的模型求轉(zhuǎn)換參數(shù)的模型IiIiIiBXBYBXBZBYBZIiIiIiBBBBIIiIIiIIiZYXZYXuZYXZYX000)1 (000ZYXBuBBBIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIIiIIiIIiZYXXYZXZYYZXZYXZYX000010000100001P20，公式公式 2-22Slide 41轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法三點(diǎn)法三點(diǎn)法：對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)的要求精度不高，或只有：對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)的要求精度不高

21、，或只有三個(gè)公共點(diǎn)時(shí)，可用三個(gè)點(diǎn)的三個(gè)公共點(diǎn)時(shí)，可用三個(gè)點(diǎn)的9 9個(gè)坐標(biāo)，列出個(gè)坐標(biāo)，列出9 9個(gè)方程，取其中的個(gè)方程，取其中的7 7個(gè)方程求解個(gè)方程求解多點(diǎn)法多點(diǎn)法：由公共點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，按：由公共點(diǎn)在兩個(gè)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，按照轉(zhuǎn)換模型，以轉(zhuǎn)換參數(shù)為未知數(shù)寫出誤差方照轉(zhuǎn)換模型，以轉(zhuǎn)換參數(shù)為未知數(shù)寫出誤差方程程ZYXBuBBBIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIIiIIiIIiZYXXYZXZYYZXZYXZYX000010000100001Slide 42三、三、WGS-84WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系我國(guó)國(guó)家坐標(biāo)系我國(guó)國(guó)家坐標(biāo)系 BJ54 WGS84(x,y)1 (x,y)

22、2(B,L)1 (B,L)2(X,Y,Z)1 (X,Y,Z)2Slide 43轉(zhuǎn)換中的參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)換中的參數(shù)設(shè)置（B L H）WGS-84（X Y Z）WGS-84（X Y Z）BJ54/STATE80（B L H）BJ54/STATE80（x y）高斯平面高斯平面提供轉(zhuǎn)換參數(shù)提供轉(zhuǎn)換參數(shù)七參數(shù)七參數(shù)橢球參數(shù)橢球參數(shù)橢球參數(shù)橢球參數(shù)投影參數(shù)投影參數(shù)三個(gè)平移三個(gè)平移橢球參數(shù)差橢球參數(shù)差（化簡(jiǎn)）（化簡(jiǎn)）長(zhǎng)半軸之差：長(zhǎng)半軸之差： -108扁率之差：扁率之差： +0.00480795原點(diǎn)平移參數(shù)：原點(diǎn)平移參數(shù)： +15 -150 -90Slide 44第四節(jié)第四節(jié) 時(shí)間系統(tǒng)時(shí)間系統(tǒng)u時(shí)間系統(tǒng)時(shí)間系統(tǒng)u常

23、用的時(shí)間系統(tǒng)常用的時(shí)間系統(tǒng)uGPS時(shí)間系統(tǒng)時(shí)間系統(tǒng)u時(shí)間系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換時(shí)間系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換Slide 45意義：意義：u衛(wèi)星的位置誤差衛(wèi)星的位置誤差1cm，要求相應(yīng)的時(shí)要求相應(yīng)的時(shí)刻誤差應(yīng)小于刻誤差應(yīng)小于2.6x10-6秒；秒；u測(cè)距誤差測(cè)距誤差1cm，要求信號(hào)傳播時(shí)間的要求信號(hào)傳播時(shí)間的測(cè)量誤差，應(yīng)不超過測(cè)量誤差，應(yīng)不超過3x10-11秒；秒；Slide 46一、時(shí)間系統(tǒng)一、時(shí)間系統(tǒng)u時(shí)間：包含時(shí)刻和時(shí)間間隔兩種意義時(shí)間：包含時(shí)刻和時(shí)間間隔兩種意義u時(shí)間系統(tǒng)：作為測(cè)時(shí)的基準(zhǔn)，包含時(shí)間尺度時(shí)間系統(tǒng)：作為測(cè)時(shí)的基準(zhǔn)，包含時(shí)間尺度（單位）和原點(diǎn)（起始?xì)v元），一般來說任（單位）和原點(diǎn)（起始?xì)v元），一般來說

24、任何一個(gè)可觀測(cè)的周期運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，只要滿足：何一個(gè)可觀測(cè)的周期運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，只要滿足：連續(xù)性，穩(wěn)定性，復(fù)現(xiàn)性均可作為時(shí)間基準(zhǔn)連續(xù)性，穩(wěn)定性，復(fù)現(xiàn)性均可作為時(shí)間基準(zhǔn)Slide 47二、常用的時(shí)間系統(tǒng)二、常用的時(shí)間系統(tǒng)u世界上現(xiàn)在通用的世界上現(xiàn)在通用的時(shí)間系統(tǒng)時(shí)間系統(tǒng)時(shí)什么？時(shí)什么？時(shí)間的單位尺度時(shí)間的單位尺度不同；不同；度量時(shí)間的時(shí)鐘度量時(shí)間的時(shí)鐘不同不同Slide 48常用的幾類時(shí)間系統(tǒng)常用的幾類時(shí)間系統(tǒng)u恒星時(shí)和太陽時(shí)恒星時(shí)和太陽時(shí)u歷書時(shí)歷書時(shí)u原子時(shí)原子時(shí)地球的周地球的周期性自轉(zhuǎn)期性自轉(zhuǎn)地球的周地球的周期性公轉(zhuǎn)期性公轉(zhuǎn)原子核外電子能原子核外電子能級(jí)躍遷時(shí)輻射的級(jí)躍遷時(shí)輻射的電磁波的頻率電磁波的頻

25、率Slide 491 1、世界時(shí)系統(tǒng)、世界時(shí)系統(tǒng)世界時(shí)系統(tǒng)世界時(shí)系統(tǒng)恒星時(shí)恒星時(shí)春分點(diǎn)春分點(diǎn)太陽時(shí)太陽時(shí)太陽太陽根據(jù)天體的周日視運(yùn)根據(jù)天體的周日視運(yùn)動(dòng)反映地球的自轉(zhuǎn)；動(dòng)反映地球的自轉(zhuǎn)；810穩(wěn)定性：平太陽時(shí)平太陽時(shí)平太陽平太陽Slide 50恒星時(shí)恒星時(shí)v恒星時(shí)選取春分點(diǎn)作為參考點(diǎn)，用它的周日視運(yùn)動(dòng)周期來描述時(shí)間的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)。參照于遙遠(yuǎn)星體的地球自轉(zhuǎn)周期參考點(diǎn)：一個(gè)天體或天球上某個(gè)特殊點(diǎn)測(cè)站點(diǎn)子午圈參考點(diǎn)連續(xù)兩次經(jīng)過測(cè)站點(diǎn)子午圈的時(shí)間段Slide 51太陽時(shí)太陽時(shí)參照于太陽的地球自轉(zhuǎn)周期v太陽時(shí)選取太陽作為參考點(diǎn)，用它的周日視運(yùn)動(dòng)周期來描述時(shí)間的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)。Slide 52平太陽時(shí)平太陽時(shí)

26、v太陽時(shí)的問題太陽時(shí)的問題真太陽的周日視運(yùn)動(dòng)不均勻，并真太陽的周日視運(yùn)動(dòng)不均勻，并不嚴(yán)格等于地球自轉(zhuǎn)周期。冬長(zhǎng)夏短，最長(zhǎng)和最短不嚴(yán)格等于地球自轉(zhuǎn)周期。冬長(zhǎng)夏短，最長(zhǎng)和最短可相差可相差51秒；秒；v平太陽平太陽假設(shè)一個(gè)參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度等于真太陽假設(shè)一個(gè)參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度等于真太陽周年視運(yùn)動(dòng)平均速度，且該點(diǎn)在赤道上作周年運(yùn)動(dòng)。周年視運(yùn)動(dòng)平均速度，且該點(diǎn)在赤道上作周年運(yùn)動(dòng)。v平太陽時(shí)平太陽時(shí)以平太陽的周日視運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)建立的以平太陽的周日視運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)建立的時(shí)間系統(tǒng)。時(shí)間系統(tǒng)。Slide 53世界時(shí)世界時(shí)UTUT世界時(shí)世界時(shí)以平子夜為零時(shí)的格林尼治平太陽時(shí)以平子夜為零時(shí)的格林尼治平太陽時(shí)UTUT極移改正極

27、移改正UT1UT1地球自轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)速度改正速度改正UT2UT2v長(zhǎng)期變化：潮汐影響使地球自轉(zhuǎn)速度變慢；v季節(jié)性變化：大氣層中的氣團(tuán)歲季節(jié)變化；v不規(guī)則變化：地球內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)；Slide 542 2、原子時(shí)、原子時(shí)ATIATIv原子時(shí)秒長(zhǎng)原子時(shí)秒長(zhǎng)位于海平面的銫位于海平面的銫133133原子基態(tài)兩原子基態(tài)兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)，在零磁場(chǎng)中躍遷輻射震蕩個(gè)超精細(xì)能級(jí)，在零磁場(chǎng)中躍遷輻射震蕩91926317709192631770周所持續(xù)的時(shí)間，為一原子時(shí)秒。周所持續(xù)的時(shí)間，為一原子時(shí)秒。v國(guó)際原子時(shí)國(guó)際原子時(shí)國(guó)際上約國(guó)際上約100100座原子鐘，通過相座原子鐘，通過相互比對(duì)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理推算出統(tǒng)一的原子時(shí)系

28、統(tǒng)?；ケ葘?duì)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理推算出統(tǒng)一的原子時(shí)系統(tǒng)。1310穩(wěn)定性：Slide 55原子時(shí)原子時(shí)v原子時(shí)原點(diǎn)原子時(shí)原點(diǎn)UT2UT2(1958.1.1.0)(1958.1.1.0)-0.0039s-0.0039sUT2IAT1958.0t(地球自轉(zhuǎn)速度長(zhǎng)期性變慢，世界時(shí)每年比原子時(shí)慢約一秒)Slide 563 3、協(xié)調(diào)世界時(shí)、協(xié)調(diào)世界時(shí)UTCUTCv協(xié)調(diào)世界時(shí)協(xié)調(diào)世界時(shí)從從19721972年開始，國(guó)際上開始使用一年開始，國(guó)際上開始使用一種以種以原子時(shí)原子時(shí)秒長(zhǎng)為基準(zhǔn)，時(shí)刻上接近秒長(zhǎng)為基準(zhǔn)，時(shí)刻上接近世界時(shí)世界時(shí)的折衷的的折衷的時(shí)間系統(tǒng)。時(shí)間系統(tǒng)。秒長(zhǎng)穩(wěn)定廣泛應(yīng)用于天體測(cè)量，大地測(cè)量，研究地球自轉(zhuǎn)速度Slide 57協(xié)調(diào)世界時(shí)協(xié)調(diào)世界時(shí)tUT11972.0UTC1958.0IATv閏秒當(dāng)協(xié)調(diào)時(shí)和世界時(shí)相差超過正負(fù)0.9秒時(shí)，便在協(xié)調(diào)時(shí)上加入一個(gè)閏秒（跳秒）