坐標與時間系統(tǒng)

關于坐標與時間系統(tǒng)第一頁，共七十八頁，2022年，8月28日預備知識天球的基本概念

所謂天球，是指以地球質心O為中心，半徑r為任意長度的一個假想的球體。在天文學中，通常均把天體投影到天球的球面上，并利用球面坐標來表達或研究天體的位置及天體之間的關系。

建立球面坐標系統(tǒng)，如圖2－1所示.

參考點、線、面和圈第二頁，共七十八頁，2022年，8月28日第三頁，共七十八頁，2022年，8月28日天球的概念第四頁，共七十八頁，2022年，8月28日

天軸與天極

地球自轉軸的延伸直線為天軸，天軸與天球的交點PN和PS稱為天極，其中PN稱為北天極，PS

為南天極。

天球赤道面與天球赤道

通過地球質心O與天軸垂直的平面稱為天球赤道面。天球赤道面與地球赤道面相重合。該赤道面與天球相交的大圓稱為天球赤道。

天球子午面與子午圈

含天軸并通過任一點的平面，稱為天球子午面.

天球子午面與天球相交的大圓稱為天球子午圈。第五頁，共七十八頁，2022年，8月28日

時圈通過天軸的平面與天球相交的大圓均稱為時圈。黃道地球公轉的軌道面(黃道面)與天球相交的大圓稱為黃道。黃道面與赤道面的夾角稱為黃赤交角，約為23.5度。黃極通過天球中心，且垂直于黃道面的直線與天球的交點，稱為黃極。其中靠近北天極的交點稱為北黃極，靠近南天極的交點稱為南黃極。第六頁，共七十八頁，2022年，8月28日春分點與秋分點

黃道與赤道的兩個交點稱為春分點和秋分點。視太陽在黃道上從南半球向北半球運動時，黃道與天球赤道的交點稱為春分點，用γ表示。在天文學中和研究衛(wèi)星運動時，春分點和天球赤道面，是建立參考系的重要基準點和基準面

赤經與赤緯

地球的中心至天體的連線與天球赤道面的夾角稱為赤緯,春分點的天球子午面與過天體的天球子午面的夾角為赤經。第七頁，共七十八頁，2022年，8月28日

地球的公轉：開普勒三大運動定律：

—運動的軌跡是橢圓，太陽位于其橢圓的一個焦點上；

—在單位時間內掃過的面積相等；

—運動的周期的平方與軌道的長半軸的立方的比為常數(shù)。第八頁，共七十八頁，2022年，8月28日

地球的自轉的特征：

(1)地軸方向相對于空間的變化（歲差和章動）①歲差：地球自轉軸在空間的變化，是日月引力的共同結果。假設月球的引力及其運行軌道是固定不變的,由于日、月等天體的影響，地球的旋轉軸在空間圍繞黃極發(fā)生緩慢旋轉，形成一個倒圓錐體（見下圖），其錐角等于黃赤交角ε=23.5°，旋轉周期為26000年，這種運動稱為歲差，是地軸方向相對于空間的長周期運動。歲差使春分點每年向西移動50.3″第九頁，共七十八頁，2022年，8月28日第十頁，共七十八頁，2022年，8月28日考慮歲差和章動的共同影響：真旋轉軸、瞬時真天極、真天球赤道、瞬時真春分點。考慮歲差的影響：瞬時平天極、瞬時平天球赤道、瞬時平春分點。②北天極在天球上繞黃極旋轉的軌道不是平滑的小園，而是類似圓的波浪曲線運動，即地球旋轉軸在歲差的基礎上疊加周期為18.6年，且振幅為9.21″的短周期運動。這種現(xiàn)象稱為章動。真赤道:某一時刻的赤道。(由于歲差和章動的影響,每一時刻赤道的位置不同)平赤道:只有歲差影響時的赤道。黃經章動:章動引起的黃經變化。即平春分點與真春點的角距。交角章動:章動引起的黃赤交角的變化。第十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日章動影響第十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日

(2)地軸相對于地球本身相對位置變化（極移）

地球自轉軸存在相對于地球體自身內部結構的相對位置變化，從而導致極點在地球表面上的位置隨時間而變化，這種現(xiàn)象稱為極移。某一觀測瞬間地球極所在的位置稱為瞬時極，某段時間內地極的平均位置稱為平極。地球極點的變化，導致地面點的緯度發(fā)生變化。天文聯(lián)合會(IAU)和大地測量與地球物理聯(lián)合會(IUGG)建議采用國際上5個緯度服務(ILS)站以1900～1905年的平均緯度所確定的平極作為基準點，通常稱為國際協(xié)議原點CIO(ConventionalInternationalOrigin)。也稱協(xié)議地球極CTP。第十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日國際極移服務(IPMS)和國際時間局(BIH)等機構分別用不同的方法得到地極原點。國際時間局BIH的CIO有：BIH1968.0，BIH1979.0，BIH1984.0與CIO相應的地球赤道面稱為平赤道面或協(xié)議赤道面。地極坐標系：以CIO為原點，零子午線方向為X軸，以零子午線以西為了描述90°子午線為y軸。用來描述極移規(guī)律。第十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日第十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日第十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日地球自轉不但不均勻，而且還有季節(jié)性和短期性的變化?，F(xiàn)已弄清的有以下幾種原因：①地球自轉長期減慢的現(xiàn)象引起長期減慢的原因，一般認為是受潮汐磨擦力的影響。日長大約在100年內增長0s.0016。②地球自轉不規(guī)則的變化地球自轉有時快有時慢。在快慢交替的時候，變化相當顯著，變化量將超過地球自轉在100年內長期減慢所積累起的數(shù)值。原因：多方面，Ⅰ內部物質的移動；Ⅱ太陽光斑噴射的微粒子流與地球磁場耦合而產生得阻尼影響。(3)地球自轉速度變化（日長變化）第十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日③地球自轉的季節(jié)性變化周期較短，變化周期為一年和半年，變化振幅最大可達0s.03左右。原因：科學家們認為是由大氣環(huán)流的季節(jié)性變化造成的。④地球自轉的短周期變換周期為一個月和半個月，振幅在1毫秒以下，全部積累起來的影響在最大時也不超過3毫秒。⑤極移地球除自轉速度不均勻外，地極在地球表面上24米×24米范圍之內作反時針近似圓形螺旋曲線的周期運動，這種現(xiàn)象稱為“極移”。周期約為一年。由于“極移”導致各地的經、緯度不同，從而各地天文臺所測的世界時稍有差異。

第十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日

描述上述三種地球自轉運動規(guī)律的參數(shù)稱為地球定向參數(shù)(EOP)，描述地球自轉速度變化的參數(shù)和描述極移的參數(shù)稱為地球自轉參數(shù)(ERP)，EOP即為ERP加上歲差和章動，其數(shù)值可以在國際地球旋轉服務(IERS)網(wǎng)站()上得到。第十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日時間的描述包括時間原點、單位（尺度）兩大要素。時間是物質運動過程的連續(xù)的表現(xiàn)，選擇測量時間單位的基本原則是選取一種物質的運動。時間的特點是連續(xù)、均勻，故一種物質的運動也應該連續(xù)、均勻。周期運動滿足如下三項要求，可以作為計量時間的方法。

運動是連續(xù)的；運動的周期具有足夠的穩(wěn)定性；運動是可觀測的。選取的物理對象不同，時間的定義不同:

地球的自轉運動、地球的公轉、物質的振動等。2.2時間系統(tǒng)第二十頁，共七十八頁，2022年，8月28日恒星時(ST)以春分點作為基本參考點，由春分點周日視運動確定的時間，稱為恒星時。春分點連續(xù)兩次經過同一子午圈上中天的時間間隔為一個恒星日，分為24個恒星時，某一地點的地方恒星時，在數(shù)值上等于春分點相對于這一地方子午圈的時角。地方真恒星時、平恒星時、格林尼治真恒星時、格林尼治平恒星時之間的關系：第二十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日平太陽時MT以真太陽作為基本參考點，由其周日視運動確定的時間，稱為真太陽時。一個真太陽日就是真太陽連續(xù)兩次經過某地的上中天（上子午圈）所經歷的時間。

地球繞太陽公轉的速度不均勻。近日點快、遠日點慢。真太陽日在近日點最長、遠日點最短。假設以平太陽作為參考點，其速度等于真太陽周年運動的平均速度。平太陽連續(xù)兩次經過同一子午圈的時間間隔，稱為一個平太陽日平太陽日是以平子夜的瞬時作為時間的起算零點，如果LAMT表示平太陽時角，則某地的平太陽時MT=LAMT+12(平子夜與平正午差12小時）第二十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日世界時UT：

以格林尼治平子夜為零時起算的平太陽時稱為世界時。

UT=GAMT+12GAMT代表格林尼治平太陽時角。世界時世界時UT可分為以下三類：①UT0：直接由天文觀測得到的世界時。由于極移的影響使各地測得的UT0有微小的差別，所以不宜作統(tǒng)一的時間。

②UT1：是由UT0經過極移改正后得出的時間，稱為世界時。這是真正反映地球自轉的統(tǒng)一時間。也是天文航海所用的時間。UT1=UT0+Δλ第二十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日③UT2：是由UT1經過季節(jié)性改正后得出的世界時間。這是1972年以前國際公認的時間標準。但是，由于它仍舊存在著無法預測的長期減慢和不規(guī)則變化等因素的影響，所以在對時間精度提出更高要求的情況下，UT2也就不能作為均勻的時間標準了。

UT2=UT1+ΔT第二十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日歷書時ET與力學時DT由于地球自轉速度不均勻，導致用其測得的時間不均勻。1958年第10屆IAU決定，自1960年起開始以地球公轉運動為基準的歷書時來量度時間，用歷書時系統(tǒng)代替世界時。歷書時的秒長規(guī)定為1900年1月1日12時整回歸年長度的1／31556925.9747在天文學中，天體的星歷是根據(jù)天體動力學理論建立的運動方程而編寫的，其中采用的獨立變量是時間參數(shù)T,其變量被定義為力學時，力學時是均勻的。參考點不同，力學時分為兩種：

1)太陽系質心力學時TDB2)地球質心力學時TDT第二十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日TDT和TDB可以看作是ET分別在兩個坐標系中的實現(xiàn)，TDT代替了過去的ET地球質心力學時的基本單位國際秒制，與原子時的尺度相同。IGU規(guī)定：1977年1月1日原子時（TAI)0時與地球力學時嚴格對應為：

TDT=TAI+32.184第二十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日原子時(AT)

原子時是一種以原子諧振信號周期為標準。原子時的基本單位是原子時秒，定義為：在零磁場下，位于海平面的銫原子基態(tài)兩個超精細能級間躍遷輻射9192631770周所持續(xù)的時間為原子時秒，規(guī)定為國際單位制中的時間單位。

原子時的原點定義：1958年1月1日UT2的0時。

AT=UT2－0.0039(s)

地球自轉的不均性，原子時與世界時的誤差逐年積累。第二十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日

協(xié)調世界時(UTC)原子時與地球自轉沒有直接聯(lián)系，由于地球自轉速度長期變慢的趨勢，原子時與世界時的差異將逐漸變大，秒長不等，大約每年相差1秒，便于日常使用，協(xié)調好兩者的關系，建立以原子時秒長為計量單位、在時刻上與平太陽時之差小于0.9秒的時間系統(tǒng)，稱之為世界協(xié)調時(UTC)。當大于0.9秒，采用12月31日或6月30日調秒。調秒由國際計量局來確定公布。世界各國發(fā)布的時號均以UTC為準。第二十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日GPS時間系統(tǒng)時間的計量對于衛(wèi)星定軌、地面點與衛(wèi)星之間距離測量至關重要，精確定時設備是導航定位衛(wèi)星的重要組成部分。

GPS的時間系統(tǒng)采用基于美國海軍觀測實驗室USNO維持的原子時稱為GPST。GPST的起點，規(guī)定1980年1月6日0時GPS與UTC相等。GPST=UTC+n第二十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日§2.3坐標系統(tǒng)一、基本概念1、大地基準：地球橢球①橢球參數(shù):長半徑和扁率。②橢球定向:橢球旋轉軸平行于地球旋轉軸,橢球起始子午面平行于地球起始子午面。③橢球定位:確定橢球中心與地球中心的相對位置。第三十頁，共七十八頁，2022年，8月28日

2、大地測量參考系天球坐標系：用于研究天體和人造衛(wèi)星的定位與運動。地球坐標系：

用于研究地球上物體的定位與運動，是以旋轉橢球為參照體建立的坐標系統(tǒng)。①坐標參考系統(tǒng)：天球坐標系、地球坐標系第三十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日點的坐標可用（x,y,z）表示，也可用（L，B，H）表示。基準和坐標系兩方面要素構成了完整的坐標參考系統(tǒng)!②高程參考系統(tǒng)正高:以大地水準面為參考面PH正HN正常高:以似大地水準為參考面第三十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日③重力參考系統(tǒng)：重力觀測的參考系統(tǒng)。3、大地測量的參考框架大地測量參考系統(tǒng)的具體實現(xiàn)，是通過布設大地控制網(wǎng)(點)構建坐標參考框架、高程參考框架、重力參考框架。①、坐標參考框架：具體實現(xiàn)：國家平面控制網(wǎng)，GPS網(wǎng)②、高程參考框架:具體實現(xiàn)：國家高程控制網(wǎng)（水準網(wǎng)）③、重力參考框架：具體實現(xiàn)：國家重力基本（控制）網(wǎng)第三十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日4、橢球定位和定向概念①橢球定位：確定橢球中心的位置。地心定位：橢球面與大地水準面全球最佳符合。橢球中心與地球質心一致或最為接近。局部定位：橢球面與大地水準面局部最佳符合。②橢球定向：確定旋轉軸和起始子午面的方向。

a.橢球短軸平行于地球旋轉軸；

b.大地起始子午面平行于天文起始子午面。③參考橢球：具有確定參數(shù)(a,α),經過局部定位和定向的地球橢球。④總地球橢球：具有確定參數(shù)(a,α),經過地心定位和定向，與全球大地水準面最為密合的地球橢球。第三十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日二、慣性坐標系(CIS)與協(xié)議天球坐標系1、慣性坐標系（CIS）與協(xié)議天球坐標系定義①慣性坐標系（CIS）：在空間不動或做勻速直線運動的坐標系。②協(xié)議天球坐標系：以某一約定時刻t0作為參考歷元，把該時刻對應的瞬時自轉軸經歲差和章動改正后作為Z軸，以對應的春分點為X軸的指向點，以XOZ的垂直方向為Y軸方向建立的天球坐標系。是一種近似的慣性坐標系。目前采用的協(xié)議天球坐標系是以標準歷元J2000.0（2000年1月15日）的平赤道和平春分點為依據(jù)的。XYZoP春分點黃道天球赤道第三十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日③瞬時平天球坐標系：以某一瞬時平天球赤道和對應的春分點為依據(jù)。④瞬時真天球坐標系：以某一瞬時北天極和對應的真春分點為依據(jù)。2、協(xié)議天球坐標系轉換到瞬時真天球坐標系⑴、協(xié)議天球坐標系轉換到瞬時平天球坐標系第三十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日其中ZA，θA，ζA為歲差參數(shù)P0Pir0ri標準歷元平赤道瞬時平赤道ZYXZYXθAζAzA第三十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日為觀測歷元t的儒略日。⑵、瞬時平天球坐標轉換到瞬時真天球坐標第三十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日黃道平赤道真赤道平春分點真春分點ZYXZYX其中ε，Δε，ΔΨ為黃赤交角，交角章動，黃經章動進而有：第三十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日三、地固坐標系（地球坐標系）地固坐標系：原點O與地心（參心）重合，Z軸指向地球北極，X軸指向地球赤道面與格林尼治子午圈的交點，Y軸在赤道平面里與XOZ構成右手坐標系。地心坐標系：以總橢球為基準參心坐標系：以參考橢球為基準XYZoP地球赤道首子午線LB協(xié)議地球坐標系（CTS）：以協(xié)議地極CTP為Z軸方向。大多采用CIO為Z軸指向點。以對應赤道面與起始子午圈的交點為X軸指向。瞬時地球坐標系：以瞬時極為Z軸方向。第四十頁，共七十八頁，2022年，8月28日1、協(xié)議地球坐標系與瞬時地球坐標系之間的轉換二者差異由于極移的影響產生。極移參數(shù)國際地球自轉服務組織IERS根據(jù)所屬臺站的觀測推算得到以公報形式發(fā)布。0ZCTSYCTSXCTSZt

YtXt協(xié)議赤道瞬時赤道格林尼治平子午線xpypCTPt僅取至一次項有第四十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日2、協(xié)議地球坐標系與協(xié)議天球坐標系的關系⑴、瞬時地球坐標系與瞬時天球坐標系之間的轉換真春分點起始子午線赤道GASTxyzXYZ二者z軸重合，x軸間差格林尼治真恒星時時角GAST。第四十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日⑵、協(xié)議地球坐標系與協(xié)議天球坐標系之間的轉換第四十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日3.地球參心坐標系⑴、建立參心坐標系的工作a.確定橢球的幾何參數(shù)（長半徑a和扁率α）一般采用國際橢球參數(shù)。b.橢球定位c.椐球定向：平行條件d.建立大地原點如圖兩個坐標系的關系參數(shù)：三個平移參數(shù)(X0,Y0,Z0)三個旋轉參數(shù)εX,εY,εZ根據(jù)橢球定向平行條件有：εX=0、εY=0、εZ=0第四十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日⑵、大地原點和大地起算數(shù)據(jù)選定某一適宜的點K作為大地原點，觀測其天文經度λK，天文緯度φK，正高H正K，至某相鄰點的天文方位角αK，然后再換算成大地經度LK，大地緯度BK，大地方位角AK，大地高HK。LK，BK，AK稱為大地起算數(shù)據(jù)，大地原點又稱大地起算點。第四十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日根據(jù)廣義垂線偏差公式和廣義拉普拉斯方程有：顧及εX=0，εY=0，εZ=0，有：ξK－大地原點垂線偏差子午分量ηK－大地原點垂線偏差卯酉分量NK－大地水準面差距第四十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日⑶、參考橢球的定位和定向一點定位如果選擇大地原點：則大地原點的坐標為：第四十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日多點定位：在全國范圍內觀測許多點的天文經度λ，天文緯度φ，天文方位角α（這樣的點稱為拉普拉斯點）。利用這些觀測成果和已有的橢球參數(shù)，根據(jù)最佳擬合條件ΣN2=min（或Σζ2=min），采用最小二乘原理，求出橢球定位參數(shù)ΔX0，ΔY0，ΔZ0，旋轉參數(shù)εX，εy，εZ，橢球幾何參數(shù)的改正數(shù)Δa，Δα（a新=a舊+Δa，α新=α舊+Δα）以及η新,ξ新，N新。第四十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日求出大地原點新的大地起算數(shù)據(jù):參考橢球參數(shù)和大地起算數(shù)據(jù)是一個參心坐標系建成的標志，一定的參考橢球和一定的大地起算數(shù)據(jù)確定了一定的坐標系。第四十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日⑷、1954年北京坐標系（BJ54舊）①、采用克拉索夫斯基橢球參數(shù)，通過與前蘇聯(lián)1942年坐標系聯(lián)測而建立的坐標系。大地原點在前蘇聯(lián)的普爾科沃。②存在的主要缺陷：a、橢球參數(shù)有較大誤差。b、參考橢球面與我國的大地水準面有明顯自西向東的系統(tǒng)性傾斜。C、幾何大地測量和物理大地測量應用的參考面不統(tǒng)一。

幾何：克拉索夫斯基橢球物理：赫爾默特扁球d、定向不明確。短軸指向不是CIO，也不是我國的地極原點JYD1968.0第五十頁，共七十八頁，2022年，8月28日⑸、1980年國家大地坐標系（GDZ80）－西安坐標系①采用IUGG

1975年大會推薦的地球橢球（IAG-75）參數(shù)：a=6378140m；GM=3.986005×1014m3/s2；J2=1.08263×10-3；ω=7.292115×10-5rad/s

。②定向：“雙平行”。極點采納我國在1949到1977年期間36個臺站的觀測資料歸算得到的1968年極原點，即JYD1968.0

。③大地原點在我國陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)。④采用多點定位，根據(jù)Σζ2GDZ80=min求出參數(shù)ΔX0,ΔY0，ΔZ0，Δa，Δα。第五十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日⑥大地高程基準采用1956年黃海高程系。

⑤在1954年北京坐標系基礎上建立的，通過全國天文大地網(wǎng)整體平差。第五十二頁，共七十八頁，2022年，8月28日Geodeticorigin,PRChinaTriangulationandtraversepoints

48433Laplacianpoints458458Startinglines467467GeodeticnetworkofChina(horizontaldatum)第五十三頁，共七十八頁，2022年，8月28日⑹、新1954年北京坐標系（BJ54新）將GDZ80大地坐標系的空間直角坐標經過三個平移參數(shù)平移變換至克拉索夫斯基橢球中心，橢球參數(shù)保持與1954年北京坐標系相同。兩者坐標關系是：第五十四頁，共七十八頁，2022年，8月28日第五十五頁，共七十八頁，2022年，8月28日4、地心坐標系定義：原點O與地球質心重合，Z軸指向地球北極，X軸指向格林尼治平均子午面與地球赤道的交點，Y軸垂直于XOZ平面構成右手坐標系。種類：地球北極是地心地固坐標系的基準指向點，地球北極點的變動將引起坐標軸方向的變化。基準指向點的指向不同，可分為瞬時地心坐標系與協(xié)議地心坐標系。在大地測量中采用的地心地固坐標系大多采用協(xié)議地極原點CIO為指向點。第五十六頁，共七十八頁，2022年，8月28日·間接法:通過一定的資料(包括地心系統(tǒng)和參心系統(tǒng)的資料)，求得地心和參心坐標系之間的轉換參數(shù)，然后按其轉換參數(shù)和參心坐標，間接求得點的地心坐標的方法?？臻g直角坐標與大地坐標的關系XYZM0XYZLnBP′QHP·直接法:通過一定的觀測資料(如天文、重力資料、衛(wèi)星觀測資料等)，直接求得點的地心坐標的方法。⑴、地心地固坐標系的建立方法第五十七頁，共七十八頁，2022年，8月28日WGS-84是CTS,坐標系的原點是地球的質心，Z軸指向BIH1984.0CTP方向，X軸指向BIH1984.0零子午面和CTP赤道的交點，Y軸和Z、X軸構成右手坐標系。

5個基本參數(shù)

·a=6378137m·e2=0.0066943799013·GM=3986005×108m3s-2·C2,0=-484.16685×10-6·ω=7292115×10-11rad/s⑵、WGS-84世界大地坐標系第五十八頁，共七十八頁，2022年，8月28日⑶、國際地球參考系統(tǒng)（ITRS）與國際地球參考框架（ITRF）①國際地球參考系統(tǒng)（ITRS）原點為地心，是包括海洋和大氣在內的地球質心。長度單位為米，在廣義相對論框架下定義。Z軸從地心指向BIH1984.0定義的協(xié)議地極CTP。X軸從地心指向格林尼治平均子午面與CTP赤道的交點。Y軸與XOZ平面垂直，構成右手坐標系。②國際地球參考框架（ITRF）是國際地球參考系統(tǒng)（ITRS）的具體實現(xiàn)。是通過ITRS分布全球的跟蹤站的坐標和速度場來維持的。第五十九頁，共七十八頁，2022年，8月28日站心坐標系：以測站為原點，測站上的法線（或垂線）為Z軸方向，X軸指向子午線的北方向，Y軸垂直平面XOZ并指向東。5、站心坐標系⑴、垂線站心直角坐標系：以測站P為原點，P點的垂線為z軸(指向天頂為正),子午線方向為x軸(向北為正)，y軸與x，z軸垂直(向東為正)構成左手坐標系。這種坐標系稱為垂線站心直角坐標系，或稱為站心天文坐標系。λφ第六十頁，共七十八頁，2022年，8月28日Z(天頂)Y(東)PZQdαX(北)Q′空間任意一點Q相對于P的位置可通過地面觀測量---斜距d、天文方位角α和天頂距Z來確定垂線站心直角坐標系與地心（參心）坐標系之間的換算公式第六十一頁，共七十八頁，2022年，8月28日⑵、法線站心直角坐標系：以測站P點為原點，P點的法線方向為z*軸(指向天頂為正)，子午線北方向為x*軸，y*軸與x*,z*軸垂直，構成左手坐標系。這種坐標系就稱為法線站心