102(地球)參心坐標(biāo)系

§10.2（地球）參心坐標(biāo)系10.2.1參考橢球定位與定向的實(shí)現(xiàn)方法建立（地球）參心坐標(biāo)系，需進(jìn)行下面幾個(gè)工作：①選擇或求定橢球的幾何參數(shù)（長短半徑）；②確定橢球中心位置（定位）;③確定橢球短軸的指向（定向）；④建立大地原點(diǎn)。橢球的幾何參數(shù)一般可選IUGG推薦值,下面主要討論參考橢球的定位與定向。對于地球和橢球可分別建立空間直角坐標(biāo)系Oi一XiYiZi和0—XYZ。兩者的相對關(guān)系,可用三個(gè)平移參數(shù)X°,Y0,Z°（橢球中心0ppp相對于地心O的平移參數(shù)）和三個(gè)繞坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)參數(shù)//z（表示參1考橢球定向）來表示。傳統(tǒng)做法是：首先選定某一適宜的點(diǎn)K作為大地原點(diǎn)，在該點(diǎn)上實(shí)施精密的天文測量和高程測量，由此得到該點(diǎn)的天文經(jīng)度九K，天文緯度9K，至某一相鄰點(diǎn)的天文方位角aK和正高H正尺，以大地原點(diǎn)垂線偏差的子午圈分量匕K，卯酉圈分量"K，“k（大地原點(diǎn)的大ppp地水準(zhǔn)面差距）和乙x，乙y，乙z等六個(gè)參數(shù)值，根據(jù)廣義的垂線偏差公式和廣義的拉普拉斯方程式可得：L=九一耳sec9一（psin九+pcos九）tg9+pK KK K y Kx K KzB=9—g ―（pcos九一psin九）KKK y Kx K （10T）A=a一耳tg9一（psin九+pcos九）sec9K KKK y Kx K K

H=H+N+(8cos九-8sin九)Ne2sinOcosQ(10-2)K正KKyKxKKKK(10-2)得到相應(yīng)的大地經(jīng)度LK，大地緯度BK，至某一相鄰點(diǎn)的大地方位角AK和大地高Hk。由上面四個(gè)公式可看出，耳K，EK，NK替換了原來的的定位參X0,Y0,Z0顧及橢球定向的兩個(gè)平行條件，即(10-3)(10-4)(10-5)8=0,8=0,8=0(10-3)(10-4)(10-5)xyz代入（10-1）式和（10-2）式得L=X-nsecOKKKKB=O-EKKKAK=aK-nKtgOKH=H+NK 正K K參考橢球定位與定向的方法可分為兩種：一點(diǎn)定位和多點(diǎn)定位。1.一點(diǎn)定位在天文大地測量工作的初期，由于缺乏必要的資料確定耳k，K，NK值，通常只能簡單地取n=0,E=0,n=0 （106）K K K （10-6）即表明在大地原點(diǎn)K處，橢球的法線方向和鉛垂線方向重合，橢球面和大地水準(zhǔn)面相切。這時(shí)由（10-4）和（10-5）式得L=X,B=0,A=aKKKKKKH=H （10-7）K 正K因此，僅僅根據(jù)大地原點(diǎn)的天文觀測和高程測量結(jié)果，顧及（10-3）和（10-6）式按（10-7）式即可確定橢球的定位和定向，就是一點(diǎn)定位的方法。2.多點(diǎn)定位一點(diǎn)定位的結(jié)果在較大范圍內(nèi)往往難以使橢球面與大地水準(zhǔn)面有較好的密合。所以在國家或地區(qū)的天文大地測量工作進(jìn)行到一定的時(shí)候或基本完成后，利用許多拉普拉斯點(diǎn)（即測定了天文經(jīng)度、天文緯度和天文方位角的大地點(diǎn)）的測量成果和已有的橢球參數(shù)，按照廣義弧度測量方程按EN2二最?。ɑ駿：2二最?。┻@一條件，通過計(jì)算進(jìn)行新的定位和定向,從而建立新的參心大地坐標(biāo)系。按這種方法進(jìn)行參考橢球的定位和定向，由于包含了許多拉普拉斯點(diǎn)，因此通常稱為多點(diǎn)定位法。多點(diǎn)定位的結(jié)果使橢球面在大地原點(diǎn)不再同大地水準(zhǔn)面相切，但在所使用的天文大地網(wǎng)資料的范圍內(nèi)，橢球面與大地水準(zhǔn)面有最佳的密合。10.2.2大地原點(diǎn)和大地起算數(shù)據(jù)參考橢球的定位和定向，一般是依據(jù)大地原點(diǎn)的天文觀測和高程測量結(jié)果，通過確定耳K，'K，NK和8X，8y，8Z，計(jì)算出大地原點(diǎn)上的也叫大地基準(zhǔn)點(diǎn)或大地起算點(diǎn)。由此可以看出，橢球的形狀和大小以及橢球的定位和定向同大地原點(diǎn)上大地起算數(shù)據(jù)的確定是密切相關(guān)的。對于經(jīng)典的參心大地坐標(biāo)系的建立而言，參考橢球的定位和定向是通過確定大地原點(diǎn)的大地起算數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的，而確定起算數(shù)據(jù)又是橢球定位和定向的結(jié)果。不論采用何種定位和定向方法來建立國家大地坐標(biāo)系，總得有一個(gè)而且只能有一個(gè)大地原點(diǎn)，否則定位