6第六講 坐標(biāo)系統(tǒng)

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主講：周建鄭

授課內(nèi)容一、參心坐標(biāo)系

二、地心坐標(biāo)系三、天球坐標(biāo)系

為什么需要坐標(biāo)系統(tǒng)

了解自身所處環(huán)境的需要

與同伴交流的需要

描述我們所處的位置

確切描述我們所處位置需要

規(guī)范描述我們所處位置需要

建立坐標(biāo)系統(tǒng)

一、參心坐標(biāo)系1.概述BJZ54(原)參心大地坐標(biāo)系參心坐標(biāo)系GDZ80BJZ54參心空間直角坐標(biāo)系

地球表面與各種橢球之間的關(guān)系4

一、參心坐標(biāo)系1.概述確定橢球的形狀和大小

定參心大地坐標(biāo)系的建立定

位

向

確定大地原點(diǎn)

2.1954北京坐標(biāo)系克拉索夫斯基橢球

1954北京坐標(biāo)系原點(diǎn)指向尺度

橢球中心參心

國際標(biāo)準(zhǔn)

長半軸：a6378245m扁率：f1/298.36

Z軸

X軸

Y軸

2.1954北京坐標(biāo)系克拉索夫斯基橢球

橢球參數(shù)不確切無物理特性參數(shù)

橢球定向不明確

長半軸：a6378245m扁率：f1/298.3

大地點(diǎn)坐標(biāo)是分區(qū)平差獲得

3.1980XX大地坐標(biāo)系全國天文大地網(wǎng)施行整體平差1980XX大地坐標(biāo)系

橢球形狀與大小

IAG1975橢球

a6378140mGM3.9860051014m3s2J21.08263103

7.292115105rads1f1/298.2578

3.1980XX大地坐標(biāo)系

1980XX大地坐標(biāo)系

IAG1975橢球

橢球定位

短半軸

起始子午面

橢球面

一、參心坐標(biāo)系4.1954年新北京坐標(biāo)系(BJZ54)新1954年北京坐標(biāo)系是通過1980年西安坐標(biāo)系的三個(gè)定位參數(shù)平移至克拉索夫斯基橢球中心，長半徑與扁率仍取克拉索夫斯基橢球幾何參數(shù)。而定位與1980年大地坐標(biāo)系一致(即大地原點(diǎn)一致),定向也與1980橢球一致。因此，新1954年北京坐標(biāo)系的精度和1980年坐標(biāo)系精度一致，而坐標(biāo)值與舊1954年北京坐標(biāo)系的坐標(biāo)接近。

二、地心坐標(biāo)系地心空間大地平直角坐標(biāo)系地心空間大地直角坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系地心大地坐標(biāo)系地心空間大地瞬時(shí)直角坐標(biāo)系

尋常所說的地心坐標(biāo)系都是指地心空間大地平直角坐標(biāo)系，簡稱地心直角坐標(biāo)系，它是衛(wèi)星大地測量中的一種常用坐標(biāo)系。

二、地心坐標(biāo)系1.建立地心坐標(biāo)系的意義和方法(1)意義(1)不適合建立全球統(tǒng)一坐標(biāo)系的要求參心坐標(biāo)系的缺點(diǎn)(2)不便于研究全球重力場(3)水平控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)分開，破壞了空間點(diǎn)三維坐標(biāo)的完整性。在上述這3方面，地心坐標(biāo)系就表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。因此，建立并不斷精化地心直角坐標(biāo)系統(tǒng)，對(duì)于發(fā)展空間技術(shù)和解決衛(wèi)星大地測量等問題具有特別意義。

二、地心坐標(biāo)系1.建立地心坐標(biāo)系的意義和方法(2)方法重力方法最理想的方法

方法

天文大地測量方法

空間大地測量的方法

二、地

心坐標(biāo)系2.地心坐標(biāo)系的表述形式

ZPN

坐標(biāo)原點(diǎn)Z軸

格林尼治天文臺(tái)

Z

X軸Y軸OY

YP點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y,Z)XS

X

3.大地坐標(biāo)系

大地經(jīng)度(L)

過地面點(diǎn)的子午面與起始子午面之間的夾角

格林尼治天文臺(tái)

P

N

HM

大地緯度(B)

G

過地面點(diǎn)的法線與赤道面之間的夾角

BL

大地高(H)

地面點(diǎn)沿法線至參考橢球面的距離P點(diǎn)坐標(biāo)(L,B,H)

S(X,Y,Z)為坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換

(L,B,H)15

4.WGS—84大地坐標(biāo)系屬于協(xié)議地球坐標(biāo)系

ZN

地心坐標(biāo)系

WGS-84橢球

a6378137mf1:298.257223563WGS-84空間直角坐標(biāo)系

YO

X

S

5.地方獨(dú)立坐標(biāo)系地方獨(dú)立坐標(biāo)系：為了實(shí)用、便利和科學(xué)的目的，將地方獨(dú)立測量控制網(wǎng)建立在當(dāng)?shù)氐钠骄０胃叱堂嫔?，并以?dāng)?shù)刈游缇€作為中央子午線進(jìn)行高斯投影求得平面坐標(biāo)。這些地方獨(dú)立坐標(biāo)系隱含著一個(gè)與當(dāng)?shù)仄骄０胃叱滔鄬?duì)應(yīng)的參考橢球，我們稱之為地方參考橢球。中心一致地方參考橢球與國家參考橢球的關(guān)系軸向一致

扁率相等

長半徑有一增量

6.ITRF坐標(biāo)框架簡介InternationalTerrestrialReferenceITRF國際地球參考框架

原點(diǎn)：在地球體系的質(zhì)心

參考橢球：WGS—84橢球

三、天球坐標(biāo)系1.天球上的點(diǎn)和圈天球天軸與天極天球赤道面與天球赤道天球子午面與天球子午圈黃道黃極北黃極北天極

春分點(diǎn)春分點(diǎn)和天球赤道面

基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)面19

南天極

南黃極

三、天球坐標(biāo)系2.歲差與章動(dòng)地球自轉(zhuǎn)軸指向在空間不斷搖擺。

2.歲差與章動(dòng)(1)歲差歲差是指由于日月行星引