2014--第2章---坐标系统与时间系统新.pptVIP

坐标系统与时间系统 第2章 内容 1、天球坐标系和地球坐标系 2、WGS-84坐标系和我国大地坐标系 3、坐标系统之间的转换 4、时间系统 天 球: 以任意点为球心，任意长为半径，为研究天体的位置和运动而引进的一个与人们直观感觉相符的假想圆球。 天轴与天极：地球自转轴的延伸直线为天轴，天轴与天球的交点Pn(北天极)Ps(南天极)称为天极。 天球赤道面与天球赤道：通过地球质心与天轴垂直的平面为天球赤道面，该面与天球相交的大圆为天球赤道。 天球子午面与天球子午圈：包含天轴并经过地球上任一点的平面为天球子午面，该面与天球相交的大圆为天球子午圈。 时圈：通过天轴的平面与天球相交的半个大圆。 黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，即当地球绕太阳公转时，地球上的观测者所见到的太阳在天球上的运动轨迹。黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角，约23.50。 黄极：通过天球中心，垂直于黄道面的直线与天球的交点。靠近北天极的交点?n称北黄极，靠近南天极的交点?s称南黄极。 地球自转的平面叫赤道面。 地球公转的平面叫黄道面。 从春分点开始，每30°一个方位， 共12个方位，称黄道12星座。 一、天球坐标系与地球坐标系 GPS的基本任务是确定用户在空间的位置。而位置实际上是指该用户在特定坐标系的位置坐标，位置是相对于参考坐标系而言的，为此，首先要设立适当的坐标系。 GPS中常采用空间直角坐标系及其相应的大地坐标系。 坐标系统是由原点位置、3个坐标轴的指向和尺度所定义，根据坐标轴指向的不同，可划分为两大类坐标系：天球坐标系和地球坐标系。 简单看出： 天球坐标系： 在天上—与地球自转无关—卫星专用品 地球坐标系： 在地上—同地球自转—地面观测站专用品 由于坐标系相对于时间的依赖性，每一类坐标系又可划分为若干种不同定义的坐标系。 定义坐标系必须明确： 坐标原点的位置 三个坐标轴的指向 长度单位 采用空间直角坐标系便于坐标转换 不管采用什么形式，坐标系之间通过坐标平移、旋转和尺度转换，可以将一个坐标系变换到另一个坐标系去。 而最重要的： 在一个坐标系中，一组具体的参数值（坐标值）只表示唯一的空间点位，一个空间点位也对应唯一的一组参数值（坐标值）。 1、天球坐标系 功用：卫星专用品——描述人造卫星的位置采用球面坐标系是正确并便捷的。 天球坐标系也称作空固坐标系。 天球是以地球质心M为原点，任意长度为半径r的一个假想球体。 球面坐标系———直角坐标系 三参数： 1、原点重合，rop——距离确定——底圆面确定 2、 ——方向确定——竖圆面确定 3、 ——偏离角度确定——交点确定 2、大地坐标系 功用：大地测量中描述地面点的位置常用。 三参数： 1、大地纬度B 2、大地经度L 3、大地高程H 3、站心赤道直角坐标系 站心地平直角坐标系 站心赤道直角坐标系： 不用多说 ——该系是以P1 为原点建立与 相应坐标轴平行的坐标系 ——把原点由O点平移至P1点而已。。。 显而易见，二者的关系还是比较简单的。。。 站心地平直角坐标系——P-xyz 站心地平直角坐标系 ——比较直观方便的描述卫星、观测站之间的“瞬时距离、方位角、高度角”，了解卫星在万里高空中的分布情况。 P-xyz： 以P1 为原点，以P1 点的法线为z轴（指向天顶为正），以子午线方向为x轴（向北为正），y轴与x，z垂直（向东为正）。 站赤和地平之间的关系？旋转变换。。。 3步 将y轴反向——y，轴 绕y，轴旋转（90°-B） 绕 z 轴旋转（180°-L） P1-xyz 4、卫星测量中常用坐标系 地球坐标系随地球自转而不断地相对于天球坐标系旋转——相对运动 天球坐标系——不随地球自转的天体、卫星 地球坐标系——描述地面观测站的位置 地球坐标系、天球坐标系——互相变换 ——引进了多种概念的坐标系 相对运动——怎么办？ 使两个坐标系原点重合（地球质心） 两坐标系Z轴重合（瞬时地球自转轴） 瞬时极天球坐标系 瞬时极地球坐标系 瞬时极天球坐标系、瞬时极地球坐标系 瞬时极天球坐标系：原点：地球质心；Z轴：指向瞬时地球自转轴（也称真天极）方向；X轴：指向瞬时春分点（也称真春分点）方向；.Y轴：和X、Z轴成右手系。 瞬时极地球坐标系：原点：地球质心；Z轴：指向瞬时地球自转轴（也称真天极）方向；X轴：指向瞬时赤道面和包含地球自转轴和平均天文台赤道参考点的子午面交