GPS课件第三讲GPS定位中的基本坐标系.ppt

思考题 Questions （1）由协议天球坐标系到瞬时天球坐标系应进行什么转换？有哪些步骤？转换关系是什么？ （2）地球坐标系应该如何建立？天球坐标系到地球坐标系应该如何转换？ 《GPS原理与应用》 本次课主要内容 Contents 相关知识的回顾 Review 坐标系统在卫星定位中的作用 The Role of Coordinate System in Satellite Positioning 天球坐标系 Celestial Coordinate System (CCS) 天球坐标系的转换 Transformation of Celestial Coordinate System 一、坐标系的定义 原点位置（三个参数） 坐标轴指向（三个参数） 长度单位（一个参数） x y z o 相关知识的回顾 Review x y z x y z 左手系 右手系 o o 1、空间直角坐标(x, y, z) 二、坐标的不同表示形式 x y z o 2、球面坐标(r, α, δ) o α δ r y z x 相关知识的回顾 Review 2、球面坐标(r, α, δ) o α r 1、空间直角坐标(x, y, z) 二、坐标的不同表示形式 x y z o y z x x y z y x z 相关知识的回顾 Review δ o α r x y z y x z 二、坐标的不同表示形式 空间直角坐标和球面坐标的转换关系 相关知识的回顾 Review δ 旋转矩阵 x y z x y z x y z x1 y1 z1 x1 y1 z1 x1 y1 z1 相关知识的回顾 Review O O O 本次课主要内容 Contents 相关知识的回顾 Review 坐标系统在卫星定位中的作用 The Role of Coordinate System in Satellite Positioning 天球坐标系 Celestial Coordinate System (CCS) 天球坐标系的转换 Transformation of Celestial Coordinate System 导航：引导运动载体准确沿着选定的路线到达目的地。 定位：准确确定目标点的位置坐标。 坐标系统在卫星定位中的作用 The Role of Coordinate System in Satellite Positioning 导弹的发射及控制中，需要坐标系统制约导弹的飞行及精确打击目标 坐标系统在卫星定位中的作用 The Role of Coordinate System in Satellite Positioning 空间探测器在飞行中及变轨时，需要相应的坐标系统确定其位置及姿态 坐标系统在卫星定位中的作用 The Role of Coordinate System in Satellite Positioning GPS定位中的基本坐标系 天球坐标系 地球坐标系 坐标系统在卫星定位中的作用 The Role of Coordinate System in Satellite Positioning 本次课主要内容 Contents 相关知识的回顾 Review 坐标系统在卫星定位中的作用 The Role of Coordinate System in Satellite Positioning 天球坐标系 Celestial Coordinate System (CCS) 天球坐标系的转换 Transformation of Celestial Coordinate System 天球有关的基本概念 天球：以地心为球心，以任意长为半径的假想球体。 天轴：过地球旋转轴的延伸直线。 天极：天轴与天球面的两个交点，北天极 和南天极。 天球赤道面：过球心且与天轴垂直的平面。 图2 与天球有关的几个基本概念 天球有关的基本概念 黄道面：地球公转轨道所在平面，与赤道面夹角约为23.5°。 春分点：太阳从南半球向北半球运行时，黄道与赤道的交点。 春分点和天球赤道面是 建立天球坐标系的基准 点和基准面。 图2 与天球有关的几个基本概念 天球坐标系的定义 原点：地球质心 坐标轴指向： Z轴——指向地球自转轴 X轴——指向春分点 Y轴——与X轴、Z轴构成右手系 M 黄道 ε Pn Πs Πn 天球 赤道 Ps X Y Z （北天极） 天球坐标系 Celestial Coordinate System 岁差与章动的影响 在日月引力及其它天体引力对地球隆起部分的作用下，地球在绕太阳运行时，自转轴方向不再保持不变。绕北黄极缓慢地旋转。 长周期运动：岁差( Precession ) 短周期运动：章动( Nut