第二章 坐标与时间系统.ppt

武汉大学测绘学院 第二章 坐标与时间系统 * 2.3 坐标系统 2.3.1 基本概念 大地基准 大地基准是指用以描述地球形状的参考椭球的参数，以及参考椭球在空间中的定位及定向。 大地测量参考系统 坐标参考系统 高程参考系统 重力参考系统 * 坐标参考系统 天球坐标系：用于研究天体和人造卫星的定位与运动。 地球坐标系： 用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系两种形式， 基准、坐标系、尺度、计算模型构成了完整的坐标参考系统! * 天球坐标系 * 地球坐标系 * 高程参考系统 以大地水准面为参照面的高程系统称为正高 以似大地水准面为参照面的高程系统称为正常高 以参考椭球面为参照面的高程系统称为大地高 正常高及正高与大地高有如下关系： H=H正常+ζ H=H正高+N Geoid Ellipsoid N h Topography Ocean H Geodetic Height Orthometric Height Geoid Height * * 国家平面控制网是全国进行测量工作的平面位置的参考框架。 国家高程控制网是全国进行测量工作的高程参考框架。 国家重力基本网是确定我国重力加速度数值的参考框架。 大地测量参考框架 大地测量参考系统的具体实现，是通过大地测量手段确定的固定在地面上的控制网所构建坐标参考架、高程参考框架、重力参考框架。 * “2000国家GPS控制网”由国家测绘局布设的高精度GPS A、B级网，总参布设的GPS 一、二级网，地震局、总参测绘局、科学院、国家测绘局共建的中国地壳运动观测网组成，该控制网整合了上述三个大型的有重要影响力的GPS观测网的成果，共2609个点，通过联合处理建立了CGCS2000，可满足现代测量技术对地心坐标的需求，是我国新一代的地心坐标系统的基础框架。 * 椭球定位和定向概念 椭球的类型: 参考椭球:具有确定参数(长半径a和扁率α)，经过局部定位和定向，同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球。 总地球椭球:在全球范围内与大地体最密合的地球椭球。 * 椭球定位:是指确定椭球中心的位置，可分为两类： (1)局部定位：要求在一定范围内椭球面与大地水准面有最佳的符合，而对椭球的中心位置无特殊要求； (2)地心定位：要求在全球范围内椭球面与大地水准面最佳的符合，同时要求椭球中心与地球质心一致。 椭球的定向 指确定椭球旋转轴的方向，不论是局部定位还是地心定位，都应满足两个平行条件： (1)椭球短轴平行于地球自转轴； (2)大地起始子午面平行于天文起始子午面。 * * 2.3.2 协议天球坐标系 惯性坐标系 在空间固定不动或做匀速直线运动的坐标系 协议天球坐标系 约定某一刻t0作为参考历元，把该时刻对应的平北极作为 Z轴的指向点，以对应的春分点为 X 轴的指向点，以 XOY 的垂直方向为 Y 轴建立的右手坐标系，称为协议天球坐标系或协议惯性坐标系(CIS-Conventional Inertial System) * 国际大地测量协会(IAG)和国际天文学联合会(IAU)决定，从1984年1月1日起采用以J2000.0(2000年1月1日12h)的平赤道和平春分点为依据的协议天球坐标系。 协议天球坐标系 瞬时平天球标系 瞬时真天球标系 武汉大学测绘学院