GPS定位的坐标系统和时间系统.pptVIP

地面点在地心大地坐标系中的坐标在地心大地坐标系中，地面点P可表示为P〔L，B，H〕L为大地经度：过P点的大地子午面与起始子午面的夹角；即ZOX平面和ZOP平面的夹角B为大地纬度：P点的法线方向与赤道面的夹角；过点P的椭球面法线与XOY平面的夹角H为大地高：即P点沿法线方向到椭球面的距离，以远离椭球面中心为正方向天文坐标系、地心空间直角坐标系和地心大地坐标系之间的转换〔了解内容〕设任意地面点P，其天文坐标、地心空间直角坐标和地心大地坐标分别为(λ，φ，Η正)、(X，Y，Z)和〔L，B，H〕，它们之间的换算关系为：为大地水准面差距式中，N为过P点的卯酉圈曲率半径；a、e分别为大地坐标系对应椭圆的长半轴和第一偏心率为P点的垂线偏差在子午圈的分量为P点的垂线偏差在卯酉圈的分量4协议地球坐标系地球坐标系与地球自转相关，地球坐标系的建立与取决于自转轴相对于地球本身的运动和经度原点E的稳定性为了固定地极位置，国际上采用协议地极〔CTP〕来统一地心坐标系协议地球坐标系：以协议地极为基准建立的坐标系国际协议原点(CIO)是一种目前仍被普遍采用的协议地极〔CTP〕协议地球坐标系需要确定如下要素：〔1〕确定协议地极和起始天文子午线〔2〕椭球参数〔3〕椭球的定位、定向目前国际通用的协议地球坐标系是WGS—84坐标系定义协议地球坐标系要素WGS：WorldGeodeticSystem，是美国国防部制图局经过多年研究和完善，开展起来的一种新的世界大地坐标系类型：协议地球坐标系，地心地固坐标系1987年1月7日起，GPS采用WGS-84作为其地球坐标系统几何定义：原点：地球质心Z轴:Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极〔CTP〕X轴:指向BIH1984.0经度原点Y轴:与Z、X轴构成右手坐标系WGS-84坐标系WGS-84椭球四个根本常数为：长半轴a=6378137±2m；地心引力常数〔含大气层〕GM=(3986005±0.6)*108(m3.s-2)重力场正常化二阶带球谐系数C2.0=-484.16685*10-6±1.30*10-9地球自转角速度ω=7292115*10-11±0.1500*10-11(rad.s-1)WGS-84椭球根本参数2.2.3坐标转换坐标转换是GPS定位中常用的一种运算卫星位置是在惯性坐标系下描述的，而地面点位置那么须在地固坐标系计算，需将观测历元t的瞬时天球坐标系转换到协议地球坐标系中，才能进行计算地面点所在国家和地区不同，需将地面点在协议地球坐标系中坐标转换到它所在区域的坐标系中坐标转换包括协议天球坐标系和协议地球坐标系的转换(自学)参心坐标系与协议地球坐标系的转换参心坐标系与协议地球坐标系的转换参心坐标系的建立参心坐标系与协议地球坐标系的坐标转换参心坐标系的建立建立参心坐标系的关键是确定参心椭球参心椭球与地球椭球不同，它不要求满足与全球大地水准面差距最小，满足某一特定区域水准面差距最小即可参心椭球中心一般不在地球质心上，须满足双平行条件：〔1〕其短轴平行于地球自转轴〔2〕其起始大地子午面平行于起始天文子午面中国使用的参心坐标系19世纪以来，世界上许多国家都使用各自的参心椭球，建立不同参心坐标系。1949年以后，中国使用的参心坐标系主要有两种：〔1〕1954年北京坐标系〔2〕1980年国家大地坐标系1954年北京坐标系确实定20世纪50年代，采用苏联的克拉索夫斯基椭球元素〔a=6378245m,扁率α=1/298.3〕和大地原点〔位于苏联的普尔科沃〕，通过与前苏联1942年普尔科沃坐标系进行联测和计算而建立的大地坐标系，定名为1954北京坐标系，简称54北京坐标系北京-54坐标系从建立至今，在我国各行各业得到应用在椭球参数、椭球定向、椭球面与大地水准面的密合程度等方面存在缺陷2.1概述2.2GPS使用的坐标系统2.3GPS使用的时间系统第二章GPS使用的坐标系统和时间系统2．1概述1GPS使用的坐标系统2GPS使用的时间系统GPS定位中，通常采用两种坐标系统：惯性坐标系〔InertialSystem〕在空间固定的坐标系，坐标原点和坐标轴指向在空间保持不动，用来描述卫星或其他天体的位置和运动状态如协议天球坐标系非惯性坐标系〔Non-InertialSystem〕指与地球体相固联的坐标系统，又叫地固坐标系或地球坐标系。主要用于描述地表、水下或低空测点的空间位置和处理GPS观测数据地固坐标系可分为地心坐标系、参心坐标系和站心坐标系天文坐标系、地心空间直角坐标系和地