卫星轨道基础-坐标系统2.ppt

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1、卫星轨道基础刘万科空间定位与导航工程研究所坐标系统坐标系统定义坐标系统之间的相互转换问题坐标系统地球坐标系天文坐标系大地坐标系地心坐标系协议地球坐标系天球坐标系地平坐标系时角坐标系赤道坐标系黄道坐标系协议天球坐标系地球坐标系定义与地球固连在一起随地球一起运动的坐标系，又称为地固坐标系用于确定地面上某点或空间某点相对地球的位置可分为：天文坐标系大地坐标系地心坐标系协议地球坐标系天文坐标系天文观测采用的坐标系参考面天文子午面与地球自转轴平行的铅垂面起始天文子午面过格林尼治天文台的天文子午面天文卯酉面与天文子午面垂直的铅垂面大地水准面天文经度、天文纬度、正高不是一个严密的统一的坐标系统大地坐

2、标系大地经度大地纬度大地高地心坐标系原点为地球质心Z轴指向地球北极X轴指向格林尼治子午面与赤道面的交点Y轴与X轴、Z轴成右手坐标系协议地球坐标系坐标系原点：地球质心Z轴：指向国际协议原点CIO，或协议地级CTP基准面：协议赤道面X轴：BIH零子午面常用的坐标系：WGS84，CGCS2000天球坐标系地平坐标系时角坐标系赤道坐标系黄道坐标系协议天球坐标系地平坐标系原点：测站基准面：真地平圈（与测站铅垂方向垂直的平面，过测站的地平面）Z轴：指向天顶方向成左手坐标系常用方位角A，天顶距z或高度角h表示时角坐标系原点：地球质心基准面：天赤道Z轴：指向北天极X轴：天赤道最高点QY轴与X、Z轴成左

3、手坐标系问题：基点Q不固定赤道坐标系在时角坐标系的基础上，将X轴指向春分点Z轴指向北天极基准面为天赤道成右手坐标系黄道坐标系基准面：黄道X轴：春分点Z轴：北黄极成右手坐标系协议天球坐标系以某瞬时t的瞬时平天极和瞬时平春分点为基准建立的天球坐标系为协议天球坐标系以2000年1月1日12时TDB的标准历元的平赤道和平春分点定义的协议天球坐标系称为J2000.0协议天球坐标系，或称为J2000.0地心惯性系原点：地球质心Z轴：指向J2000.0平天极X轴：指向J2000.0平春分点Y轴：构成右手坐标系天球坐标系之间的相互转换转换方法利用球面三角有关公式利用直角坐标转换关系17J2000.0地

4、心惯性系至瞬时平赤道坐标系只需进行岁差改正，设岁差矩阵为P，则18瞬时平赤道坐标系至瞬时真赤道坐标系只需进行章动改正，根据IAU1980章动理论，可计算黄赤交角变化和春分点经度变化。设章动矩阵为N，则19瞬时真赤道坐标系至瞬时地球固定坐标系两者的Z轴重合，从瞬时真赤道坐标系转换到瞬时地球固定坐标系，只需将其X轴绕Z轴旋转一个格林威治真恒星时。则旋转矩阵为20瞬时地球固定坐标系至地球固定坐标系需要进行极移改正。设极移改正矩阵为PMJ2000.0地心惯性系与地固系坐标之间的位置转换关系本章重点1.地球坐标系、天球坐标系2.地球坐标系与天球坐标系之间的转换23作业：J2000.0地心惯性系与

5、地球固定坐标系的相互转换如何将J2000.0地心惯性系坐标转换为地固系坐标（包括位置和速度）？如何将地固系坐标转换为J2000.0地心惯性系坐标（包括位置和速度）？