gps定位原理与应用 第二章 gps坐标系统和时间系统

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1、主讲：余学祥第二章坐标系统和时间系统GPS定位原理与应用xxyu9166@yahoo.com.cnPrinciplesandPracticeofGPSPositioningChapter2CoordinateandTimeSystem第二章坐标系统和时间系统——CoordinateandTimeSystem主要内容Themaincontents2.1协议天球坐标系ConventionalCelestialSphereCoordinateSystem2.2协议地球坐标系ConventionalEarthCoordinateSystem2.3WGS-84坐标系和

2、我国的大地坐标系WorldGeodeticSystem-1984andournationalGeodeticCoordinateSystem2.4时间系统TimeSystem思考题1、在GPS定位中，通常采用哪两种坐标系统？2、何为天球？天球上有哪些主要的点、线、面？3、天球空间直角坐标系和天球球面坐标系是如何定义的？二者间有何关系？4、什么叫岁差和章动？二者对北天极的运动有何影响？5、为什么要定义协议天球坐标系？它是如何定义的？6、地心空间直角坐标系和地心大地坐标系是如何定义的？二者间有何联系？第二章坐标系统和时间系统——CoordinateandTime

3、System思考题7、什么叫极移？协议地球坐标系是如何定义的？8、WGS-84坐标系是如何定义的？其主要参数是多少？9、在GPS定位中时间系统有何重要意义？确定时间的基准是什么？10、何为恒星时、世界时、原子时、协调世界时、GPS时？11、GPS时和原子时、协调世界时有何关系？第二章坐标系统和时间系统——CoordinateandTimeSystem第二章坐标系统和时间系统——CoordinateandTimeSystem第二章坐标系统和时间系统——CoordinateandTimeSystem坐标系统与时间系统是描述卫星运动，处理观测数据和表达观测站位置的

4、数学与物理基础。所以，了解GPS测量中的—些常用坐标系统和时间系统，熟悉它们各自间的转换关系，是极为重要的。本章将主要介绍天球坐标系与地球坐标系，以及有关时间系统的概念。概述第二章坐标系统和时间系统——CoordinateandTimeSystem●一类是在空间固定的坐标系统（空固系）。这类坐标系统与地球自转无关，对于描述卫星的运行位置和状态极为方便。严格说来，卫星的运动理论是根据牛顿引力定律，在惯性坐标系统中建立起来的，而惯性坐标系统在空间的位置和方向应保持不变，或仅作匀速直线运动。但是，实际上严格满足这一条件是困难的。在天体测量中，惯性参考系一般都是通过

5、基本星表坐标系统来近似实现的。●另一类是与地球体相固联的坐标系统（地固坐标系）。这类坐标系统对于表达地面观测站的位置和处理GPS观测成果尤为方便。它在经典大地测量学(Geodesy)中，具有多种表达形式和极为广泛的应用。第二章坐标系统和时间系统——CoordinateandTimeSystem坐标系统是由原点(origin)位置、坐标轴(Coordinateaxis)的指向和尺度(Scale)所定义的。在GPS测量中,坐标系的原点一般取地球的质心（themasscenteroftheearth)，而坐标轴的指向具有一定的选择性。为了使用上的方便，国际上都通过

6、协议来确定某些全球性坐标系统的坐标轴指向，这种共同确认的坐标系，通常称为协议坐标系(ConventionalCoordinateSystem)。第二章坐标系统和时间系统——CoordinateandTimeSystem第二章坐标系统和时间系统2.1协议天球坐标系一、天球的基本概念●天球:是指以地球质心M为中心，半径r为任意长度的一个假想的球体。ConventionalCelestialCoordinateSystem2.1协议天球坐标系在天文学中，通常均把天体(celestialbodies)投影(project)到天球的球面，并利用球面坐标系统来表达或研究

7、天体的位置及天体之间的关系。为了建立球面坐标系统，必须确定球面上的一些参考点、线、面和圈。在全球定位系统中，为描述卫星的位置也将涉及到这些概念。第二章坐标系统和时间系统第二章坐标系统和时间系统通过地球质心并与天轴垂直的平面，称为天球赤道面。这时天球赤道面与地球赤道面相重。该赤道面与天球相交的大圆称为天球赤道。地球自转轴的延伸称为天轴；天轴与天球的交点Pn、Ps称为天极，其中Pn称为北天极，Ps称为南天极。2、天球赤道面与天球赤道1、天轴和天极(celestialaxisandcelestialpole)第二章坐标系统和时间系统包含天轴并通过地球上任一点的平面

8、，称为天球子午面(MeridianPlane;Mer