GPS02坐标系统与时间系统

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1、GPS原理及应用上海海洋大学海洋学院Email:wshen@shou.edu.cn课程类别：海技专业基础课讲授：沈蔚第二章坐标系统与时间系统OUTLINEYourLocationis:36.067901oN94.171071oW2.1天球坐标系与地球坐标系2.2WGS-84坐标系和我国大地坐标系2.3坐标系转换2.4时间系统3经典大地测量中的坐标系统常见的坐标系统空间直角坐标系大地坐标系平面直角坐标系2.1天球坐标系与地球坐标系4建立测量坐标系的基准面是什么？2.1天球坐标系与地球坐标系5参考椭球面和参心坐标系大地水准面海洋陆地地球表面参考椭球面参考椭球2.1天球坐标系与地球坐标系

2、6参心坐标系的特点2.1天球坐标系与地球坐标系7平面直角坐标系的建立2.1天球坐标系与地球坐标系8高斯平面直角坐标定义高斯平面直角坐标系的定义X轴：中央子午线的投影Y轴：赤道的投影原点：两轴的交点假东、假北为了避免坐标系中出现负值，统一规定将每一带的坐标轴西移或南移一定距离。我国的假北为0，假东为500km高斯分带投影6度带3度带2.1天球坐标系与地球坐标系9经典大地测量中的坐标系统定义一个坐标系统，包含哪两个基本要素？建立参心坐标系的出发点是什么？建立一个参心大地坐标系，必须解决那些问题？2.1天球坐标系与地球坐标系10卫星定位中的坐标系描述卫星的位置——天球坐标系描述地球上的点的

3、位置——地球坐标系2.1天球坐标系与地球坐标系11天球和天球坐标系天球——以地球质心为中心，半径为任意长度的一个假想球体。2.1天球坐标系与地球坐标系12天球天轴:地球自转轴的延伸线天极:天轴与天球的交点天(球)赤道面：通过地球质心，与天轴垂直的平面天球子午面：包含天轴,并通过天球上任何一点的平面2.1天球坐标系与地球坐标系13黄道和二分点地球绕日公转的轨道平面与天球相交的圆称之为“黄道面”地球自转与黄道（太阳绕地球的运行轨道）面法线并不一致，而夹角成的角天赤道与黄道相交于两点，当一年中太阳过这两点时分别是春分和秋分，在这两天全球各地昼夜等长。2.1天球坐标系与地球坐标系14旋进与岁

4、差二分点由西向东缓慢漂移（也称为“旋进”）。这一现象在我国被称之为岁差。2.1天球坐标系与地球坐标系15章动月球轨道面位置的变化引起瞬时北天极绕瞬时平天极产生旋转，大致成椭圆轨迹，周期约为18.6年。这种现象称为章动。2.1天球坐标系与地球坐标系16天球坐标系的两种表示方法天球球面坐标系(赤经，赤纬，向径)天球空间直角坐标系(X,Y,Z)2.1天球坐标系与地球坐标系17建立天球坐标系的两个问题实际地球的形状近似一个赤道隆起的椭球体，因此在日月引力和其他天体对隆起部分的作用下，地球在绕太阳运行时，自转轴的方向不再保持不变而使春分点在黄道上产生缓慢的西移——岁差、章动2.1天球坐标系与地

5、球坐标系18三种天球坐标系瞬时真天极瞬时平天极一个特定时刻，即标准历元：2000.1.15：的瞬时平天极2.1天球坐标系与地球坐标系19三种天球坐标系瞬时极（真）天球坐标系——〉瞬时真天极、瞬时真赤道面、瞬时真春分点——〉坐标轴指向随时间变化瞬时平天球坐标系——〉瞬时平天极、瞬时平赤道面、瞬时平春分点——〉经过了章动改正标准历元的平天球坐标系——〉相应标准历元（2000.1.15）的一个特定时刻的平天球坐标系——〉经过了标准历元到观测历元的岁差改正2.1天球坐标系与地球坐标系20地球坐标系空间技术和远程武器的发展，要求提供高精度的地心坐标2.1天球坐标系与地球坐标系211、地心坐标系

6、的定义地心空间直角坐标系地心大地坐标系思考：和参心坐标系统的定义有何区别？2.1天球坐标系与地球坐标系222、建立地球坐标系的问题：极移极移——地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，因而地极点在地球表面的位置是随时间而变化的，这种现象称为极移。瞬时北地极1900.00~1905.00年地球自转轴的瞬时平均位置2.1天球坐标系与地球坐标系233、两种地球坐标系地球坐标系原点Z轴X轴瞬时地球坐标系地心瞬时北地极平地球坐标系地心协议地极原点（如1900.00~1905.00年地球自转轴的瞬时平均位置)与地心和CIO连线正交之平面和格林尼治平子午面的交线瞬时真赤道面和包含瞬时自转轴的格林尼

7、治平子午面的交线协定地球坐标系？？2.1天球坐标系与地球坐标系24天球坐标系与地球坐标系联系（1）原点都位于地球的质心（2）瞬时自转轴和瞬时天轴重合；即瞬时天球坐标系和瞬时地球坐标系的Z轴重合（3）X轴分别指向春分点和格林尼治天文子午面和赤道的交点，两瞬时坐标系的X轴夹角为春分点的格林尼治恒星时GAST转换瞬时天球坐标系瞬时平天球坐标系标准历元的平天球坐标系GAST旋转瞬时地球坐标系协议地球坐标系极移改正章动岁差2.1天球坐标系与地球坐标系252.2WGS