GPS技术与应用-2坐标系统与时间系统.ppt

《GPS技术与应用-2坐标系统与时间系统.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、坐标系统与时间系统第二章坐标系统与时间系统坐标系统与时间系统第二章坐标系统与时间系统主要内容：◇GPS坐标系统坐标系统分类WGS-84坐标系、北京54坐标系西安80坐标系◇GPS时间系统协调世界时(UTC)、GPS时(GPST)坐标系统与时间系统>坐标系统§2.1坐标系统◇研究意义和目的坐标系统和时间系统是描述卫星运动、处理观测数据和表达定位结果的数学与物理基础。坐标系统与时间系统>坐标系统§2.1坐标系统◇坐标系统坐标系统组成:坐标系和基准坐标系指的是描述空间位置的表达形式；基准指的是为描述空间位置而

2、定义的一系列点、线、面。在大地测量中的基准一般是指为确定点在空间中的位置，而采用的地球椭球或参考椭球的几何参数和物理参数，及其在空间的定位、定向方式，以及在描述空间位置时所采用的单位长度的定义。坐标系统与时间系统>坐标系统§2.1坐标系统◇坐标系的分类天球坐标系:与地球自转无关，故称为空固坐标系或惯性坐标系，其坐标原点和各坐标轴指向在空间保持不变，用于描述卫星运行位置和状态；地球坐标系:则与地球体相固连，故又称为地固坐标系，用于描述地面点的位置。坐标系统与时间系统>坐标系统§2.1坐标系统坐标系统天球坐

3、标系统地球坐标系统地心坐标系参心坐标系WGS84坐标系北京54坐标系西安80坐标系坐标系统与时间系统>坐标系统§2.1坐标系统◇GPS测量中常用的坐标系统WGS-84坐标系北京54坐标系西安80坐标系坐标系统与时间系统>坐标系统WGS-84坐标系WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，称之为美国国防部1984年世界大地坐标系，简称WGS-84，GPS所发布的星历参数就是基于此坐标系统的。坐标系统与时间系统>坐标系统WGS-84坐标系WGS-84坐标系的几何定义原点位于地球的质心Z轴指向BIH19

4、84.0定义的协议地球极方向X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点Y轴与X轴和Z轴构成右手系。坐标系统与时间系统>坐标系统WGS-84坐标系WGS-84坐标系椭球基本参数①椭球长半轴a＝（6378137±2）（m）②地球引力常数（含大气层）GM＝（3986005×108±0.6×108）m3/s2；③正常二阶带谐系数＝－484.16685×10－6±0.6×10－6④地球自转角速度ω＝（7292115×10－11±0.1500×10－11）rad/s。根据以上4个地球椭球的基本参数可进一

5、步求出：扁率的倒数f－1＝298.257223563坐标系统与时间系统>坐标系统1954年北京坐标系1954年北京坐标系（要点）属参心大地坐标系；采用克拉索夫斯基椭球参数：长半轴a＝6378245m，扁率＝1：298.3；大地原点在前苏联的普尔科沃天文台，是前苏联1942年普尔科沃坐标系在我国的延伸；大地点高程是以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准；高程异常是以前苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算值，按我国天文水准路线推算出来的；坐标系统与时间系统>坐标系统1980西安大地坐标系19

6、80年国家大地坐标系（要点）针对1954年北京坐标系，在技术上存在椭球参数不够精确（与现代精确椭球参数相比，长半轴约大109m）、参考椭球与我国大地水准面拟合不好（存在自西向东明显的系统性的倾斜，在东部地区高程异常最大达＋65m，全国范围平均为29m）等缺点而建立的。属参心大地坐标系。坐标系统与时间系统>坐标系统1980西安大地坐标系1980年国家大地坐标系（要点）4个椭球基本参数，数值采用1975年国际大地测量与地球物理联合会第16届大会的推荐值：①椭球长半轴a＝6378140m；②地球引力常数（与地

7、球质量的乘积）GM＝3.986005×1014m3/s2；③地球重力场二阶带谐系数J2＝1.08263×10－3；④地球自转角速度ω＝7.292115×10－5rad/s。根据以上4个地球椭球的基本参数可进一步求出：地球椭球扁率f＝1：298.257坐标系统与时间系统>坐标系统1980西安大地坐标系1980年国家大地坐标系（要点）定向明确：地球椭球的短轴平行于由地球质心指向JYD1968.0方向，起始大地子午面平行于我国天文子午面。大地原点在我国中部地区（陕西省泾阳县永乐镇，在西安市以北60km，简称西

8、安原点），推算坐标的精度比较均匀。大地点高程是以1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面为基准。坐标系统与时间系统>坐标系统1954新北京坐标系1954年新北京坐标系（产生原因）大地控制点在两坐标系中的坐标存在较大的差异，最大的达100m以上已有的成果大部分是1954年北京坐标系下的，这必然产生新旧成果利用上的诸多不便。为解决上述问题，便产生了1954年新北京坐标系——在1980年国家大地坐标系的基础上，将其椭球改换成原来的克拉索夫斯基椭球