GPS原理及应用课件.pptxVIP

 GPS坐标系统和时间系统 2.1.1天球主要点、线、圈 2.1 天球及天球坐标系 定义：以空间某一点为中心、半径为无穷大的一个圆球。 作用：天文学中通常把参考坐标建立在天球上 分类：站心天球、地心天球、日心天球 天球上的主要点、线、圈 天顶（Z）和天底（Z’） 天轴（PP’）和天极（南、北天极） 天球赤道面和天球赤道 天球子午面和天球子午圈 上子午圈和下子午圈 上赤道点Q和下赤道点Q’ 子午线和东西南北点（E、W、S、N） 时圈 春分点和秋分点 春分点和秋分点 坐标系统建立的三要素 坐标原点 坐标轴指向 表示坐标的参数 2.1.2 天球坐标系 天球坐标系的定义 天球坐标系是以天球及天球上的点线圈为基础所建立的坐标系 天球坐标系的分类 依天球中心的不同来划分 日心坐标系、地心坐标系、站心坐标系 依所依据的天球上的点线圈的不同来划分 时角赤道坐标系 以天球赤道、子午面和上赤道点为依据 用赤纬和时角t表示 赤经赤道坐标系 以天球赤道、过春分点的时圈和春分点为依据 用赤经和赤纬表示 黄道坐标系 以天球黄道、过春分点的黄经圈和春分点为依据 用黄经l和黄维表示 地心、站心与日心天球坐标系的关系 视差 由于观测者所处位置不同，而使观测同一天体的方向发生变化，这种变化称为视差。视差又有周年视差（恒星视差）、周日视差等之分。 视差 地心、站心与日心天球坐标系的关系 不同天体坐标表示方法的不同 恒星：采用赤经和赤纬表示 人造地球卫星：采用赤经、赤纬和距离r表示 天球赤道坐标系和天球直角坐标系 天球赤道坐标系( ,, r) 和天球直角坐标系(x,y,z) 转换关系 岁差章动对天球坐标的影响 岁差和章动 瞬时平天极、瞬时天球平赤道和瞬时平春分点（仅考虑岁差） 岁差、章动导致春分点位置发生变化 瞬时真天极、瞬时天球真赤道和瞬时真春分点（考虑岁差和章动的综合影响） 岁差章动对天球坐标的影响 协议天球坐标系（CIS）(1) 协议天球坐标系协议天球坐标系 经协商指定的某一特定时刻的平天球坐标系 当前，国际上所采用的天球坐标系 国际大地测量协会和国际天文协议联合会确定从1984年1月1日起采用 为2000年1月15日12h（J2000.0）的平天球坐标系 Z轴指向J2000.0的平北天极 X轴指向J2000.0的平春分点 Z轴指向J2000.0的平北天极 X轴指向J2000.0的平春分点 当前，国际上所采用的天球坐标系 国际大地测量协会和国际天文协议联合会确定从1984年1月1日起采用 为2000年1月15日12h（J2000.0）的平天球坐标系 Z轴指向J2000.0的平北天极 X轴指向J2000.0的平春分点 协议天球坐标系（CIS）(2) 协议天球坐标系与真天球坐标系间的关系 进行岁差和章动改正 特定时刻的 真天球坐标 章动改正 特定时刻的 平天球坐标 J2000.0的平天球坐标 （协议天球坐标） 岁差改正 2.2 协议地球坐标系 1.地球直角坐标系的定义 原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林尼治子午圈的交点，Y轴在赤道平面里与XOZ构成右手坐标系。 图2-2 直角坐标系和大地坐标系 2.地球大地坐标系的定义 地球椭球的中心与地球质心重合椭球的短轴与地球自转轴重合。空间点位置在该坐标系中表述为（L，B，H）。 地球直角坐标系和地球大地坐标系可用图2-2表示： 3. 直角坐标系与大地坐标系参数间的转换 对同一空间点，直角坐标系与大地坐标系参数间有如下转换关系： 地心坐标系与参心坐标系 地心坐标系 坐标原点位于地球质心 参心坐标系 坐标原点不位于地球质心 地心坐标系和参心坐标系的特点 地心坐标系适合于全球用途的应用 参心坐标系适合于局部用途的应用 有利于使局部大地水准面与参考椭球面符合更好 保持国家坐标系的稳定 有利于地心坐标的保密 极移 定义：由于地球内部和外部的种种动力学 因素，使得地球体对于自转轴产生相对运 动，因而引起了地极的移动，这种现象称 为极移。 极移包括 Chandlar分量（周期1.2年）和周年分量 极移的测定 测定极移 – 通过测定纬度的变化 ILS（后来的IPMS）和BIH 国际协用原点CIO（1900-1905平均地极） 极原点（JYD）（中国） 岁差、章动和极移 岁差、章动造成天球坐标的变化 极移造成地球坐标的变化 平地球坐标系和瞬时（真）地球坐标系 瞬时（真）地球坐标系 Z轴与瞬时地球自转轴重合或平行的地球坐标系 平地球坐标系 Z轴指向空间中某一固定点（平极）的地球坐标系 平地球坐标(X,Y,Z)和瞬时（真）地 球坐标(x,y