坐标系、坐标系统及坐标转换ppt课件.ppt
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1、采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21 1坐标系种类及坐标转换坐标系种类及坐标转换采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-22 2 坐标系是指描述空间位置的表达形式。坐标系是指描述空间位置的表达形式。一、坐标系一、坐标系基本概念基本概念 坐标系的种类很多,坐标系的种类很多,在数学当中按表达方式的不同分为在数学当中按表达方式的不同分为:笛卡尔直角
2、笛卡尔直角坐标系、球面坐标系坐标系、球面坐标系(或或称球坐标系称球坐标系)、平面极坐标系平面极坐标系和和柱面坐标系柱面坐标系(或称或称柱坐标系柱坐标系)等等。n 坐标系坐标系n 坐标系种类坐标系种类采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-23 3n 在测量中在测量中根据研究对象的不同主要分为两类:根据研究对象的不同主要分为两类:天球坐标系天球坐标系和和地球坐标系地球坐标系。p天球坐标系用来描述天体的位置,与地球自转无关,是一种惯性系天球坐标系用来描述天体的位置,与地球自转
3、无关,是一种惯性系。p地球坐标系用来描述地面点的位置,随同地球自转地球坐标系用来描述地面点的位置,随同地球自转。二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-24 4n天球坐标系分为天球球面坐标系和天球直角坐标系。天球坐标系分为天球球面坐标系和天球直角坐标系。二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类1、天球坐标系、天球坐标系采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接
4、部位干净无污物2022-8-22022-8-25 5p原点:地球质心原点:地球质心p赤经赤经:天体子午面与春分点子午面的夹角:天体子午面与春分点子午面的夹角p赤纬赤纬:天体与地心联线和天球赤道面的夹角面的夹角:天体与地心联线和天球赤道面的夹角面的夹角p向径向径r:天体与地心的距离:天体与地心的距离二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类(1)天球球面坐标系)天球球面坐标系采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-26 6p原点:地球质心原点:地球质心pZ轴:指向北天极轴:指向
5、北天极pX轴:指向春分点轴:指向春分点pY轴:与轴:与X、Z轴构成右手坐标系轴构成右手坐标系二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类(2)天球空间直角坐标)天球空间直角坐标采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-27 72、地球坐标系、地球坐标系n以上两类都有以下几种表达方式:以上两类都有以下几种表达方式:n地球坐标系根据原点的不同,即参考椭球的不地球坐标系根据原点的不同,即参考椭球的不同分为地心坐标系和参心坐标系。同分为地心坐标系和参心坐标系。二二、测量坐标系的分类测量坐
6、标系的分类l空间大地坐标系,即大地经纬度(空间大地坐标系,即大地经纬度(B,LH)形式;)形式;l空间直角坐标系,即三维空间坐标(空间直角坐标系,即三维空间坐标(X,Y,Z)形式;)形式;l投影平面直角坐标系,即二维平面坐标(投影平面直角坐标系,即二维平面坐标(x,y,h)形式)形式采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-28 8n 地心坐标系:坐标原点位于地球质心地心坐标系:坐标原点位于地球质心n 参心坐标:坐标原点不位于地球质心参心坐标:坐标原点不位于地球质心p 地心
7、坐标系适用于全球应用地心坐标系适用于全球应用p 参心坐标系适用于局部应用参心坐标系适用于局部应用l 有利于局部大地水准面与参考椭球面符合更好有利于局部大地水准面与参考椭球面符合更好l 保持国家坐标系的稳定保持国家坐标系的稳定l 有利于参心坐标系的保密有利于参心坐标系的保密二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类2、地球坐标系、地球坐标系采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-29 9 地心坐标系和参心坐标系的区别地心坐标系和参心坐标系的区别二二、测量坐标系的分类测量坐标系的
8、分类采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21010n建立一个地心坐标系,通常包括以下几个内容:建立一个地心坐标系,通常包括以下几个内容:l 确定地球椭圆体:它的大小和形状要同大地球体最佳吻合确定地球椭圆体:它的大小和形状要同大地球体最佳吻合;l 地心的定位和定向:坐标系原点位于地球地心的定位和定向:坐标系原点位于地球(含海洋和大气含海洋和大气)的质的质心,定向为国际时间局心,定向为国际时间局(BIH)测定的某一历元的协议地极测定的某一历元的协议地极(CTP)和零子午线
9、;和零子午线;l 采用广义相对论下某一局部地球框架内的尺度作为测量长度的采用广义相对论下某一局部地球框架内的尺度作为测量长度的尺度。尺度。二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类n(1)地心坐标系)地心坐标系采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21111目前主要的地心坐标系目前主要的地心坐标系f)/(23smGM)/(srad810418.3986004810418.39860048104 .3986004510292115. 7510292115. 751029211
10、5. 7810418.3986004510292115. 7二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21212n参心坐标系的原点与某一地区或某个国家所采用的参考椭参心坐标系的原点与某一地区或某个国家所采用的参考椭球中心重合。球中心重合。n建立一个参心坐标系,通常包括以下几个内容:建立一个参心坐标系,通常包括以下几个内容:(1)确定参考椭球体的形状和大小;)确定参考椭球体的形状和大小;(2)确定参考椭球中心的位置(参考椭球定位);)确定
11、参考椭球中心的位置(参考椭球定位);(3)确定坐标轴的方向(定向);)确定坐标轴的方向(定向);(4)确定大地原点的大地经纬度。)确定大地原点的大地经纬度。二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类n(2)参心坐标系)参心坐标系采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21313n空间大地坐标系采用大地纬度(空间大地坐标系采用大地纬度(B)、大地经度()、大地经度(L)和)和大地高来描述空间位置。大地高来描述空间位置。p大地经度是空间的点与参大地经度是空间的点与参考考 椭球的自
12、转轴法线与参椭球的自转轴法线与参考椭球的起考椭球的起 始子午面的夹始子午面的夹角。角。p大地纬度是空间的点沿参考大地纬度是空间的点沿参考椭球面的法线与赤道面的夹椭球面的法线与赤道面的夹角。角。p大地高度是空间的点沿参考大地高度是空间的点沿参考椭球的法线方向与参考椭球椭球的法线方向与参考椭球面的距离。面的距离。二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类2、地球坐标系、地球坐标系n(1)空间大地坐标系(地理坐标系)空间大地坐标系(地理坐标系)n三种表达形式:三种表达形式:采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污
13、物2022-8-22022-8-21414n大地坐标系采又称地理坐标系,可以表示地球上任何一点大地坐标系采又称地理坐标系,可以表示地球上任何一点的位置。的位置。p通过格林尼治天文台子午环中心的子午线作为本初子午通过格林尼治天文台子午环中心的子午线作为本初子午线。线。p参考椭球不同得到的经纬度也是不一样的。参考椭球不同得到的经纬度也是不一样的。二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21515p坐标原点位于参考椭球的坐标原点位于参考椭球
14、的中心。中心。pX轴指向起始子午面与赤道轴指向起始子午面与赤道的交点;的交点;pZ轴指向参考椭球的北极轴指向参考椭球的北极pY轴位于赤道面上,且按右轴位于赤道面上,且按右手系与手系与X轴成轴成90夹角。夹角。二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类n(2)空间直角坐标系)空间直角坐标系采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21616n平面直角坐标系是利用平面直角坐标系是利用投影变换,将空间坐标投影变换,将空间坐标通过某种数学变换映射通过某种数学变换映射到平面上,这种变换又
15、到平面上,这种变换又称投影变换。称投影变换。n投 影 变 换 有 很 多 , 如投 影 变 换 有 很 多 , 如UTM投影、投影、Lambuda投影等,在我国采用的投影等,在我国采用的最多的是高斯克吕格投最多的是高斯克吕格投影。影。二二、测量坐标系的分类测量坐标系的分类n(3)平面直角坐标)平面直角坐标采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21717p坐标系是指描述空间位置的表达形式。坐标系是指描述空间位置的表达形式。三三、我国常用的测量坐标系统我国常用的测量坐标系统
16、p基准是指为描述空间位置而定义的点线面。基准是指为描述空间位置而定义的点线面。 大地测量基准是指用以描述地球形状的地球椭球参数,包含描述大地测量基准是指用以描述地球形状的地球椭球参数,包含描述 地球椭球几何特征的长短半轴和物理特征的有关参数、地球在空间地球椭球几何特征的长短半轴和物理特征的有关参数、地球在空间的定位及定向以及描述这些位置所采用的单位长度的定义的定位及定向以及描述这些位置所采用的单位长度的定义 。n 坐标系统由坐标系和基准两方面要素构成。坐标系统由坐标系和基准两方面要素构成。nWGS-84、北京54、西安80都可以用(B,L,H)和(X,Y,Z)表示。采用PP管及配件:根据给水设
17、计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21818nWGS-84世界大地坐标系世界大地坐标系n(The WGS-84 Coordinate System)我国常用的测量坐标系统有:我国常用的测量坐标系统有:n1954年北京坐标系年北京坐标系n(Beijing Geodetic Coordinate System 1954)n1980国家大地坐标系国家大地坐标系n(National Geodetic Coordinate System 1980)n地方独立地坐标系地方独立地坐标系注注:以上是标准名称。
18、以上是标准名称。三三、我国常用的测量坐标系统我国常用的测量坐标系统采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-21919nWGS-84坐标系是一个地心坐标系。由美国国防部制图坐标系是一个地心坐标系。由美国国防部制图局建立,于局建立,于1987年取代了年取代了WGS-72坐标系。坐标系。(一)、(一)、 WGS-84坐标系坐标系p原点是地球的质心。原点是地球的质心。p空 间 直 角 坐 标 的空 间 直 角 坐 标 的 Z 轴 指 向轴 指 向BIH1984.0定义的(定义的(
19、CTP)方向。)方向。pX轴指向轴指向BIH1984.0定义的零度子定义的零度子午面和(午面和(CTP)赤道的交点。)赤道的交点。pY轴构成右手坐标系。轴构成右手坐标系。注注:GPS直接提供的坐标是(直接提供的坐标是(B,L,H); BIH( Bureau International de lHeure)国际时间服务机构国际时间服务机构; CTP(Conventional Terrestrial Pole)协议地级协议地级三三、我国常用的测量坐标系统我国常用的测量坐标系统采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位
20、干净无污物2022-8-22022-8-22020n1954年北京坐标系是一个参心大地坐标系。年北京坐标系是一个参心大地坐标系。(二)、(二)、1954年北京坐标系年北京坐标系p采用克拉索夫斯基椭球的两个儿何参数;采用克拉索夫斯基椭球的两个儿何参数;p大地原点在原苏联的普尔科沃;大地原点在原苏联的普尔科沃;p采用多点定位法进行椭球定位;采用多点定位法进行椭球定位;p高程基准为高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面;年青岛验潮站求出的黄海平均海水面;p高程异常以原苏联高程异常以原苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算数年大地水准面重新平差结果为起算数据;据;p按我国天文水准路线推
21、算而得。按我国天文水准路线推算而得。三三、我国常用的测量坐标系统我国常用的测量坐标系统采用PP管及配件:根据给水设计图配置好PP管及配件,用管件在管材垂直角切断管材,边剪边旋转,以保证切口面的圆度,保持熔接部位干净无污物2022-8-22022-8-22121n1980国家大地坐标系是一个参心大地坐标系。国家大地坐标系是一个参心大地坐标系。(三)、(三)、1980国家大地坐标系国家大地坐标系p采用的国际大地测量和地球物理联合会于采用的国际大地测量和地球物理联合会于1975年推荐的椭球年推荐的椭球参数;参数;p大地原点位于我国陕西省径阳县永乐镇;大地原点位于我国陕西省径阳县永乐镇;p椭球面同大地
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