坐标系统和时间系统 讲稿.ppt
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1、坐标系统和时间系统 第一页,讲稿共十八页哦第二章 坐标系统和时间系统2.1 天球坐标系与地球坐标系2.2 WGS-84坐标系和我国大地坐标系2.3 坐标系统之间的转换2.4 时间系统 第二页,讲稿共十八页哦2.1 天球坐标系和地球坐标系天球坐标系和地球坐标系全球定位系统(GPS)的最基本任务是确定用户在空间的位置。确定用户在空间的位置。用户的位置,实际上是指该用户在特定坐标系的位置坐标,位置是相对于参考坐标系而言的位置是相对于参考坐标系而言的,为此,首先要设立适当的坐标系。坐标系统是由原点位置、3个坐标轴的指向和尺度。根据坐标轴指向的不同,可划分为两大类坐标系:天球坐标系和天球坐标系和地球坐标
2、系。地球坐标系。由于坐标系相对于时间的依赖性,每一类坐标系又可划分为若干种不同定义的坐标系。不管采用什么形式,坐标系之间通过坐标平移、旋转和尺度转换,可以将一个坐标系变换到另一个坐标系变换到另一个坐标系。一个坐标系。第三页,讲稿共十八页哦2.1 天球坐标系和地球坐标系天球坐标系和地球坐标系2.1.1 天球坐标系天球坐标系1.1.天球空间直角坐标系的定义天球空间直角坐标系的定义地球质心O为坐标原点,Z轴指向天球北极,X轴指向春分点,Y轴垂直于XOZ平面,与X轴和Z轴构成右手坐标系。则在此坐标系下,空间点的位置由坐标(X,Y,Z)来描述。黄道黄道:地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆。春分点春
3、分点:赤道平面和黄道的两个相交点的一个(另一个是秋分点)。冬至后,太阳从南向北移动,在春分那一天通过这一点第四页,讲稿共十八页哦2.1 天球坐标系和地球坐标系天球坐标系和地球坐标系2.1.1 天球坐标系天球坐标系2天球球面坐标系的定义天球球面坐标系的定义 地球质心O为坐标原点,春分点轴与天轴所在平面为天球经度(赤经)测量基准基准子午面,赤道为天球纬度测量基准而建立球面坐标。空间点的位置在天球坐标系下的表述为(r,)。球面坐标系适于描述人造卫星的位置。球面坐标系适于描述人造卫星的位置。直角坐标系与球面坐标系 第五页,讲稿共十八页哦2.1 天球坐标系和地球坐标系天球坐标系和地球坐标系3.直角坐标系
4、与其等效的天球球面坐标系参数间的转换直角坐标系与其等效的天球球面坐标系参数间的转换对同一空间点,天球空间直角坐标系与其等效的天球球面坐标系参数间有如下转换关系:第六页,讲稿共十八页哦2.1 天球坐标系和地球坐标系天球坐标系和地球坐标系2.1.2 地球坐标系地球坐标系1地球直角坐标系的定义地球直角坐标系的定义 地球直角坐标系: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。2.地球大地坐标系的定义地球大地坐标系的定义地球大地坐标系: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,
5、B,H)。大地坐标系适于大地测量中表示地面点的位大地坐标系适于大地测量中表示地面点的位置。置。直角坐标系和大地坐标系第七页,讲稿共十八页哦2.1 天球坐标系和地球坐标系天球坐标系和地球坐标系2.1.2 地球坐标系地球坐标系3.直角坐标系与大地坐标系参数间的转换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:第八页,讲稿共十八页哦2.1 天球坐标系和地球坐标系天球坐标系和地球坐标系2.1.3 站心赤道直角坐标系与站心地平直角坐标系站心赤道直角坐标系与站心地平直角坐标系1站心赤道直角坐标系站心赤道直角坐标系如图2-3,P1 是测站点,O为球心。以O为原点
6、建立球心空间直角坐标系。以P1 为原点建立与相应坐标轴平行的坐标系叫站心赤道直角坐标系。显然,同坐标系有简单的平移关系:第九页,讲稿共十八页哦2.1 天球坐标系和地球坐标系天球坐标系和地球坐标系2站心地平直角坐标系站心地平直角坐标系以P1 为原点,以P1 点的法线为z轴(指向天顶为正),以子午线方向为x轴(向北为正),y轴与x,z垂直(向东为正)建立的坐标系叫站心地平直角坐标系。站心地平直角坐标系与站心赤道直角坐标系的转换关系如下 站心地平直角坐标系能够比较直观方便的描述卫星与观测站之间的瞬时距站心地平直角坐标系能够比较直观方便的描述卫星与观测站之间的瞬时距离、方位角和高度角,了解卫星在天空中
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