1、第03次課坐標系統第1頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五2、坐標系:描述空間位置的表達形式如天球坐標系描述星體的空間位置、地球坐標系描述地球上點的空間位置。3、大地測量參考系統（Geodetic Reference System）由天球坐標系統和地球坐標系組成。4、大地測量參考框架（Geodetic Reference Frame） 大地測量系統具體化。我國154348個平面點、114041個高程點（416619.1公里）、21126個重力點、45534個GPS點及監測網點構成。第2頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五5、幾個縮寫含意IAG國際大地

2、測量協會；IAU國際天文聯合會；IUGG地球物理聯合會；IPMS國際極移服務；BIH國際時間局；CIO國際協議原點；第3頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五6、 橢球定位和定向概念橢球定位：確定橢球中心的位置。分類： 局部定位：參考橢球 地心定位：總地球橢球橢球定向：確定橢球旋轉軸的方向。 橢球短軸平行于地球自轉軸 大地起始子午面平行于天文起始子午線橢球：大小、形狀、定位、定向。第4頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五7 坐標系統的類型空間直角坐標系大地坐標系空間直角坐標系大地坐標系參心坐標系地心坐標系 地心地固坐標系ECEF地固坐標系天球坐標系坐標

3、系第5頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五站心直角坐標系站心極坐標系站心赤道坐標系站心地平坐標系高斯平面直角坐標系天文坐標系參心大地坐標系參心空間直角坐標系地心大地坐標系地心空間直角坐標系投影平面地心參心站心總地球橢球面參考橢球面大地水準面表示方式坐標原點參考面地球坐標系統笛卡爾坐標曲線坐標平面直角坐標第6頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五2.3. 2慣性坐標系和協議天球坐標系慣性坐標系：在空間固定不變或做勻速運動的坐標系。協議天球坐標系：某一時刻（參考歷元）地球旋轉軸經過歲差和障動改正后的指向為軸，相應春分點為軸，建立的右手直角坐標系。地心協議天

4、球坐標系：以地心為原點的協議天球坐標系。第7頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五8、地球參心坐標系（一）參考橢球的定位和定向的實現方法 1.選擇或求定橢球的幾何參數（a，） 2.確定橢球的中心位置（定位） 3.確定橢球短軸的指向（定向） 4.建立大地原點 單點定位：大地原點測天文精度、天文緯度、正高，至某一 相鄰點的天文方位角 大地緯度、大地經度、大地方位角、大地高 多點定位：多個拉普拉斯點（二）大地原點和大地起算數據第8頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五（三）1954北京坐標系 簡介：采用克氏橢球，是1942年蘇聯坐標系，1956年黃海高 程系

5、作用：15萬個國家大地點；完成了全國范圍內1：5萬 1：10萬的任務 缺點：橢球參數有較大誤差； 定位存在系統性傾斜；（東部地區最大水準面差距 達68m）； 幾何大地測量和物理大地測量應用的參考面不統一； 定向不明確； 坐標精度不是最好，局部平差。第9頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五（四）1980年坐標系 在陳俊勇院士主持下建立起來的。特點：采用1975國際橢球； 在1954年坐標系基礎上建立的； 橢球面與似大地水準面在我國境內最為密合，是多點定位； 定向明確； 大地原點位于我國中部 采用1956黃海高程系（五）新1954年北京坐標系（了解） 第10頁，共14頁，20

6、22年，5月20日，13點25分，星期五10、地心地固坐標系地心地固空間直角坐標系的定義： 原點：地球質心 Z軸：指向地球北極 X軸：格林尼治平均子午面與地球赤道的交點 Y軸：垂直于XOZ平面，構成右手坐標系地心地固大地坐標系的定義： 中心：與地球質心重合 橢球面與大地水準面在全球 范圍內最佳符合， 橢球短軸與地球自轉軸重合 大地緯度： 大地經度： 大地高第11頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五(一)極移與國際協議原點 極移：地極點在地球表面上的位置隨時間變化的現象。 瞬時極、平極 IAU、IUGG，國際協議原點CIO(Conventional Internationa

7、l Origin) 19001905年，國際上5個緯度服務站的平均緯度所確定 的平極 極移信息：IERS(International Earth Rotation Service)(二)協議地球坐標系 以協議地極CTP（ Conventional Terrestrial Pole)為指向 點的地球坐標系，一般是CIO(三)地心地固坐標系的建立方法 直接法：觀測資料 地心坐標 間接法：觀測資料 轉換參數 地心坐標參心坐標第12頁，共14頁，2022年，5月20日，13點25分，星期五(四)WGS-84世界大地坐標（GPS課程講）(五)國際地球參考系統（ITRS）與國際地球參考框架 （ITRF） 1.國際地球自轉服務（IERS） VLBI SLR GPS DORIS 2.ITRS定義，見課本 通過ITRF來實現 3.ITRF小結： 橢球定位與定向的概念； 1954年北京坐標