第二章_GPS坐標(biāo)系統(tǒng)及時間系統(tǒng)

1、第二章第二章坐標(biāo)系統(tǒng)與時間系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)與時間系統(tǒng)Slide 2一一 坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)Your Location is:36.067901o N94.171071o WYour Location is:-375434.4998875148030.0219523734385.940602Your Location is:3993161.250526515411.424436含義？含義？不同類型的意義？不同類型的意義？如何實現(xiàn)他們之間的轉(zhuǎn)換？如何實現(xiàn)他們之間的轉(zhuǎn)換？Slide 31) 1)坐標(biāo)系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)站心赤道坐標(biāo)系站心地平坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系天文坐標(biāo)系參心大地坐標(biāo)系參心空間直角坐標(biāo)系地心大地

2、坐標(biāo)系地心空間直角坐標(biāo)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(zhǔn)面表示方式坐標(biāo)原點參考面地球坐標(biāo)系統(tǒng)地球坐標(biāo)系統(tǒng)笛卡爾坐標(biāo)曲線坐標(biāo)平面直角坐標(biāo)Slide 42)GPS2)GPS中的坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)系統(tǒng)uWGS-84WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系u我國的國家大地坐標(biāo)系我國的國家大地坐標(biāo)系u 地方獨立坐標(biāo)系地方獨立坐標(biāo)系uITRFITRF坐標(biāo)框架坐標(biāo)框架u站心坐標(biāo)系站心坐標(biāo)系p16Slide 53)3)天球坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系北天極北天極春分點春分點Slide 64)坐標(biāo)系的變換坐標(biāo)系的變換u空間大地坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系u空間直角坐標(biāo)

3、系空間直角坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系u空間大地坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系 Slide 75)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換P20，公式公式 2-20IiIiIiBZZBYYBXXBBBBIIiIIiIIiZYXRRRuZYXZYX)()()()1 (0001000cossin0sincos)(,cos0sin010sin0cos)(,cossin0sincos0001)(zzzzzzYYYYYYXXXXXXRRRSlide 8二二 時間系統(tǒng)時間系統(tǒng)UT1t1972.0UTC1958.0IATt1980.1.619sGPSTUTUT極移改正極移改正UT1UT1地球自轉(zhuǎn)地球

4、自轉(zhuǎn)速度改正速度改正UT2UT2Slide 9關(guān)于坐標(biāo)系統(tǒng)常見的問題關(guān)于坐標(biāo)系統(tǒng)常見的問題v 校園地形圖測量成果屬于什么坐標(biāo)系？校園地形圖測量成果屬于什么坐標(biāo)系？v 經(jīng)緯度、空間直角坐標(biāo)經(jīng)緯度、空間直角坐標(biāo)XYZXYZ，平面直角坐標(biāo)，平面直角坐標(biāo)xyzxyz之間的之間的聯(lián)系是什么？聯(lián)系是什么？v GISGIS軟件中常見的軟件中常見的“基準(zhǔn)基準(zhǔn)”指的是什么？指的是什么？v 為什么會存在北京為什么會存在北京5454、國家、國家8080，WGS-84WGS-84等等不同的坐等等不同的坐標(biāo)系？標(biāo)系？v 地方坐標(biāo)系（如北京城建）和國家坐標(biāo)系有哪些不同地方坐標(biāo)系（如北京城建）和國家坐標(biāo)系有哪些不同？v 為

5、什么有了世界坐標(biāo)系還要使用國家坐標(biāo)系？為什么有了世界坐標(biāo)系還要使用國家坐標(biāo)系？v 我國的國家坐標(biāo)系屬于參心坐標(biāo)系還是地心坐標(biāo)系？我國的國家坐標(biāo)系屬于參心坐標(biāo)系還是地心坐標(biāo)系？v GPSGPS衛(wèi)星坐標(biāo)已知，相當(dāng)于控制點，那么地面上還需要衛(wèi)星坐標(biāo)已知，相當(dāng)于控制點，那么地面上還需要坐標(biāo)已知的控制點嗎？坐標(biāo)已知的控制點嗎？Slide 10OUTLINEOUTLINEu常規(guī)大地測量中的坐標(biāo)系統(tǒng)常規(guī)大地測量中的坐標(biāo)系統(tǒng)u衛(wèi)星大地測量中的坐標(biāo)系統(tǒng)衛(wèi)星大地測量中的坐標(biāo)系統(tǒng)uGPS常用的坐標(biāo)系統(tǒng)常用的坐標(biāo)系統(tǒng)u坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換u時間系統(tǒng)時間系統(tǒng)Your Location is:36.067

6、901o N94.171071o WSlide 11經(jīng)典大地測量中的坐標(biāo)系統(tǒng)經(jīng)典大地測量中的坐標(biāo)系統(tǒng)常見的坐標(biāo)系統(tǒng)常見的坐標(biāo)系統(tǒng)u空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系u大地坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系u平面直角坐標(biāo)系平面直角坐標(biāo)系Slide 121 1、復(fù)習(xí)、復(fù)習(xí)建立測量坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面是什么？建立測量坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面是什么？v三種類型的坐標(biāo)系之間的聯(lián)系的紐帶什么？三種類型的坐標(biāo)系之間的聯(lián)系的紐帶什么？Slide 13基準(zhǔn)不僅僅是橢球參數(shù)基準(zhǔn)不僅僅是橢球參數(shù)Slide 14如果基準(zhǔn)混淆了：如果基準(zhǔn)混淆了：Slide 15基準(zhǔn)的確定基準(zhǔn)的確定大地水準(zhǔn)面海洋陸地地球表面n參考橢球面和參心坐標(biāo)系參考橢球Slide 162、

7、參心坐標(biāo)系的特點參心坐標(biāo)系的特點不關(guān)心地心是否與參心重合；不關(guān)心地心是否與參心重合；只關(guān)心表面的擬和程度，使得橢球面上的計算簡單只關(guān)心表面的擬和程度，使得橢球面上的計算簡單Slide 17我國的大地坐標(biāo)系我國的大地坐標(biāo)系u19541954年北京坐標(biāo)系年北京坐標(biāo)系類型類型：參心坐標(biāo)系：參心坐標(biāo)系建立：建立：與蘇聯(lián)與蘇聯(lián)19421942年普爾科沃坐標(biāo)系聯(lián)測年普爾科沃坐標(biāo)系聯(lián)測橢球橢球：克拉索夫斯基橢球：克拉索夫斯基橢球問題問題：參考橢球面與我國大地水準(zhǔn)面符合不好：參考橢球面與我國大地水準(zhǔn)面符合不好u19801980年國家大地坐標(biāo)系年國家大地坐標(biāo)系類型類型：參心坐標(biāo)系：參心坐標(biāo)系建立建立：進(jìn)行了我國

8、的天文大地網(wǎng)整體平差，采用新的橢球元：進(jìn)行了我國的天文大地網(wǎng)整體平差，采用新的橢球元素，進(jìn)行了定位和定向素，進(jìn)行了定位和定向大地原點大地原點：陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)：陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)橢球橢球：19751975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第1616屆年會屆年會NO1GEOIDNO2P17Slide 183、平面直角坐標(biāo)系的建立、平面直角坐標(biāo)系的建立Slide 19高斯平面直角坐標(biāo)定義高斯平面直角坐標(biāo)定義高斯平面直角坐標(biāo)系的定義高斯平面直角坐標(biāo)系的定義X 軸：中央子午線的投影Y 軸：赤道的投影原點：兩軸的交點假東、假北假東、假北為了避免坐標(biāo)系中出現(xiàn)負(fù)值，統(tǒng)一規(guī)定將每

9、一帶的坐標(biāo)軸西移或南移一定距離。我國的假北為0，假東為500km高斯分帶投影高斯分帶投影6度帶度帶3度帶度帶Slide 20結(jié)論：結(jié)論：v定義一個坐標(biāo)系統(tǒng)，包含了哪兩個基本要素（方面）？定義一個坐標(biāo)系統(tǒng)，包含了哪兩個基本要素（方面）？坐標(biāo)系統(tǒng)的基準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)的基準(zhǔn)坐標(biāo)系統(tǒng)的形式坐標(biāo)系統(tǒng)的形式Slide 21第一節(jié)第一節(jié) 天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系u描述衛(wèi)星的位置描述衛(wèi)星的位置天球坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系u描述地球上的點的位置描述地球上的點的位置地球坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系Slide 22一、天球和天球坐標(biāo)系一、天球和天球坐標(biāo)系天球以地球質(zhì)心為中心，半徑為任意長度的一個假想球體。Slide 23

10、1 1、天球、天球天軸天軸: :地球自地球自轉(zhuǎn)軸的延伸轉(zhuǎn)軸的延伸線線u天極天極: :天軸天軸與天球的交與天球的交點點u天球赤道天球赤道面面：通過地：通過地球質(zhì)心，與球質(zhì)心，與天軸垂直的天軸垂直的平面平面u天球子天球子午面午面：包：包含天軸含天軸, ,并通過天并通過天球上任何球上任何一點的平一點的平面面Slide 24黃道和春分點黃道和春分點u黃道黃道：地球公轉(zhuǎn)的軌道面：地球公轉(zhuǎn)的軌道面與天球相交的大圓，即地球與天球相交的大圓，即地球公轉(zhuǎn)時，地球上的觀測者所公轉(zhuǎn)時，地球上的觀測者所見到的太陽在天球上的軌道見到的太陽在天球上的軌道u春分點春分點：當(dāng)太陽在黃道上：當(dāng)太陽在黃道上從天球南半球向北半球運

11、行從天球南半球向北半球運行時黃道與天球赤道的交點時黃道與天球赤道的交點春分點：在天球上的位置春分點：在天球上的位置不不隨著地球的自轉(zhuǎn)變化隨著地球的自轉(zhuǎn)變化Slide 252 2、天球坐標(biāo)系的兩種表示方法、天球坐標(biāo)系的兩種表示方法u天球空間直角坐標(biāo)系天球空間直角坐標(biāo)系 ( (X,Y,Z)X,Y,Z)u天球球面坐標(biāo)系天球球面坐標(biāo)系 ( (赤經(jīng)，赤緯，向徑赤經(jīng)，赤緯，向徑) )p11以天球為基準(zhǔn)面，建立天球坐標(biāo)系以天球為基準(zhǔn)面，建立天球坐標(biāo)系（春分點、北天極，天球的球心）（春分點、北天極，天球的球心）北天極北天極春分點春分點Slide 263 3、建立天球坐標(biāo)系的兩個問題、建立天球坐標(biāo)系的兩個問題u

12、實際地球的形狀近似一個赤道隆起的橢球體，因此實際地球的形狀近似一個赤道隆起的橢球體，因此在日月引力和其他天體對隆起部分的作用下，地球在日月引力和其他天體對隆起部分的作用下，地球在繞太陽運行時，自轉(zhuǎn)軸的方向不再保持不變而使在繞太陽運行時，自轉(zhuǎn)軸的方向不再保持不變而使春分點在黃道上產(chǎn)生緩慢的西移春分點在黃道上產(chǎn)生緩慢的西移歲差、章動歲差、章動P14-15u歲差：歲差：由于對隆起部分的作用，周由于對隆起部分的作用，周期期2580025800年年u章動：章動：由于月球軌道和月地距離的由于月球軌道和月地距離的變化，周期變化，周期18.618.6年年Slide 274 4、三種天球坐標(biāo)系、三種天球坐標(biāo)系瞬

13、時真天極瞬時真天極瞬時平天極瞬時平天極一個特定時刻，即一個特定時刻，即標(biāo)準(zhǔn)歷元：標(biāo)準(zhǔn)歷元：2000.1.152000.1.15：的瞬時：的瞬時平天極平天極P15北黃極北黃極Slide 28三種天球坐標(biāo)系三種天球坐標(biāo)系u瞬時真天球坐標(biāo)系瞬時真天球坐標(biāo)系瞬時真天極、瞬時真赤道面、瞬時真春分點瞬時真天極、瞬時真赤道面、瞬時真春分點坐標(biāo)軸指向隨時間變化坐標(biāo)軸指向隨時間變化u瞬時平天球坐標(biāo)系瞬時平天球坐標(biāo)系瞬時平天極、瞬時平赤道面、瞬時平春分點瞬時平天極、瞬時平赤道面、瞬時平春分點經(jīng)過了章動改正經(jīng)過了章動改正u標(biāo)準(zhǔn)歷元平天球坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)歷元平天球坐標(biāo)系相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)歷元（相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)歷元（2000.1.152000

14、.1.15）的一個特定時刻的）的一個特定時刻的平天球坐標(biāo)系平天球坐標(biāo)系經(jīng)過了標(biāo)準(zhǔn)歷元到觀測歷元的歲差改正經(jīng)過了標(biāo)準(zhǔn)歷元到觀測歷元的歲差改正Slide 29二、地球坐標(biāo)系二、地球坐標(biāo)系空間技術(shù)和遠(yuǎn)程武器的發(fā)展，要求提供高精度的地心坐標(biāo)空間技術(shù)和遠(yuǎn)程武器的發(fā)展，要求提供高精度的地心坐標(biāo)Slide 301 1、地心坐標(biāo)系的定義、地心坐標(biāo)系的定義u地心空間直地心空間直角坐標(biāo)系角坐標(biāo)系u地心大地坐地心大地坐標(biāo)系標(biāo)系P12圖圖2-2和參心坐標(biāo)系統(tǒng)的定義有何區(qū)別？和參心坐標(biāo)系統(tǒng)的定義有何區(qū)別？Slide 312 2、建立地球坐標(biāo)系的問題：極移、建立地球坐標(biāo)系的問題：極移u極移極移地球自地球自轉(zhuǎn)軸相對于地球轉(zhuǎn)

15、軸相對于地球體的位置不是固體的位置不是固定的，因而地極定的，因而地極點在地球表面的點在地球表面的位置是隨時間而位置是隨時間而變化的，這種現(xiàn)變化的，這種現(xiàn)象稱為極移。象稱為極移。-10.0-5.00.05.010.00.05.010.015.020.0Pole PositionX Pole (m)Y Pole (m)19932001P15瞬時北地極瞬時北地極1900.001905.00年地球自轉(zhuǎn)軸的瞬時平均位置Slide 323 3、兩種地球坐標(biāo)系、兩種地球坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系地球坐標(biāo)系原點原點Z Z軸軸X X軸軸瞬時地球坐標(biāo)系瞬時地球坐標(biāo)系地心地心瞬時北地極瞬時北地極平地球坐標(biāo)系平地球坐標(biāo)系地心地

16、心協(xié)議地極原點協(xié)議地極原點（如1900.001905.00年地球自轉(zhuǎn)軸的瞬時平均位置)與地心和與地心和CIOCIO連線正交之平面連線正交之平面和格林尼治平子午面的交線和格林尼治平子午面的交線瞬時真赤道面和包含瞬時自轉(zhuǎn)瞬時真赤道面和包含瞬時自轉(zhuǎn)軸的格林尼治平子午面的交線軸的格林尼治平子午面的交線協(xié)議地球坐協(xié)議地球坐標(biāo)系？標(biāo)系？P16Slide 33WGS-84WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系 World geodetic system u類型類型：協(xié)議地球坐標(biāo)系，地心地固坐標(biāo)系（：協(xié)議地球坐標(biāo)系，地心地固坐標(biāo)系（ECEFECEF）u定義定義: :原點：地球的質(zhì)心原點：地球的質(zhì)心 Z Z軸：指向軸：指向B

17、IH1984.0BIH1984.0定義的定義的CTPCTP（協(xié)議地球極）方向協(xié)議地球極）方向 X X軸：指向軸：指向BIH1984.0BIH1984.0的零子午面和的零子午面和CTPCTP赤道的交點赤道的交點 Y Y軸：和軸：和Z,XZ,X構(gòu)成右手系構(gòu)成右手系u橢球橢球（國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第（國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第1717屆年會）屆年會）235631/298.2572: 2m 6378137 :長半徑f扁率P16Slide 34CGCS200020002000中國大地坐標(biāo)系中國大地坐標(biāo)系(China Geodetic Coordinate System (China Geod

18、etic Coordinate System 2000, CGCS2000),2000, CGCS2000),國人稱之為國人稱之為20002000國家大地坐標(biāo)系。國家大地坐標(biāo)系。CGCS2000CGCS2000為右手地固正交坐標(biāo)系為右手地固正交坐標(biāo)系, ,其原點和軸向的定義是其原點和軸向的定義是: :原原點在地球的質(zhì)量中心點在地球的質(zhì)量中心;Z;Z軸指向軸指向IERSIERS參考極參考極(IRP)(IRP)方向方向;X;X軸為軸為IERSIERS參考子午面參考子午面(IRM)(IRM)與通過原點且同與通過原點且同Z Z軸正交的赤道面的交軸正交的赤道面的交線線;Y;Y軸與軸與Z Z、X X軸構(gòu)成

19、右手正交坐標(biāo)系。軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系。CGCS2000CGCS2000通過通過20002000國家國家GPSGPS大地網(wǎng)的點在歷元大地網(wǎng)的點在歷元2000. 02000. 0的坐的坐標(biāo)和速度具體體現(xiàn)。標(biāo)和速度具體體現(xiàn)。20002000國家國家GPSGPS大地網(wǎng)由中國地殼運動觀測大地網(wǎng)由中國地殼運動觀測網(wǎng)絡(luò)、全國網(wǎng)絡(luò)、全國GPSGPS一、二級網(wǎng)一、二級網(wǎng), ,國家國家GPSAGPSA、B B級網(wǎng)和地殼形變監(jiān)測級網(wǎng)和地殼形變監(jiān)測網(wǎng)等空間網(wǎng)網(wǎng)等空間網(wǎng)( (共共25182518點點) )經(jīng)聯(lián)合平差得到。經(jīng)聯(lián)合平差得到。Slide 35小結(jié)：天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系小結(jié)：天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系（1 1）原

20、點都位于）原點都位于_；（2 2）天球的）天球的_和地球的和地球的_重合；重合；（3 3）瞬時天球坐標(biāo)系和瞬時地球坐標(biāo)系的）瞬時天球坐標(biāo)系和瞬時地球坐標(biāo)系的_重合重合; ;（4 4）天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系X X軸分別指向軸分別指向_和和_；（5 5）瞬時天球坐標(biāo)系和歷元平天球坐標(biāo)系之間的變）瞬時天球坐標(biāo)系和歷元平天球坐標(biāo)系之間的變換可以通過換可以通過_和和_兩次變換來實現(xiàn)。兩次變換來實現(xiàn)。（6 6）瞬時地球坐標(biāo)系和平地球坐標(biāo)系的變換可以通）瞬時地球坐標(biāo)系和平地球坐標(biāo)系的變換可以通過過_變換來實現(xiàn)。變換來實現(xiàn)。Slide 36轉(zhuǎn)換關(guān)系轉(zhuǎn)換關(guān)系瞬時平天球坐標(biāo)系瞬時平天球坐標(biāo)系

21、標(biāo)準(zhǔn)歷元的標(biāo)準(zhǔn)歷元的平天球坐標(biāo)系平天球坐標(biāo)系GAST旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)瞬時天球坐標(biāo)系瞬時天球坐標(biāo)系瞬時地球坐標(biāo)系瞬時地球坐標(biāo)系協(xié)議地球坐標(biāo)系協(xié)議地球坐標(biāo)系極移改正極移改正章動章動歲差歲差天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系的瞬時坐標(biāo)系的天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系的瞬時坐標(biāo)系的X軸夾角為軸夾角為春分點的格林尼治恒星時春分點的格林尼治恒星時GASTSlide 37例如：極移改正例如：極移改正瞬時地球坐標(biāo)系瞬時地球坐標(biāo)系平地球坐標(biāo)系平地球坐標(biāo)系Slide 38第二節(jié)第二節(jié) ：GPSGPS中的坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)系統(tǒng)uWGS-84WGS-84坐標(biāo)系坐標(biāo)系u我國的國家大地坐標(biāo)系我國的國家大地坐標(biāo)系u 地方獨立坐標(biāo)系地方獨立坐標(biāo)系uIT

22、RFITRF坐標(biāo)框架坐標(biāo)框架u站心坐標(biāo)系站心坐標(biāo)系p16Slide 391、地方獨立坐標(biāo)系、地方獨立坐標(biāo)系u國家統(tǒng)一坐標(biāo)系國家統(tǒng)一坐標(biāo)系有利于統(tǒng)一互算有利于統(tǒng)一互算投影變形投影變形u地方獨立坐標(biāo)系地方獨立坐標(biāo)系以當(dāng)?shù)刈游缇€為中央子午線以當(dāng)?shù)刈游缇€為中央子午線以當(dāng)?shù)仄骄０胃叱堂鏋閰⒖紮E球面以當(dāng)?shù)仄骄０胃叱堂鏋閰⒖紮E球面SRySRHSRySHRHSSSmAmmmAm220222122地方參考橢地方參考橢球？球？平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)保證長度綜合變形不超過平面控制網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)保證長度綜合變形不超過2.5cm/km(相對變形為相對變形為1/40000)Slide 40如何確定地方參考橢球的參

23、數(shù)？如何確定地方參考橢球的參數(shù)？僅改變已知橢球的長半徑僅改變已知橢球的長半徑1 1）直接以投影面到橢球面距離）直接以投影面到橢球面距離 H H為為 長半長半徑變化量徑變化量2 2）以）以測區(qū)測區(qū)卯酉圈曲率半徑的變化卯酉圈曲率半徑的變化量量求長半求長半徑變化量徑變化量aaaa1XYZLBOPQhHBehBeahaNdNadaadaNdNhdN2222sin1)(sin1)(p18Slide 412 2、ITRFITRF國際地球參考框架國際地球參考框架uITRSITRS和和ITRFITRFITRS - International Terrestrial Reference SystemITRF -

24、 International Terrestrial Reference Frameu產(chǎn)生產(chǎn)生: :綜合了綜合了SLRSLR、VLBIVLBI、LLRLLR觀測數(shù)據(jù)，得到觀測站的觀測數(shù)據(jù)，得到觀測站的數(shù)據(jù)集，通過聯(lián)合解算得到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集，定義出的一個數(shù)據(jù)集，通過聯(lián)合解算得到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集，定義出的一個地心參考框架地心參考框架u實質(zhì)實質(zhì): :地心地固系的具體體現(xiàn)地心地固系的具體體現(xiàn)uIERSIERS已經(jīng)公布了已經(jīng)公布了1010個版本的個版本的ITRFITRF，分別為：，分別為：ITRF88ITRF88、ITRF89ITRF89、ITRF90ITRF90、ITRF91ITRF91、ITRF92ITR

25、F92、ITRF93ITRF93、ITRF94ITRF94、ITRF96ITRF96、ITRF97ITRF97和和ITRF2000ITRF2000。p19Slide 423 3、站心坐標(biāo)系、站心坐標(biāo)系站心赤道直角坐標(biāo)系站心赤道直角坐標(biāo)系站心地平直角坐標(biāo)系站心地平直角坐標(biāo)系p12天頂天頂東東北北Slide 43第三節(jié)第三節(jié) 坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換區(qū)分區(qū)分u坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換在相同的基準(zhǔn)之上，在相同的基準(zhǔn)之上，不同坐標(biāo)系表示形式之間進(jìn)行變換不同坐標(biāo)系表示形式之間進(jìn)行變換u坐標(biāo)轉(zhuǎn)換坐標(biāo)轉(zhuǎn)換在不同的參考基準(zhǔn)間在不同的參考基準(zhǔn)間進(jìn)行變換（基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換）進(jìn)行變換（基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換）p19Slide 4

26、4一、坐標(biāo)系的變換一、坐標(biāo)系的變換u空間大地坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系u空間直角坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系u空間大地坐標(biāo)系空間大地坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系高斯平面直角坐標(biāo)系 Slide 451 1、( (B L H)B L H)(X Y Z)(X Y Z)該點卯酉圈曲率半徑（其中：),sine-1/coscos)1 (sincos)(coscos)(22BaNLBHeNZLBHNYLBHNX需要哪些參數(shù)？需要哪些參數(shù)？Slide 462 2、( (X Y Z)X Y Z)(B L H)(B L H)1/(/cosYX)XY(tanLBtane1tan

27、BeCZYX1tanB2222221222221eeebaCNBH其中：需要哪些參數(shù)？需要哪些參數(shù)？Slide 473 3、(B L)(B L)(x y)(x y) 2cos)tantan185(cos120)tan1 (cos6cos)49tan5(cossin24cossin2242552234422242eSBBBNBBNBNyBBBNBBNSx弧長該點到赤道的子午線線的經(jīng)差該點經(jīng)度到中央子午其中：高斯投影的計算公式：高斯投影的計算公式：需要哪些參數(shù)？需要哪些參數(shù)？Slide 48思考思考v 校園測圖成果能夠直接轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo)？校園測圖成果能夠直接轉(zhuǎn)換成大地坐標(biāo)？v 校園測圖成果能夠直接

28、轉(zhuǎn)換成空間直角坐標(biāo)？校園測圖成果能夠直接轉(zhuǎn)換成空間直角坐標(biāo)？Slide 49* *坐標(biāo)變換的實質(zhì)坐標(biāo)變換的實質(zhì)同一個基準(zhǔn)同一個基準(zhǔn)Slide 50* *坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的實質(zhì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的實質(zhì)不同的基準(zhǔn)不同的基準(zhǔn)XYZXYZSlide 51* *坐標(biāo)轉(zhuǎn)換要解決的問題坐標(biāo)轉(zhuǎn)換要解決的問題 BJ54 WGS84(B,L)1 (B,L)2(x,y)1 (x,y)2(X,Y,Z)1 (X,Y,Z)2Slide 52* *坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的流程圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的流程圖 BJ54 WGS84(x,y)1 (x,y)2(B,L)1 (B,L)2(X,Y,Z)1 (X,Y,Z)2坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換七參數(shù)七參數(shù)Slide

29、53* *七參數(shù)模型？七參數(shù)模型？ OB ZB XB YB OA YA ZA XA wx wY wZ C XCA XCB X0 BBBZBYBXBBBuZYXOZYXOuZYXOOZYX11,2222111122221000的尺度為，的尺度為尺度參數(shù)，設(shè)歐拉角三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)，三個在三個平移參數(shù)，Slide 54*七參數(shù)模型七參數(shù)模型P20，公式公式 2-20IiIiIiBZZBYYBXXBBBBIIiIIiIIiZYXRRRuZYXZYX)()()()1 (0001000cossin0sincos)(,cos0sin010sin0cos)(,cossin0sincos0001)(zzzzzzYY

30、YYYYXXXXXXRRRSlide 55*大地測量中的七參數(shù)模型大地測量中的七參數(shù)模型000100010001)(111)()()()(, 1cos,sin,BXBYBXBZBYBZBXBYBXBZBYBZBZZBYYBXXBZBYBXQIRRRR忽略互乘項則：通常為三個微小量，在大地測量中，IiIiIiBXBYBXBZBYBZIiIiIiBBBBIIiIIiIIiZYXZYXuZYXZYX000)1 (000P20，公式公式 2-21Slide 56*應(yīng)用七參數(shù)模型的關(guān)鍵：轉(zhuǎn)換參數(shù)應(yīng)用七參數(shù)模型的關(guān)鍵：轉(zhuǎn)換參數(shù) BJ54 WGS84(x,y)1 (x,y)2(B,L)1 (B,L)2(X,

31、Y,Z)1 (X,Y,Z)2坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換七參數(shù)七參數(shù)Slide 57思考：思考：uGPSGPS的定位原理是空間的后方交會，衛(wèi)星作為坐標(biāo)已的定位原理是空間的后方交會，衛(wèi)星作為坐標(biāo)已知的控制點，但是在做知的控制點，但是在做GPSGPS控制網(wǎng)時，通常的要求網(wǎng)控制網(wǎng)時，通常的要求網(wǎng)中包含中包含3 3個以上的地方坐標(biāo)已知的控制點，為什么？個以上的地方坐標(biāo)已知的控制點，為什么？u如果不知道如果不知道兩坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)兩坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換參數(shù)，而是換參數(shù)，而是知道部分點在知道部分點在兩個坐標(biāo)系的兩個坐標(biāo)系的坐標(biāo)，稱坐標(biāo)，稱公共公共點點Slide 58* *求轉(zhuǎn)換參數(shù)的模型求轉(zhuǎn)換參數(shù)的模型ZYXBuB

32、BBIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIIiIIiIIiZYXXYZXZYYZXZYXZYX000010000100001P20，公式公式 2-22IiIiIiBXBYBXBZBYBZIiIiIiBBBBIIiIIiIIiZYXZYXuZYXZYX000)1 (000Slide 59* *轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法轉(zhuǎn)換參數(shù)的求解方法三點法三點法：對轉(zhuǎn)換參數(shù)的要求精度不高，或只有：對轉(zhuǎn)換參數(shù)的要求精度不高，或只有三個公共點時，可用三個點的三個公共點時，可用三個點的9 9個坐標(biāo)，列出個坐標(biāo)，列出9 9個方程，取其中的個方程，取其中的7 7個方程求解個方程求解多點法多點法：由公共點在兩個坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，按：由公共點在兩個坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，按照轉(zhuǎn)換模型，以轉(zhuǎn)換參數(shù)為未知數(shù)寫出誤差方照轉(zhuǎn)換模型，以轉(zhuǎn)換參數(shù)為未知數(shù)寫出誤差方程程ZYXBuBBBIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIiIIiIIiIIiZYXXYZXZYYZXZYXZYX000010000100001Slide 60關(guān)于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的常見問題關(guān)于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的常見問題北京地區(qū)進(jìn)行wgs-84坐標(biāo)系測量成果到北京54坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，使用的轉(zhuǎn)換參數(shù)和武漢的測量成果的轉(zhuǎn)換參數(shù)是一樣的嗎？如果進(jìn)行bj54