補(bǔ)充：坐標(biāo)系統(tǒng)及時(shí)間系統(tǒng)

坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)第一節(jié)坐標(biāo)系的類型1、空固坐標(biāo)系、地固坐標(biāo)系；2、地心坐標(biāo)系、參心坐標(biāo)系；3、空間直角坐標(biāo)系、球面坐標(biāo)系、大地坐標(biāo)系；4、瞬時(shí)坐標(biāo)系、協(xié)議坐標(biāo)系；5、二維坐標(biāo)系、三維坐標(biāo)系。第二節(jié)協(xié)議天球坐標(biāo)系一、天球的基本概念天球——以地心為球心，以任意長為半徑的球面。天軸——地球旋轉(zhuǎn)軸。天極——天軸與天球面的交點(diǎn)。Pn、Ps。天球赤道面——過球心且與天軸垂直的平面。黃道面——地球公轉(zhuǎn)軌道所在平面，與赤道面夾角為23.5°。春分點(diǎn)——太陽從南半球向北半球運(yùn)行時(shí)，黃道與赤道的交點(diǎn)。二、天球坐標(biāo)系的概念1）天球空間直角坐標(biāo)系原點(diǎn)：地球質(zhì)量中心Z軸：指向北天極PnX軸：指向春分點(diǎn)Y軸：與X、Z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系2）天球球面坐標(biāo)系原點(diǎn)：地球質(zhì)量中心赤經(jīng)α：天體子午面與春分點(diǎn)子午面的夾角赤緯δ：天體與地心連線和天球赤道面的夾角向徑r：天體到地心的距離3）空間直角坐標(biāo)系與球面坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換三、歲差與章動日月對地球赤道隆起部分的引力作用，使地球旋轉(zhuǎn)軸在空間的指向發(fā)生移動。歲差：地球在繞太陽運(yùn)行時(shí)，地球自轉(zhuǎn)軸的方向在天球上緩慢移動，春分點(diǎn)在黃道面上隨之緩慢移動現(xiàn)象叫歲差，春分點(diǎn)每年西移50.2″，周期約為25800年。章動：由日月引力影響的北天極沿橢圓形軌道運(yùn)動叫章動，橢圓長半徑約為9.2″，18.6年一周期。平北天極：不考慮章動的北天極。平春分點(diǎn)。瞬時(shí)北天極：繞平北天極18.6年轉(zhuǎn)一周。真春分點(diǎn)。歲差與章動四、協(xié)議天球坐標(biāo)系1）瞬時(shí)天球坐標(biāo)系：z軸指向瞬時(shí)北天極，x軸指向瞬時(shí)春分點(diǎn)（真春分點(diǎn)）。2）平天球坐標(biāo)系：z軸指向平北天極，x軸指向平春分點(diǎn)。3）協(xié)議天球坐標(biāo)系1984年1月1日后，取2000年1月15日的平北天極為協(xié)議北天極，z軸指向協(xié)議北天極的天球坐標(biāo)系稱為協(xié)議天球坐標(biāo)系，x軸指向協(xié)議春分點(diǎn)。第三節(jié)協(xié)議地球坐標(biāo)系空間直角坐標(biāo)系：原點(diǎn)：一般取地球質(zhì)心；Z軸：指向地球北極；X軸：指向格林威治子午線與地球赤道的交點(diǎn)；Y軸：構(gòu)成右手坐標(biāo)系。大地坐標(biāo)系：大地經(jīng)度L；大地緯度B；大地高H。一、地球坐標(biāo)系的概念

常用的有空間直角坐標(biāo)系和大地坐標(biāo)系兩種。地極移動二、協(xié)議地球坐標(biāo)系

Z軸指向1900~1905年平均地球北極或其它國際協(xié)定的地球北極。應(yīng)當(dāng)注意，地極移動與歲差和章動是不同的概念，歲差和章動是指地球自轉(zhuǎn)軸在空間指向的移動，而地極移動則是指地球北極與地面參照物的相對移動。三、地球坐標(biāo)系與天球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換衛(wèi)星位置用天球坐標(biāo)系的坐標(biāo)表示，而測站點(diǎn)位置用地球坐標(biāo)系的坐標(biāo)表示，要用衛(wèi)星坐標(biāo)求測站坐標(biāo)，需將天球坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成地球坐標(biāo)系的坐標(biāo)。轉(zhuǎn)換的步驟是：協(xié)議天球坐標(biāo)系——平天球坐標(biāo)系——瞬時(shí)天球坐標(biāo)系——瞬時(shí)地球坐標(biāo)系——協(xié)議地球坐標(biāo)系。在轉(zhuǎn)換過程中，因兩者的坐標(biāo)原點(diǎn)一致，故只需多次旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸即可。第四節(jié)地球坐標(biāo)系的其他表達(dá)形式一、參心坐標(biāo)系

坐標(biāo)原點(diǎn)在參考橢圓體中心而不在地球質(zhì)心二、站心坐標(biāo)系三、平面直角坐標(biāo)系高斯投影時(shí)，中央子午線長度不變，離中央子午線愈遠(yuǎn)，長度變形愈大，對于6°帶，赤道與邊界子午線交點(diǎn)處的投影變形為0.138%。四、地方獨(dú)立坐標(biāo)系在工程測量中，當(dāng)測區(qū)高程大于160m時(shí)，地面長度與參考橢球面長度相差太大，需建立地方獨(dú)立坐標(biāo)系。

五、常用大地測量基準(zhǔn)1）WGS-84坐標(biāo)系WGS-84坐標(biāo)系是美國84年在衛(wèi)星大地測量的基礎(chǔ)上建立的以地球質(zhì)心為原點(diǎn)的大地測量基準(zhǔn)。大小形狀參數(shù)見后，Z軸指向1984北極，X軸指向1984格林威治子午線與赤道交點(diǎn)，Y軸與X、Z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。由GPS衛(wèi)星發(fā)布的星歷參數(shù)是WGS-84坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)，故GPS測量時(shí)，先求得測站點(diǎn)的WGS-84坐標(biāo)，再換算為當(dāng)?shù)厥褂玫淖鴺?biāo)。2）ITRF參考框架ITRF是國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)局根據(jù)分布全球的地面觀測站，以最先進(jìn)的測量技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)確定的大地測量基準(zhǔn)。是世界公認(rèn)的精度最高的大地測量基準(zhǔn)。目前尚未普遍采用。但其日后必將代替WGS-84。IERF已發(fā)布了ITRF88、89、90、91、92、93、94、96、97、2000等多個地心參考框架，橢球參數(shù)與WGS-84相同，定向不同。3）北京54坐標(biāo)系

（1）克拉索夫斯基橢球，與現(xiàn)代值相差較大；

（2）指向不明；

（3）參考橢球面與大地水準(zhǔn)面差距大；

（4）誤差積累大；

（5）未整體平差，各部分結(jié)合部有2m誤差。

4）西安80坐標(biāo)系對國家網(wǎng)進(jìn)行了整體平差，在我國國內(nèi)，橢球面與似大地水準(zhǔn)面吻合最好。Z軸、X軸分別指向1968北極和格林威治子午線與赤道交點(diǎn)。存在問題：是局部基準(zhǔn)而非全球基準(zhǔn)；二維坐標(biāo)系，不適合衛(wèi)星定位。各基準(zhǔn)的參數(shù)比較坐標(biāo)系統(tǒng)地球橢球1954年北京坐標(biāo)系1980年西安坐標(biāo)系WGS-84世界大地坐標(biāo)系橢球名稱克拉索夫斯基1980大地坐標(biāo)系WGS-84建成年代194019791984橢球類型參考橢球參考橢球總地球橢球a（m）637824563781406378137第五節(jié)時(shí)間系統(tǒng)一、時(shí)間的概念現(xiàn)代測量科技與空間科技緊密結(jié)合，測量精度極高。如衛(wèi)星定軌、飛機(jī)和車輛導(dǎo)航、地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)、研究地殼升降和板塊運(yùn)動等問題，不僅要求給出空間位置，而且應(yīng)給出相應(yīng)的時(shí)間。現(xiàn)代大地測量基準(zhǔn)應(yīng)是包括時(shí)間在內(nèi)的四維基準(zhǔn)。GPS測量中，時(shí)間的意義確定GPS衛(wèi)星的在軌位置；確定測站位置；確定地球坐標(biāo)系與天球坐標(biāo)系的關(guān)系。時(shí)間包括時(shí)刻（絕對時(shí)間）與時(shí)間間隔（相對時(shí)間）兩個概念。測量時(shí)間同樣需要建立測量基準(zhǔn)，包括尺度與原點(diǎn)?？勺鳛闀r(shí)間基準(zhǔn)的運(yùn)動現(xiàn)象必須是周期性的，且其周期應(yīng)有復(fù)現(xiàn)性和足夠的穩(wěn)定性。二、世界時(shí)1）恒星時(shí)以春分點(diǎn)連續(xù)兩次經(jīng)過本地子午線的時(shí)間間隔為一恒星日，含24恒星小時(shí)。分真春分點(diǎn)地方時(shí)、真春分點(diǎn)格林威治時(shí)、平春分點(diǎn)地方時(shí)、平春分點(diǎn)格林威治時(shí)四種。2）平太陽時(shí)以平太陽連續(xù)兩次經(jīng)過本地子午線的時(shí)間間隔為一平太陽日，含24平太陽小時(shí)。3）世界時(shí)以子夜為零時(shí)起算的格林威治平太陽時(shí)，用UT0表示。與平太陽時(shí)相差12小時(shí)，即UT0=GAMT+12h平太陽時(shí)和世界時(shí)均以地球自轉(zhuǎn)為參照，而地球自轉(zhuǎn)速度是變化的，包括極移、自轉(zhuǎn)速度季節(jié)性變化和逐年變慢等。1956年引入極移改正和自轉(zhuǎn)速度季節(jié)性變化改正：UT1=UT0+ΔλUT2=UT1+ΔTS

三、原子時(shí)（ATI）以銫原子基態(tài)兩超精細(xì)能級的輻射躍遷定義時(shí)間尺度，以1958年1月1日零時(shí)的世界時(shí)減去0.0039秒為原點(diǎn)。（為了與世界時(shí)保持一致）原子鐘精度極高，目前使用的氫鐘精度可達(dá)10-16。

四、協(xié)調(diào)世界時(shí)