第三章GPS定位的坐标系统与时间系统 坐标系统和时间系统是描述卫星运动、处 理观测数据和表达观测站位置的数学与物 理基础 GSI Japan 21st of June 1999
GSI Japan - 21st of June 1999 第三章 GPS定位的坐标系统与时间系统 坐标系统和时间系统是描述卫星运动、处 理观测数据和表达观测站位置的数学与物 理基础
§21坐标系统的类型 在GPS定位中,通常采用两类坐标系统: 类是在空间固定的坐标系,该坐标系与地球自转 无关,对描述卫星的运行位置和状态极其方便。 另一类是与地球体相固联的坐标系统,该系统对表 达地面观测站的位置和处理GPS观测数据尤为方 便 坐标系统是由坐标原点位置、坐标轴指向和尺度所 定义的。在GPS定位中,坐标系原点一般取地球 质心,而坐标轴的指向具有一定的选择性,为了 使用上的方便,国际上都通过协议来确定某些全 球性坐标系统的坐标轴指向,这种共同确认的坐 标系称为协议坐标系
§2.1坐标系统的类型 在GPS定位中，通常采用两类坐标系统： 一类是在空间固定的坐标系，该坐标系与地球自转 无关，对描述卫星的运行位置和状态极其方便。 另一类是与地球体相固联的坐标系统，该系统对表 达地面观测站的位置和处理GPS观测数据尤为方 便。 坐标系统是由坐标原点位置、坐标轴指向和尺度所 定义的。在GPS定位中，坐标系原点一般取地球 质心，而坐标轴的指向具有一定的选择性，为了 使用上的方便，国际上都通过协议来确定某些全 球性坐标系统的坐标轴指向，这种共同确认的坐 标系称为协议坐标系
§2.2协议天球坐标系 1天球的基本概念 天球:指以地球质心为中心,半径r为任意长度的一个 假想球体。为建立球面坐标系统,必须确定球面上的 些参考点、线、面和圈。 天轴与天极:地球自转轴的延伸直线为天轴,天轴与天 球的交点P(北天极)P(南天极)称为天极。 天球赤道面与天球赤道:通过地球质心与天轴垂直的平 面为天球赤道面,该面与天球相交的大圆为天球赤道。 天球子午面与天球子午圈:包含天轴并经过地球上任 点的平面为天球子午面,该面与天球相交的大圆为天球 子午圈
§ 2.2协议天球坐标系 1.天球的基本概念 天球：指以地球质心为中心，半径r为任意长度的一个 假想球体。为建立球面坐标系统，必须确定球面上的一 些参考点、线、面和圈。 天轴与天极：地球自转轴的延伸直线为天轴，天轴与天 球的交点Pn (北天极)Ps (南天极)称为天极。 天球赤道面与天球赤道：通过地球质心与天轴垂直的平 面为天球赤道面，该面与天球相交的大圆为天球赤道。 天球子午面与天球子午圈：包含天轴并经过地球上任一 点的平面为天球子午面，该面与天球相交的大圆为天球 子午圈
时圈:通过天轴的平面与天球相交的半个大圆。 黄道:地球公转的轨道面与天球相交的大圆,即当地 球绕太阳公转时,地球上的观测者所见到的太阳在 天球上的运动轨迹。黄道面与赤道面的夹角称为黄 赤交角,约2350。 黄极;通过天球中心,垂直于黄道面的直线与天球的 交点。靠近北天极的交点工称北黄极,靠近南天极 的交点I称南黄极。 春分点:当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行 时,黄道与天球赤道的交点y 在天文学和卫星大地测量学中,春分点和天球赤道面 是建立参考系的重要基准点和基准面
时圈：通过天轴的平面与天球相交的半个大圆。 黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，即当地 球绕太阳公转时，地球上的观测者所见到的太阳在 天球上的运动轨迹。黄道面与赤道面的夹角称为黄 赤交角，约23.50 。 黄极；通过天球中心，垂直于黄道面的直线与天球的 交点。靠近北天极的交点n称北黄极，靠近南天极 的交点s称南黄极。 春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行 时，黄道与天球赤道的交点。 在天文学和卫星大地测量学中，春分点和天球赤道面 是建立参考系的重要基准点和基准面
◆天球的概念 黄道 x-米 天球赤道 P
◆天球的概念