时间和坐标系统

1、第二讲第二讲 地球的运动地球的运动从不同的角度，地球的运转可分为四类：从不同的角度，地球的运转可分为四类： 地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动 与银河系一起在宇宙中运动与银河系一起在宇宙中运动 在银河系内与太阳一起旋转在银河系内与太阳一起旋转 与其它行星一起绕太阳旋转（公转）与其它行星一起绕太阳旋转（公转） 地球的自转（周日视运动）地球的自转（周日视运动） 在这四类运动中，前两类主要是与宇宙航行中的星系研究有关，对于研究地球空间的大地测量学，研究的对象位于地球表面及其近地空间，主要是与后两类运动相关。 地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动 2.

2、1 2.1 2.1 2.1 2.1 2.1 地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动地球的运动图图2 21 1 天球的概念天球的概念第三讲第三讲 时间系统时间系统2.1 2.1 时间系统时间系统第四讲第四讲 坐标系统坐标系统 2 2、大地测量坐标系、大地测量坐标系天球坐标系：天球坐标系：用于用于研究天体和人造卫星的定位与运动。研究天体和人造卫星的定位与运动。地球坐标系：地球坐标系： 用于研究地球上物体的定位与运动，是用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体建立的坐标系统，分为大地坐标以旋转椭球为参照体建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系两种形式，系和空间直角坐标

3、系两种形式，基准基准和和坐标系坐标系两方面要素构成了完整的两方面要素构成了完整的坐标参考系统坐标参考系统! ! 天文坐标系：天文坐标系：原点：地球质心；原点：地球质心；Z Z轴：地球的旋转轴；轴：地球的旋转轴；起始子午面：过英国格林尼治天文台的天文子午面；起始子午面：过英国格林尼治天文台的天文子午面；纬度基准面：地球赤道；纬度基准面：地球赤道；常用的大地测量坐标系统常用的大地测量坐标系统点位的表示方法：点位的表示方法：天文经度（天文经度（）：过）：过P P点的子午面与起始子午面的夹角；点的子午面与起始子午面的夹角；天文纬度（天文纬度（）：过）：过P P点的铅垂线方向与赤道面的夹角；点的铅垂线方

4、向与赤道面的夹角；正高（正高（H H正正） ： 沿铅垂线到大地水准面的距离。沿铅垂线到大地水准面的距离。天文方位角（天文方位角（)：过：过P P点的天文子午面与过点的天文子午面与过P P点的铅垂线及点的铅垂线及另一点另一点Q Q点的平面所成的角度点的平面所成的角度。 大地坐标系：大地坐标系：原点：旋转椭球中心；原点：旋转椭球中心；Z Z轴：椭球的旋转轴；轴：椭球的旋转轴；起始子午面：过英国格林尼治天文台的大地子午面；起始子午面：过英国格林尼治天文台的大地子午面；纬度基准面纬度基准面: :椭球赤道；椭球赤道；常用的大地测量坐标系统常用的大地测量坐标系统点位的表示方法：点位的表示方法：大地经度（大

5、地经度（L L）：过）：过P P点的子午面与起始子午面的夹角；点的子午面与起始子午面的夹角；大地纬度（大地纬度（B B）：过）：过P P点的点的法线法线与赤道面的夹角；与赤道面的夹角；大地高（大地高（H H） ：由：由P P点沿法线方向到椭球面的距离。点沿法线方向到椭球面的距离。大地方位角（大地方位角（A)A)：过：过P P点的子午面与过点的子午面与过P P点的点的法线法线及及Q Q点的点的 平面所成的角度。平面所成的角度。 地心空间直角坐标系：地心空间直角坐标系：原点：地球质心；原点：地球质心；Z Z轴：地球的自转轴；轴：地球的自转轴；X X轴：过英国格林尼治天文台的起始子午面与赤道的交轴：

6、过英国格林尼治天文台的起始子午面与赤道的交线；线；Y Y轴：与轴：与X X轴垂直，右手坐标系；轴垂直，右手坐标系；常用的大地测量坐标系统常用的大地测量坐标系统点位的表示方法：点位的表示方法： 点点k k的地心空间直角坐标用（的地心空间直角坐标用（x,y,zx,y,z) )表示。表示。地心坐标系是唯一的，在卫星大地测量中得地心坐标系是唯一的，在卫星大地测量中得到广泛的采用。到广泛的采用。 空间（参心）大地直角坐标系：空间（参心）大地直角坐标系：原点：椭球中心；原点：椭球中心；Z Z轴：椭球的旋转轴；轴：椭球的旋转轴；X X轴：过英国格林尼治天文台的起始子午面与椭球赤道轴：过英国格林尼治天文台的起

7、始子午面与椭球赤道的交线；的交线；Y Y轴：与轴：与X X轴垂直，右手坐标系；轴垂直，右手坐标系；常用的大地测量坐标系统常用的大地测量坐标系统点位的表示方法：点位的表示方法： 点点k k的空间大地直角坐标用（的空间大地直角坐标用（X,Y,Z)X,Y,Z)表示。表示。 椭球中心通常不与地球质心重合，这种原点位椭球中心通常不与地球质心重合，这种原点位于地球质心附近的坐标系通常又称为参心坐标系。于地球质心附近的坐标系通常又称为参心坐标系。 WGS-84世界大地坐标系：世界大地坐标系：原点：地球质心；原点：地球质心；Z Z轴：地球的自转轴；国际时间局轴：地球的自转轴；国际时间局BIH1984.0BIH

8、1984.0定义的协定义的协议地球极（议地球极（CIO)CIO)X X轴：轴： 指向指向BIH1984.0BIH1984.0的零子午面与的零子午面与CTPCTP赤道的交线；赤道的交线；Y Y轴：与轴：与X X轴垂直，右手坐标系；轴垂直，右手坐标系；常用的大地测量坐标系统常用的大地测量坐标系统 对应于对应于WGS-84世界大地坐标系有一个世界大地坐标系有一个WGS-84椭球，其采用大地测量和地球物理联合会椭球，其采用大地测量和地球物理联合会（IUGG）1980年第年第17届大会推荐的参数：届大会推荐的参数： a=6378137m; e=1:298.257 站心坐标系：站心坐标系：分为站心地平直角

9、坐标系和站心地平极坐标系分为站心地平直角坐标系和站心地平极坐标系：原点：地面测站点；原点：地面测站点；Z Z轴：测站点的椭球法线方向；轴：测站点的椭球法线方向；X X轴：轴： 过原点的大地子午面和过原点且和法线垂直的过原点的大地子午面和过原点且和法线垂直的平面的交线，指向北；平面的交线，指向北；Y Y轴：与轴：与X X轴、轴、Z Z轴成左手坐标系；轴成左手坐标系；常用的大地测量坐标系统常用的大地测量坐标系统 站心地平直角坐标系和站心地平极坐标系统称站心地平直角坐标系和站心地平极坐标系统称为地平坐标系。卫星的地平坐标表明了某一时刻为地平坐标系。卫星的地平坐标表明了某一时刻卫星与测站的关系，用于卫

10、星和天体位置的观测卫星与测站的关系，用于卫星和天体位置的观测和预报。和预报。 高斯平面直角坐标系：高斯平面直角坐标系：高斯投影又称为横轴椭圆柱等角投影。高斯投影又称为横轴椭圆柱等角投影。常用的大地测量坐标系统常用的大地测量坐标系统 为了建立各种比例尺的地形图的测图控制和工程测量为了建立各种比例尺的地形图的测图控制和工程测量控制，需将椭球面上各点的大地坐标，按一定的数学模型控制，需将椭球面上各点的大地坐标，按一定的数学模型投影到平面上，用相应的平面直角坐标表示。设椭球面上投影到平面上，用相应的平面直角坐标表示。设椭球面上某点的大地坐标为（某点的大地坐标为（B.L)，投影到平面上的坐标为（，投影到

11、平面上的坐标为（x,y),其关系为：其关系为：X= F1(B,L); y=F2(B,L) 子午面直角坐标系：子午面直角坐标系：原点：过该点的子午圈椭圆中心；原点：过该点的子午圈椭圆中心；x x轴：赤道面和过该点的子午面的交线；轴：赤道面和过该点的子午面的交线；Y Y轴轴: :旋转椭球体的旋转轴；旋转椭球体的旋转轴；常用的大地测量坐标系统常用的大地测量坐标系统点位的表示方法：点位的表示方法：大地经度（大地经度（L L，x,yx,y）, ,其中：其中：L L：大地经度；：大地经度；X,yX,y：P P点在以上坐标系里的坐标。点在以上坐标系里的坐标。 大地极坐标系：大地极坐标系：原点：椭球体表面任意点；原点：椭球体表面任意点；基准方向：过原点的子午线方向；基准方向：过原点的子午线方向；常用的大地测量坐标系统常用的大地测量坐标系统点位的表示方法：点位的表示方法：P P（S,A),S,A),其中