(大地测量课件)第二十四章协议地球参考系.ppt

协议地球参考系
同义词:坐标系、参考系(参照系)、参考坐标系、参考框架
讲课人:吕志平
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地面观测量
方向
距离
天文方位角
椭球面观测量
大地线方向
大地线距离
大地方位角
平面观测量
直线方向
直线距离
坐标方位角
大地坐标L、B
平面坐标x、y
归算
必须量ξ, η, ζ(由天文测量和重力测量获得)
归算
三角锁网平差
大地问题解算
由大地原点起算推算全网各点的大地坐标、方位角
平差
正反算
水平坐标的获得
定位的意义:①获得测量计算的基准面
②获得大地起算数据
§3 椭球定位的经典方法
—— 1954北京坐标系、1980西安坐标系的建立方法
定位和确定大地起算数据的关系
由几何大地测量、大地天文测量、大地重力测量获得的各观测量,经归算至一数学曲面(椭球面或平面)上后,通过平差处理求得各大地点的坐标值。大地原点上的Lo、Bo、Ao是推算各点水平坐标的起算值,Lo、Bo、Ao和Ho称为大地起算数据。大地起算数据定义了一个大地坐标系,由图可知,大地原点的Lo,Bo确定了椭球过该点的法线,但此时椭球还可以绕这一法线旋转和平移,Ao和Ho确定后则使椭球完全固定了。
定位和确定起算数据是等价的:定位就是确定大地起算数据;而确定了大地起算数据也就完成了定位。
定位和确定起算数据的关系—等价的
定位的条件
椭球短轴与地球某一历元的地轴平行(短轴∥地轴)
起始大地子午面∥起始天文子午面
在一定范围内,椭球面与大地水准面充分接近。
垂线偏差和大地水准面差距的数值会小一些,观测结果归算所加的改正很小。
便于进行垂线偏差和拉普拉斯方位角的计算;与真实地球的情况一致。
前两个是定向条件,
后一个是定位条件。
如何使确定的B0,L0,H0,A0满足前二个条件?
用解析式表示这三个条件是:
1)  εX=0,εY=0
2)  εZ=0(在εX=0的基础上)
3)∑N2=最小;或∑ζ2=最小
§4 协议地球参考系
—— WGS84坐标系、ITRF坐标系、2000国家大地坐标系的建立方法
一、地心坐标系及其应用需求
1. 地心坐标系在地球动力学、物理大地测量学和空间技术中的应用需求
2. 地心坐标系在测绘工程中的应用需求
(1)导航等集成应用的要求
(2)地理信息的应用在空间域上的整体性要求
(3)地理信息的应用在时间域上的整体性要求
§4 协议地球参考系
—— WGS84坐标系、ITRF坐标系、2000中国大地坐标系的建立方法
二、协议地球参考系和协议地球参考框架的定义
(Conventional International Origin)
极移、瞬时轴(瞬时极)、平均极点、地极坐标系
地极坐标系
地极坐标系
协议地球参考系与瞬时地球参考系的关系:

协议约定,相对于理想情况,当表达理想情况有不同方式时,要约定。
(1)理想的地球参考系
理想情况下,相对于它地壳只存在形变,不存在整体的旋转和平移(Tisserand条件)。
(2)如何实际建立系统
一是指物理基准的选择—协议地球参考系;二是指实现的方法—协议地球参考框架。
(1)原点在地心,地心定义为包括海洋和大气的整个地球的质量中心;
(2)尺度单位为米(国际单位制),即在引力相对论意义下的局部地球框架内定义的米;
(3);
(4)定向的时间演化相对于地壳不产生残余的全球性旋转,例如采用近似满足这个条件的绝对板块运动模型NNR—NUVEL1。
三、协议地球参考框架的建立和维持
:
(1)给出参考系的定义;
(2)建立地面台站,实施空间大地测量;
(3)数据处理;
(4)建立时变模型,以维持协议地球参考框架的稳定。



利用SLR技术可以独立地完成地球参考架的建立和维持。对于不同的SLR网,由于在解算中采用的各种模型不一、台站个数不一和资料多少不一等因素,各网建立的参考架间存在着一定的差异。
利用VLBI技术可以高精度地确定参考坐标系的定向和尺度,但其原点不定,因此往往用SLR技术确定某一台站坐标作为起算点,如一般VLBI网均采用美国Westford站为其起算点。同样,各VLBI网建立的参考系间也存在着一定的差异。
LLR网和GPS网也可按各自的技术特点建立地球参考架。
ITRF是对上述全球各个SLR网、VLBI网、LLR网和GPS网联合平差而实现的。