(大地测量课件)第二十五章我国的大地坐标系.ppt

我国的大地坐标系
《大地测量学基础》(FOUNDATION OF GEODESY)
一系大地测量教研室
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Establishment of geodetic coordination system
协议地球参考系
main contents
part one
conventional terrestrial reference system
协议地球参考系
1、地心坐标系及其应用需求
地心坐标系是以地球质心为原点的一类坐标系,和参心坐标系一样,地心坐标系可以分成地心大地坐标系和地心大地空间直角坐标系。在地球动力学等应用中,地心坐标系一般称为地球参考系。
由于极移的影响,使地球参考系坐标轴的指向发生变化,这将会对实际工作造成许多困难。因此,国际天文学联合会和国际大地测量学协会早在1967年便建议,采用国际上5个纬度服务站于1900年至1905年的平均纬度所确定的平均地极位置为基准点。平极的这个位置是相应于上述期间地球自转轴的平均位置,通常称为国际协议原点(CIO)。与之相应的地球赤道面,称为平赤道面或协议赤道面。在实际工作中,至今仍普遍采用CIO作为协议地极(CTP)。以协议地极为基准点的地球参考系,称为协议地球参考系,而与瞬时极相应的地球参考系,称为瞬时地球参考系。
基本概念
conventional terrestrial reference system
geocentric coordinates
协议地球参考系
1、地心坐标系及其应用需求
就区域范围的测制地形图和工程应用而言,地心坐标系并不必要,但是对于跨大区域的测绘项目和集成应用,以及与物理因素有关的空间技术、地球动力学和地球重力场研究等,地心坐标系显得十分重要。
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
如:监测地球动力现象;人造地球卫星和弹道导弹等
2. 地心坐标系在测绘工程中的应用需求
导航等集成应用的要求;
地理信息的应用在空间域上的整体性要求;
地理信息的应用在时间域上的整体性要求。
地心坐标系的应用
协议地球参考系
2、协议地球参考系和协议地球参考框架的定义
地球极点是地球自转轴与地球表面的交点。由于地球自转轴在地球本体内的运动,地球极点在地球表面上的位置随时间而变化,这种现象叫做地极移动,简称极移(variation of the poles; polar motion) 。随时间而变化的地球自转轴为瞬时轴,相应的极点叫瞬时极。
几十年来,对极移的研究不断深入,产生了多种地极系统。1967年在意大利斯特米萨国际天文学联合会(IAU)和国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)共同召开的32次讨论会上建议平极的位置用5个台站的“1900—1905年新系统”的平均纬度来确定,平极的这个位置相对于1900—1905年平均历元(),叫做国际协议原点,简称CIO。
当前,CIO系统由IERS维持。IERS根据全球观测台站的资料,解算并定期出版公报向用户提供瞬时极资料。
极移和国际协议原点
conventional international origin
协议地球参考系
2、协议地球参考系和协议地球参考框架的定义
协议地球参考系CTRS的定义是:
(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。
一旦协议地球参考系选定了,便要使之能为各类用户可用。为此,系统要通过许多实际的地面点具体化。因为,一组全球分布点的三维直角坐标,隐含着一个原点的位置、一组正交笛卡尔坐标轴的指向和一个尺度参数。这样一组协议选定的使系统具体化的地面点及其坐标就定义了协议地球参考框架。
协议地球参考系和协议地球参考框架
conventional terrestrial reference frame
协议地球参考系
3、协议地球参考框架的建立和维持
地球参考系从定义到实现需要完成以下几步工作:
(1)如上所述,给出地球参考系的理论定义和协议约定;
(2)建立地面观测台站,并进行空间大地测量;
(3)根据对协议地球参考系的约定,采用国际推荐的一组模型和常数,对观测数据进行数据处理,解算出各观测台站在某一历元的站坐标,即建立协议地球参考框架。
(4)对于影响地面台站稳定的各种形变因素进行分析处理,建立相应的时变模型,以维持协议地球参考框架的稳定。
CTRF是四维的,或者说是动态的,其动态特征表现在CTRF是由具有参考历