演示文稿2坐标系统与时间系统.ppt

第二章 坐标系统和时间系统
5/24/2018
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概述
测量的基本任务就是确定物体在空间中的位置、姿态及其运动轨迹。而对这些特征的描述都是建立在某一个特定的空间框架和时间框架之上的。所谓空间框架就是我们常说的坐标系统,而时间框架就是我们常说的时间系统。
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§1 地球的形状
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一地球的自然表面
地球的自然表面(简称为地面),是地球的陆地和海洋相对于大气的分界面,是高低不平和变化异常的似椭球面。它的最高处——,它的最低处——马里亚纳海沟低于平均海水面11034m,高低相差近20Km。如此起伏异常的地面,就是GPS卫星导航定位的作业面。
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二大地水准面
地面,虽起伏异常,高低相差甚大,但相对6371Km的地球平均半径而言,其比值亦不过1/。因此,%的海水面表述地球形体。
水准面、水平面、大地水准面
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二大地水准面
陈永龄院士1958年将其定义为:“假定海洋的水体处在完全静止和平衡的状态,没有潮汐风浪等影响,海洋的表面以及由它延长到大陆的下面,并到处保持着与垂线方向相交成直角这一特征的整个成闭合形状的面,就是大地水准面”。
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二大地水准面
大地水准面所包围的地球形体,称为大地体,是唯一确定的地球形状和大小。实际上因地球内部质量分布的不均匀性等原因,导致大地体也是一个凹凸不平的似球体。例如,在东经80°和北纬5 °处,凹陷106m,在东经150°和北纬5 °处,大地体却隆起80m。因此,大地水准面仍不能作为GPS卫星导航定位的数据处理的计算基准面。
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三参考椭球体
经过长期的理论研究和实践表明,当一个通过南北极的子午椭圆绕地球南北两极旋转一周而形成一个旋转椭球体,用其椭球面代替大地水准面,是一个理想的计算基准面,亦即,用两极稍扁的旋转椭球体取代大地体。
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三参考椭球体
一个与大地体符合最好的最为接近地球形状和大小的旋转椭球,称为参考椭球体。
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三参考椭球体
其具体条件是:
参考椭球体的体积等于大地体的体积,且其表面与大地水准面之间的差距之平方和为最小。
参考椭球体的总质量等于地球的总质量,且其椭球中心与地球重心相重合,椭球赤道平面亦与地球赤道一致。
参考椭球体的旋转角速度等于地球的旋转角速度。
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