gps原理2资料讲解.ppt

GPS导航原理与应用（二）§2.1.坐标系统基本概念§2.2.天球坐标系§2.3.地球坐标系§2.4.坐标系转换§2.5.常用坐标系§2.6.时间参考系统2.1坐标系统简介天球坐标系
不随地球自转的地心坐标系，是空间固定坐标系，用于对卫星位置描述。
地球坐标系
与地球固联的地心坐标系，用于描述用户空间位置。
§2.2天球坐标系天球空间直角坐标系
地球质心M为坐标系原点，
Z轴指向天球北极，
X轴指向春分点，
Y轴垂直于XMZ平面
与X轴和Z轴构成右手坐标系
天体S的位置由坐标（X，Y，Z）描述岁差、章动日月岁差和章动岁差章动三种天球坐标系§2.3地球坐标系2.3.1地球几何形状大地水准面参考椭球面大地水准面、地面与椭球面之间的关系地形面、参考椭球面和大地水准面2.3.2地球坐标系地球坐标系定义：极移（北地极）协议地球坐标系2.3.3站心坐标系站心坐标系站心坐标系§2.4.坐标系转换2.4.1基本转换的数学表达基本转换的数学表达基本转换的数学表达2.4.2布尔沙模型－七参数法布尔沙模型－七参数法布尔沙模型－七参数法布尔沙模型－七参数法布尔沙模型－七参数法布尔沙模型－七参数法布尔沙模型－七参数法2.4.3莫洛金斯基模型莫洛金斯基模型莫洛金斯基模型莫洛金斯基模型2.4.4天球直角坐标系与球面坐标系的相互转换2.4.5地球大地坐标系转换成地球直角坐标系地球直角坐标转换成大地坐标系瞬时地球直角坐标与协议地球坐标系统转换2.4.6协议地球坐标系（CTS，T）与协议天球坐标系（I）的转换瞬时地球坐标系与瞬时天球坐标系的转换瞬时天球坐标系与协议地球坐标系转换2.4.7站心直角坐标与站心极坐标间的相互转换2.4.7空间直角坐标与站心坐标的转换§2.5.常用地球系1984年世界大地系统
名称
WordGeodeticSystem1984–WGS84
建立
美国国防制图局（DMA，于1996年并入了美国国家影像制图局（NIMA））
20世纪80年代中期建立，1987年取代WGS-72
组成
一个全球地心参考框架
由美国军方（原来的DMA，现在的NIMA）的一个全球分布的跟踪站网所组成
一组相应的模型
地球重力场模型（EGM–EarthGravitationalModel）
WGS84大地水准面（WGS84Geoid）
用途
GPS系统内部处理与位置有关信息1984年世界大地系统
定义
Z轴与IERS参考极（IRP–IERSReferencePole）指向相同，该指向与历元1984.0的BIH协议地极（CTP–ConventionsTerrestrialPole）一致；
X轴指向IERS参考子午线（IRM-IERSReferenceMeridian）与通过原点并垂直于Z轴的平面的交点，IRM与在历元1984时的BIH零子午线（BIHZeroMeridian）一致；
Y轴最终完成右手地心地固正交坐标系。1984年世界大地系统
发展历史
第一代：由基于TRANSIT
最初建立于1987年，为一组由（TRANSIT）所测定的点的坐标以及将1980年代初所存在的DoD参考框架（也被称为NSWC9Z-2），与BIH地球系统（BTS–BIHTerrestrialSystem）一致。
1987年1月，该WGS84框架开始用于生成DMA的TRANSIT精密星历。随后，在利用多普勒跟踪数据，通过绝对定位的方法，确定DoD的永久GPS跟踪站时，又采用了这些TRANSIT精密星历。一直到1994年，DoD的各个部门都在使用这些由TRANSIT所确定出的WGS84坐标（DMA一直使用到1994年1月2日，而GPS的控制部分一直使用到1994年6月29日）。
存在问题：GPS测量结果与由TRANSIT所测定的坐标存在系统性差异。发展历史
WGS84总共进行了三次修订，第一次在1994年，第二次在1996年，第三次在2001年，分别表示为“WGS84(G730)”、“WGS84(G873)”和“WGS84(G1150)”，其中，“G”表示这些坐标是完全采用GPS方法所确定出来的，没有包含多普勒数据；而跟在后面的数字所表示的是，在NIMA精密星历估计过程中，开始使用这些坐标时的GPS周数，如，数字“873”是历元1996年9月29日0hUTC时的GPS周数，而数字“1150”是历元2002年1月20日0h，从这些天起，用户可以通过NIMA的GPS星历来分别使用WGS84(873)和WGS84(1150)。2.5.2我国常用局部参照系1980西安大地坐标系
特点
采用多点定位原理建立，理论严密，定义明确。
椭球参数为现代精确的总体球椭球参数。
椭球面与我国大地水准面吻合得较好。
椭球短半轴指向明确。
经过了整体平差，点位精度高。
2000国家大地坐标系（CGCS2000）§2