安徽理工大学：《GPS定位原理与应用》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 坐标系统和时间系统 Coordinate and Time System

第二章堂标票和时向票— Coordinate and Time System 主要内容 TThe main contents 21协议天球坐标系 Conventional Celestial Sphere coordinate system 22协议地球坐标系 Conventional Earth Coordinate System 2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系 World Geodetic System-1984 and our National Geodetic Coordinate system 2.4时间系统 Time System 2.5北斗坐标系统和时间系统 Coordinate and Time System of BDs

第二章 坐标系统和时间系统——Coordinate and Time System 主要内容 The main contents 2.1 协议天球坐标系 Conventional Celestial Sphere Coordinate System 2.2 协议地球坐标系 Conventional Earth Coordinate System 2.3 WGS-84坐标系和我国的大地坐标系 World Geodetic System-1984 and our National Geodetic Coordinate System 2.4 时间系统 Time System 2.5 北斗坐标系统和时间系统 Coordinate and Time System of BDS

第二章堂标票和时向票— Coordinate and Time System 思考题 1、在GPS定位中,通常采用哪两种坐标系统? 2、何为天球?天球上有哪些主要的点、线、面? 3、天球空间直角坐标系和天球球面坐标系是如何定义 的?二者间有何关系? 4、什么叫岁差和章动?二者对北天极的运动有何影响? 5、为什么要定义协议天球坐标系?它是如何定义的? 6、地心空间直角坐标系和地心大地坐标系是如何定义 的?二者间有何联系? ②安徽理工大学导航定位技术应用研究所tC 余学祥(0554)6633378xxyu9166 @aliyun con NPTA

思考题 1、在GPS定位中，通常采用哪两种坐标系统？ 2、何为天球？天球上有哪些主要的点、线、面？ 3、天球空间直角坐标系和天球球面坐标系是如何定义 的？二者间有何关系？ 4、什么叫岁差和章动？二者对北天极的运动有何影响？ 5、为什么要定义协议天球坐标系？它是如何定义的？ 6、地心空间直角坐标系和地心大地坐标系是如何定义 的？二者间有何联系？ 第二章 坐标系统和时间系统——Coordinate and Time System

第二章堂标票和时向票— Coordinate and Time System 思考题 7、什么叫极移?协议地球坐标系是如何定义的? 8、WGS-84坐标系是如何定义的?其主要参数是多少? 9、在GPS定位中时间系统有何重要意义?确定时间的基 准是什么? 10、何为恒星时、世界时、原子时、协调世界时、GPS时 11、GPS时和原子时、协调世界时有何关系? 12、我国的2000国家大地坐标系是如何定义的?北斗系 统的时间系统和坐标系统是如何定义的? ②安徽理工大学导航定位技术应用研究所tC 余学祥(0554)6633378xxyu9166 @aliyun con NPTA

思考题 7、什么叫极移？协议地球坐标系是如何定义的？ 8、WGS-84坐标系是如何定义的？其主要参数是多少？ 9、在GPS定位中时间系统有何重要意义？确定时间的基 准是什么？ 10、何为恒星时、世界时、原子时、协调世界时、GPS时？ 11、 GPS时和原子时、协调世界时有何关系？ 12、我国的2000国家大地坐标系是如何定义的？北斗系 统的时间系统和坐标系统是如何定义的？ 第二章 坐标系统和时间系统——Coordinate and Time System

第二章堂标系能和时向票统— Coordinate and Time System 概述 坐标系统与时间系统是描述卫星运动、处 理观测数据和表达观测站位置的数学与物理基 础。所以,了解GPS测量中的一些常用坐标系 统和时间系统,熟悉它们各自间的转换关系, 是极为重要的。本章将主要介绍天球坐标系与 地球坐标系,以及有关时间系统的概念。 ②安徽理工大学导航定位技术应用研究所tC 余学祥(0554)6633378xxyu9166 @aliyun con NPTA

第二章 坐标系统和时间系统——Coordinate and Time System 坐标系统与时间系统是描述卫星运动、处 理观测数据和表达观测站位置的数学与物理基 础。所以，了解GPS测量中的一些常用坐标系 统和时间系统，熟悉它们各自间的转换关系， 是极为重要的。本章将主要介绍天球坐标系与 地球坐标系，以及有关时间系统的概念。 概 述

第二章堂标系能和时向票统— Coordinate and Time System ◆坐标系统大类划分 ●一类是在空间固定的坐标系统(空固系)。这类坐 标系统与地球自转无关,对于描述卫星的运行位置和状 态极为方便。严格说来,卫星的运动理论是根据牛顿引 力定律,在惯性坐标系统中建立起来的,而惯性坐标系 统在空间的位置和方向应保持不变,或仅作匀速直线运 动。但是,实际上严格满足这一条件是困难的。在天体 测量中,惯性参考系一般都是通过基本星表坐标系统来 近似实现的。 ②安徽理工大学导航定位技术应用研究所tC 余学祥(0554)6633378xxyu9166 @aliyun con NPTA

第二章 坐标系统和时间系统——Coordinate and Time System ●一类是在空间固定的坐标系统（空固系）。这类坐 标系统与地球自转无关，对于描述卫星的运行位置和状 态极为方便。严格说来，卫星的运动理论是根据牛顿引 力定律，在惯性坐标系统中建立起来的，而惯性坐标系 统在空间的位置和方向应保持不变，或仅作匀速直线运 动。但是，实际上严格满足这一条件是困难的。在天体 测量中，惯性参考系一般都是通过基本星表坐标系统来 近似实现的。 ◆坐标系统大类划分

第二章堂标票和时向票统— Coordinate and Time Systen ●另一类是与地球体相 固联的坐标系统(地固坐标 系)。这类坐标系统对于表 达地面观测站的位置和处理 GPS观测成果尤为方便。它 在经典大地测量学( Geodesy.) 中,具有多种表达形式和极 空固系 为广泛的应用。 ②安徽理工大学导航定位技术应用研究所tC 余学祥(0554)6633378xxyu9166 @aliyun con NPTA

●另一类是与地球体相 固联的坐标系统（地固坐标 系）。这类坐标系统对于表 达地面观测站的位置和处理 GPS观测成果尤为方便。它 在经典大地测量学(Geodesy) 中，具有多种表达形式和极 为广泛的应用。 第二章 坐标系统和时间系统——Coordinate and Time System X Y Z O 空固系

第二章堂标票和时向票统— Coordinate and Time Systen ◆坐标系统三个基本要素 坐标系统是由原点 origin)位置、坐标轴 ( Coordinate axis的指向和尺度( Scale)所定义 的。在GPS测量中,坐标系的原点一般取地球的质 心( the mass center of the earth),而坐标轴的指 向具有一定的选择性。为了使用上的方便,国际 上都通过协议来确定某些全球性坐标系统的坐标 轴指向,这种共同确认的坐标系,通常称为协议 坐标系( Conventional Coordinate system)。 安徽理工大学导航定位技术应用研完所 余学祥(0554)6633378xxyu9166(aliyun.com NPI

坐标系统是由原点(origin)位置、坐标轴 (Coordinate axis)的指向和尺度(Scale)所定义 的。在GPS测量中,坐标系的原点一般取地球的质 心（the mass center of the earth)，而坐标轴的指 向具有一定的选择性。为了使用上的方便，国际 上都通过协议来确定某些全球性坐标系统的坐标 轴指向，这种共同确认的坐标系，通常称为协议 坐标系(Conventional Coordinate System)。 第二章 坐标系统和时间系统——Coordinate and Time System ◆坐标系统三个基本要素

第二章生标系和时向系 2.1协议天球坐标系 Conventional Celestial Coordinate System P Ⅱn 、天球的基本概念 ●天球:是指以地 黄道 球质心M为中心, M 半径r为任意长度的 天球赤道 一个假想的球体。 P ②安徽理工大学导航定位技术应用研究所tC 余学祥(0554)6633378xxyu9166 @aliyun con NPTA

第二章 坐标系统和时间系统 2.1 协议天球坐标系 一、天球的基本概念 ●天球:是指以地 球质心M为中心， 半径r为任意长度的 一个假想的球体。 Conventional Celestial Coordinate System

第二章生标系和时向系 2.1协议天球坐标系 在天文学中,通常均把 天体( celestial bodies投影 ( project)到天球的球面, 并利用球面坐标系统来表 达或研究天体的位置及天 黄道 体之间的关系。为了建立 M 球面坐标系统,必须确定 球面上的一些参考点、线、 天球赤道 面和圈。在全球定位系统 中,为描述卫星的位置也春分点 将涉及到这些概念。 P

2.1 协议天球坐标系 在天文学中，通常均把 天体(celestial bodies)投影 (project)到天球的球面， 并利用球面坐标系统来表 达或研究天体的位置及天 体之间的关系。为了建立 球面坐标系统，必须确定 球面上的一些参考点、线、 面和圈。在全球定位系统 中，为描述卫星的位置也 将涉及到这些概念。 第二章 坐标系统和时间系统

第二章坐标系號和时向系统 1、天轴和天极( celestial axis and celestial pole) 地球自转轴的延伸称为天 黄道 轴;天轴与天球的交点PnP 称为天极,其中P称为北天极 M P称为南天极。 天球赤道 2、天球赤道面与天球赤道春分点 通过地球质心并与天轴垂直的平面,称为天球赤道 面。这时天球赤道面与地球赤道面相重。该赤道面与天 球相交的大圆称为天球赤道

第二章 坐标系统和时间系统 通过地球质心并与天轴垂直的平面，称为天球赤道 面。这时天球赤道面与地球赤道面相重。该赤道面与天 球相交的大圆称为天球赤道。 地球自转轴的延伸称为天 轴；天轴与天球的交点Pn、Ps 称为天极，其中Pn称为北天极， Ps称为南天极。 2、天球赤道面与天球赤道 1、天轴和天极(celestial axis and celestial pole)