《大地测量学基础》课程教学课件（PPT讲稿）02 地球自转和时间系统

上节回顾 一、课程的必要性和特点和学好本门课方法 二、大地测量学概念 又称测地学，是地球科学的一个分支学科 是一门研究地球形状及行星几何和物理形态特征 及其变化规律的基础科学。 包括：物理大地测量学、几何大地测量学、卫星 大地测量学和空间大地测量学。 45:008

上节回顾 一、课程的必要性和特点和学好本门课方法 二、大地测量学概念 又称测地学,是地球科学的一个分支学科 是一门研究地球形状及行星几何和物理形态特征 及其变化规律的基础科学。 包括：物理大地测量学、几何大地测量学、卫星 大地测量学和空间大地测量学

三、大地测量的发展和展望 ☑圆球阶段：同一时间，同一子午线上不同点处天 顶距差别子午线弧长 ☑椭球阶段：长度单位的确立；最小二乘法地提 出；椭球大地测量学的形成；弧度测量大规模展开 ;推算了不同的地球椭球参数 ☑大地水准面阶段：国家天文网的布设；几何水 准，因瓦基线尺，平行测微器；大规模三角测量；新 椭球；平差， ☑现代大地测量：大规模水准网布设；工程控制 网；卫星多普勒技术，海洋卫星雷达测高，以及激 光卫星测距等都得到应用；优化设计，配置；国家 区域，GPS网大会战： 45:00

三、大地测量的发展和展望 Ø圆球阶段:同一时间,同一子午线上不同点处天 顶距差别子午线弧长. Ø椭球阶段：长度单位的确立;最小二乘法地提 出;椭球大地测量学的形成;弧度测量大规模展开 ;推算了不同的地球椭球参数 Ø大地水准面阶段：国家天文网的布设;几何水 准,因瓦基线尺,平行测微器;大规模三角测量;新 椭球;平差. Ø现代大地测量：大规模水准网布设;工程控制 网;卫星多普勒技术,海洋卫星雷达测高,以及激 光卫星测距等都得到应用;优化设计,配置;国家 区域,GPS网大会战

大地测量技术 GPS(Global Positioning System) GLONASS (Global Navigation Satellite System) Galileo SLR(Satellite Laser Ranging) VLBI(Very Long Baseline Interferometry) DORIS(Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) INS(Inertial Navigation System) 以及组合导航系统：GNSS,GPS+GLONASS,GPS+INS, GPS+INS+Pseudolite、CHAMP、GAOCE 45:00

GPS(Global Positioning System) GLONASS (Global Navigation Satellite System) Galileo SLR(Satellite Laser Ranging) VLBI(Very Long Baseline Interferometry) DORIS(Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) INS(Inertial Navigation System) 以及组合导航系统：GNSS,GPS+GLONASS,GPS+INS, GPS+INS+Pseudolite、CHAMP、GAOCE 大地测量技术

第2章坐标系统与时间系统 2.1地球的运转 地球的运转分为四类： ()与银河系一起在宇宙中运动 (2)在银河系内与太阳系一起运转 (3)与其他行星一起绕太阳旋转（公转或周年视运动） (太阳除参与因地球自转引起的周日视运动外，还存在因地球公转引起的 在恒星背景上的相对运动，即周年视运动) (4)绕其瞬时旋转轴旋转（自转或周日视运动） (由于地球自转，地面上的观测者看到天体自东向西沿着与赤道平行的小圆 转过一周。这种直观的运动称为天体的周日视运动) 45:003

第2章   坐标系统与时间系统 2.1 地球的运转 地球的运转分为四类:     (1) 与银河系一起在宇宙中运动     (2) 在银河系内与太阳系一起运转     (3) 与其他行星一起绕太阳旋转(公转或周年视运动)              (太阳除参与因地球自转引起的周日视运动外﹐还存在因地球公转引起的                    在恒星背景上的相对运动﹐即周年视运动)        (4)绕其瞬时旋转轴旋转(自转或周日视运动)                                                                                               (由于地球自转﹐地面上的观测者看到天体自东向西沿着与赤道平行的小圆                   转过一周。这种直观的运动称为天体的周日视运动)

存分日3月21日偏后 复望目6用22日前 (2月221前后 公转方向 秋分日923日霸 ★北极星 ⊙北极 地 6634 东道平面 地球公转轨道面 2326 (黄道平面】 南极 45:00

一、地球绕太阳公转 (1)符合开普勒三大定律 行星轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上 行星运动中，与太阳连线在单位时间内扫过的面积相等 行星绕轨道运动周期的平方与轨道长半轴的立方之比为常数 膏北极星 二、地球的自转 中北极 地轴一中心与两极的连线 地 66.5 地轴指向 相对位置 赤道平面 旋转速度 地球轨道面 23.5 黄道平面) 瞬时旋转轴 南极 45:003

一、地球绕太阳公转        （1） 符合开普勒三大定律              行星轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上              行星运动中，与太阳连线在单位时间内扫过的面积相等              行星绕轨道运动周期的平方与轨道长半轴的立方之比为常数 二、地球的自转       地轴—中心与两极的连线              地轴指向              相对位置              旋转速度       瞬时旋转轴

地球自转轴的变化：岁差、章动、极移、日长变化 Earth Sun Moon 黄道ecliptic:地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆。 白道Moon‘s path:月球绕地球公转的轨道平面与天球相交的大圆。 45:008

地球自转轴的变化：岁差、章动、极移、日长变化 黄道ecliptic：地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆。 白道Moon‘s path：月球绕地球公转的轨道平面与天球相交的大圆

地球自转轴的变化：岁差、章动、极移、日长变化 一、岁差(axial precession)一天体的自转轴指向因为重力 作用导致在空间中缓慢且连续的变化。例如，地球自转轴的方 向逐渐漂移，追踪它摇摆的顶部，以大约26,000年的周期扫 掠出一个圆锥。 赤道面 地球公转 轨道面 南极 45:003

地球自转轴的变化：岁差、章动、极移、日长变化 一、岁差(axial precession)——天体的自转轴指向因为重力 作用导致在空间中缓慢且连续的变化。例如，地球自转轴的方 向逐渐漂移，追踪它摇摆的顶部，以大约26,000年的周期扫 掠出一个圆锥

二、章动（nutation)一当陀螺的自转角速度不够大时， 陀螺的对称轴会在铅垂面内上下摆动，称为章动。 引起章动的原因： 章动 0地球相对于月球和太阳的位置 有周期性的变化。 0月球轨道面位置的变化是引起 18.6年 章动的主要原因。 0月球轨道对黄道的升交点黄经 的变化周期约18.6年，这也是章 动中最主要的周期。 45:00

二、章动（nutation）—当陀螺的自转角速度不够大时， 陀螺的对称轴会在铅垂面内上下摆动，称为章动。 引起章动的原因： Ø地球相对于月球和太阳的位置 有周期性的变化。 Ø月球轨道面位置的变化是引起 章动的主要原因。 Ø月球轨道对黄道的升交点黄经 的变化周期约18.6年，这也是章 动中最主要的周期

三、极移(polar motion):地球瞬时自转轴在地球本体内运动而 导致极点在地球表面上的位置发生缓慢变化的现象。 极移使地面上各点的纬度、经度和方位角都发生变化。 Pole coordinates -280 20130629 2013]AN1 Reference pole -300 2013DEC11 2013SEP16 -320 2013FEB13 -340 2014 JAN 23 -360 2013A 2013MAR28 Real pole -380 2014MAR6 400 2013MAY9 2013JUN22 429.00 40.00 80.00 120.00 160.00 x(mas)】 45:008

三、极移 (polar motion) ：地球瞬时自转轴在地球本体内运动而 导致极点在地球表面上的位置发生缓慢变化的现象。 极移使地面上各点的纬度、经度和方位角都发生变化