• 【转】 坐标系方面容易混淆的一些内容


    一:坐标系、基准、坐标参照系之间的关系

    1.        坐标参照系包括坐标系和基准两部分

    2.        坐标系包括空间直角坐标系、空间大地坐标系、站心直角和极坐标系、曲面坐标系等。若我们从维数上看又分为二维、三维、多维坐标系等。

    3.        坐标系的选择仅仅决定了表示空间任一点时我们是用(X,Y)还是用(X,Y,Z)还是用(B,L,H)还是用(N,E,U)还是用(R,A,EL)等其中 的某一特定的形式来表示。但是,需要特别指出的是-------选择了一种特定的坐标系,仅仅只能说明我们确定了用何种形式来表示点;我们还无法对点的坐 标用具体的数值来量化。因为我们还没有确定我们选择的坐标系的原点在哪儿即通常所谓的定位工作还没做;同时,该坐标系的X轴,Z轴指向何方即通常所谓的定 向工作也没有做。

    4.        根据上面的分析可以清楚地看到,在大地测量中基准主要就是指特定的参考椭球(其属性主要包括a,GM, f,J2等)、椭球定位(参心还是地心------一般坐标系原点位于椭球中心即椭球定位直接决定了坐标系的原点),定向(一般X轴就是-----椭球中 心至赤道和格林尼治天文台平均子午线的交点-----的连线;Z轴一般平行地球自转轴;从而X,Y,Z形成右手正交坐标系)

    5.        当特定的基准和坐标系一旦确定后,一个特定的--------坐标参照系--------就确立了。

     

    二:坐标参照系和坐标参考框架之间的关系

    1.        坐标参照系定义明确且严密,然而非常抽象,很难把握

    2.        因而人们就想通过一些具体的比较直观的点来描述或者说来反应某一特定的坐标参照系,这些满足特定坐标参照系的点就是人们通常所谓的------坐标参考框架

    3.        通常人们之所以说参考框架是坐标参照系的实现是因为:在一组------都满足某种特定坐标参照系------的已知点之间,实际上隐含了定义一个坐标参照系所必须的--------坐标系和基准------信息。

    4.        一般而言,只要涉及与空间位置有关的问题,就会涉及坐标参照系;而涉及坐标参照系就必将会涉及参考框架。

     

    三:椭球的定位和定向

    1.        地球椭球:旋转椭球体与地球形体非常接近,旋转椭球面是一个形状规则的数学表面,在其上可以做严密的计算,而且所推算的元素(如长度、角度)同大地水准面上的相应元素非常接近。我们就把这种用来代表地球形状的椭球称为地球椭球

    2.        椭球定位:就是确定椭球中心的位置。分为两类:局部定位和地心定位。

    3.        局部定位:要求在一定范围内椭球面与大地水准面有最佳符合,而对椭球中心位置无特殊要求

    4.        地心定位:要求在全球范围内椭球面和大地水准面有最佳符合,同时要求椭球中心与地心重合或最为接近

    5.        椭球定向:实质上是指椭球旋转轴的指向

    6.        无论是局部还是地心定位,都必须满足两个平行条件:

    a.  椭球短半轴平行于地球自转轴 

    b.  大地起始子午面必须平行于天文起始子午面。这两个条件是认为规定的,目的在于简化大地坐标、大地方位角同天文坐标、天文方位角之间的换算。

    7.        参考椭球:经过局部定位和定向后,同特定地区大地水准面有最佳符合的地球椭球称为参考椭球

    8.        参心坐标系:以参考椭球为基准的坐标系

    9.        总地球椭球:除了满足地心定位和双平行条件外,在确定椭球参数时能使它在全球范围内与大地体最为密合的椭球

    10.    地心坐标系:以总地球椭球为基准的坐标系

    11.    特别提醒:无论是参心坐标系还是地心坐标系都可分为空间直角坐标系和大地坐标系两种,并且这两种坐标系都与地球体固连在一起,与地球同步运动,因而都是地 固坐标系。另外,它们若还是地心坐标系的话就称地心地固坐标系。与地固系相对应的--------与地球自转无关的空间固定的坐标系是天球坐标系/惯性坐 标系。

    12.    参考椭球定位定向的实现:选择椭球、确定椭球中心位置、确定椭球指向、建立大地原点。定位又分为一点定位和多点定位。

    13.    大地原点和大地起算数据:原点一般选在特定范围的中心位置;其坐标通过各种方法综合确定,一般精度较高-------特别提醒:大地原点坐标决不是(0、 0、0),而是和大地原点在椭球上所处的具体位置密切相关的(Bk,Lk,Hk),另外还要给出大地原点至另外一点的大地方位角Ak

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