GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航定位基礎(chǔ)

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1、問(wèn)題你對(duì)測(cè)量學(xué)有多少認(rèn)知？見(jiàn)過(guò)什么樣的測(cè)量工具?測(cè)量學(xué)與你所學(xué)專(zhuān)業(yè)有何關(guān)系?應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例地物地貌數(shù)學(xué)法則地物地貌地球的自然表面：地球的自然表面高低起伏，其形狀十分復(fù)雜。海洋的面積占71%,陸地的面積占29%。珠穆朗瑪峰高達(dá)8844.43m馬里亞納海溝深達(dá)11022m人類(lèi)認(rèn)識(shí)地球的過(guò)程經(jīng)過(guò)了2-3千年的過(guò)程第5頁(yè)杭州北緯30°25′53″東經(jīng)120°14′88″如何確定空間點(diǎn)的位置確定一個(gè)二維空間點(diǎn)位需要至少兩個(gè)量確定一個(gè)三維空間點(diǎn)位需要至少三個(gè)量(上例測(cè)量出房子腳比樹(shù)腳處高或低多少)通常采用(1)一

2、個(gè)高程+兩個(gè)二維坐標(biāo)量(2)三個(gè)三維坐標(biāo)量S2S1測(cè)量坐標(biāo)系與數(shù)學(xué)坐標(biāo)系xyOOxyⅠⅣⅢⅡⅠⅡⅢⅣ測(cè)量坐標(biāo)系數(shù)學(xué)坐標(biāo)系αα不同點(diǎn)坐標(biāo)軸指向不同2、坐標(biāo)象限不同3、表示直線(xiàn)方向的角度定義不同注：把X軸與Y軸互換后，全部三角公式都能在測(cè)量計(jì)算中應(yīng)用。第一節(jié)GNSS坐標(biāo)系統(tǒng)測(cè)量工作的基本任務(wù)是確定點(diǎn)的空間位置。一個(gè)點(diǎn)的空間位置，需要三個(gè)量來(lái)確定。（經(jīng)度、緯度和高程或X、Y、H）位置的確定離不開(kāi)坐標(biāo)系。坐標(biāo)系三要素：原點(diǎn)位置坐標(biāo)軸指向尺度GPS測(cè)量坐標(biāo)系的分類(lèi)坐標(biāo)系分類(lèi)坐標(biāo)系特征①空固坐標(biāo)系與地固坐標(biāo)系空固坐

3、標(biāo)系與天球固連，與地球自轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，用來(lái)確定天體位置較方便。地固坐標(biāo)系與地球固連，隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)確定地面點(diǎn)位置較方便。②地心坐標(biāo)系與參心坐標(biāo)系地心坐標(biāo)系以地球的質(zhì)量中心為原點(diǎn)，如WGS-84坐標(biāo)系和ITRF參考框架均為地心坐標(biāo)系。而參心坐標(biāo)系以參考橢圓體的幾何中心為原點(diǎn)，如北京54坐標(biāo)系和80國(guó)家大地坐標(biāo)系。③空間直角坐標(biāo)系、球面坐標(biāo)系、大地坐標(biāo)系及平面直角坐標(biāo)系經(jīng)典大地測(cè)量采用的坐標(biāo)系通常有兩種，一是以大地經(jīng)緯度表示點(diǎn)位的大地坐標(biāo)系，二是將大地經(jīng)緯度進(jìn)行高斯投影或橫軸墨卡托投影后的平面直角坐標(biāo)系。在

4、GPS測(cè)量中，為進(jìn)行不同大地坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，還會(huì)用到空間直角坐標(biāo)系和球面坐標(biāo)系。④?chē)?guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系與地方獨(dú)立坐標(biāo)系采用單獨(dú)坐標(biāo)系統(tǒng)既不是我國(guó)國(guó)家統(tǒng)一坐標(biāo)系常用的是80國(guó)家大地坐標(biāo)系也不是北京54坐標(biāo)系，測(cè)量坐標(biāo)系：一、大地坐標(biāo)系二、空間直角坐標(biāo)系三、平面直角坐標(biāo)系大地經(jīng)度L：過(guò)地面點(diǎn)P的子午面與起始子午面的夾角起始子午面：向東為正0-180東經(jīng)，向西為負(fù)0-180西經(jīng)，大地緯度B：過(guò)地面點(diǎn)P的橢球法線(xiàn)與赤道面的夾角赤道面：向北為正0-90北緯，向南為負(fù)0-90南緯，大地高H：P點(diǎn)沿橢球面法線(xiàn)到橢球面

5、的距離。橢球面：向外為正，向內(nèi)為負(fù)一、大地坐標(biāo)系PHO地　軸赤　道SNBLP點(diǎn)坐標(biāo)：(B，L，H）子午面子午線(xiàn)起始子午面大地經(jīng)度赤道面大地緯度一、大地坐標(biāo)系例：福州某點(diǎn)的位置是東經(jīng)119°，北緯26°。一、大地坐標(biāo)系例：武漢某點(diǎn)的位置是東經(jīng)114°，北緯30°。例：西安某點(diǎn)的位置是東經(jīng)108°，北緯34°。我國(guó)的大地坐標(biāo)系包括：1.1954年北京坐標(biāo)系（BJ54舊）2.1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系（GDZ80）3.新1954年北京坐標(biāo)系（BJ54新）4.國(guó)家2000坐標(biāo)系（CGCS2000）國(guó)家大地坐標(biāo)系1

6、.1954年北京坐標(biāo)系（BJ54舊）坐標(biāo)原點(diǎn)：前蘇聯(lián)的普爾科沃。參考橢球：克拉索夫斯基橢球。平差方法：分區(qū)分期局部平差。存在的問(wèn)題：（1）橢球參數(shù)有較大誤差。（2）參考橢球面與我國(guó)大地水準(zhǔn)面差距大，不能達(dá)最佳擬合，存在著自西向東明顯的系統(tǒng)性?xún)A斜。（3）坐標(biāo)誤差累計(jì)大（坐標(biāo)從東北傳遞到西北和西南的，未進(jìn)行整體平差，各部分結(jié)合點(diǎn)有12米的誤差）。（4）定向不明確即X,Y軸的指向不明。（5）屬參心坐標(biāo)系。（和衛(wèi)星坐標(biāo)的原點(diǎn)不一致）坐標(biāo)系類(lèi)型1954年北京坐標(biāo)系屬參心坐標(biāo)系原點(diǎn)位于原蘇聯(lián)的普爾科沃z軸沒(méi)有明確定

7、義x軸沒(méi)有明確定義參考橢球橢球參數(shù)采用1940年克拉索夫斯基橢球參數(shù)橢球長(zhǎng)半徑a=6378245m橢球扁率由相關(guān)參數(shù)計(jì)算的扁率：α=1/298.32.1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系（GDZ80）坐標(biāo)原點(diǎn)：陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)。參考橢球：1975年國(guó)際橢球。平差方法：天文大地網(wǎng)整體平差。特點(diǎn)：（1）采用1975年國(guó)際橢球。（2）大地高程基準(zhǔn)采用1956年黃海高程。（3）橢球面同似大地水準(zhǔn)面在我國(guó)境內(nèi)最為密合。（4）定向明確。（5）大地原點(diǎn)地處我國(guó)中部。（6)其大地點(diǎn)的高程起算面是似大地水準(zhǔn)面，是局部基準(zhǔn)而全球基準(zhǔn)

8、。坐標(biāo)系類(lèi)型1980年國(guó)家大地測(cè)量坐標(biāo)系屬參心坐標(biāo)系原點(diǎn)位于我國(guó)中部—陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)z軸平行于地球質(zhì)心指向我國(guó)定義的1968.0地極原點(diǎn)(JYD)方向x軸起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面參考橢球橢球參數(shù)采用1975年第16屆國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)的推薦值橢球長(zhǎng)半徑a=6378140m橢球扁率由相關(guān)參數(shù)計(jì)算的扁率：α=1/298.257中華人民共和國(guó)大地原點(diǎn)位于陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)，是1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系起算點(diǎn)。平面基準(zhǔn)大地