测绘各种坐标系,测绘坐标系和数学坐标系

('测绘各种坐标系1大地坐标系：设P点的子午面NPS与起始子午面NGS所构成的二面角L，即P点的大地经度；P点的法线Pn与赤道的夹角B，即P点的大地纬度；从观测点沿椭球的法线方向大到椭球面的距离，即大地高H。注意：内业的基准线是法线，基准面是参考椭球面；外业的基准线是铅垂线，基准面是大地水准面，此时高程为正高。以似大地水准面为参照面的高程系统为正常高。2空间直角坐标系：空间任意点的坐标用（X,Y,Z）表示，坐标原点位于总地球质心或参考椭球中心，Z轴与地球平均自转轴相重合，即指向某一时刻的平均北极点，X轴指向平均自转轴与平均格林尼治天文台所决定的子午面与赤道面的交点Ge而Y轴与XOZ平面垂直，且指向东为正。坐标参考系统：分为天球坐标系和地球坐标系。天球坐标系用于研究天体和人造卫星的定位与运动。地球坐标系用于研究地球上物体的定位与运动，是以旋转椭球为参照体建立的坐标系统，分为大地坐标系和空间直角坐标系。即地固坐标系3天球直角坐标系：原点位于地球质心O，z轴指向天球北极Pn，x轴指向春分点r，y轴垂直于xOz平面，从而建立起来的坐标系即为天球直角坐标系；天球直角坐标也可转化为赤经（a）、赤纬（）、向径（d）构成的球面坐标。春分点和天球赤道面，是建立天球坐标系的重要基准点和基准面。4惯性坐标系：是指在空间固定不动或做匀速直线运动的坐标系。一般很难建立，通常约定建立近似的惯性坐标系，即协议惯性坐标系。5协议天球坐标系：由于地球的旋转轴是不断变化的，通常约定某一时刻t作为参考历元，把该时刻对应的瞬时自转轴经岁差和章动改正后的指向作为z轴，以对应的春分点为x轴的指向点，以xoz的垂直方向为y轴建立的球坐标系协议天球坐标系与瞬时真天球坐标系的差异是由地球旋转轴的岁差和章动引起的，两者之间有其转换关系。6瞬时真天球坐标系：是一时刻t的瞬时北天极和真春分点为参考建立的天球坐标系。它与瞬时平天球坐标系的差异主要是地球自转轴的章动造成的。7地平坐标系：在天球上选取地平圈作为基圈，子午圈为主圈，并以南极点s为主点所建立的坐标系。8赤经赤道坐标系：以天球赤道作为基圈，过春分点的天球时圈为主圈和以春分点为主点所建立的坐标系叫赤经赤道坐标系。用赤经和赤纬表示天体位置。9时角赤道坐标系：以天球赤道作为基圈，过子午圈为主圈和和以春分点为主点所建立的坐标系。用时角和赤纬表示天体位置。10协议地球坐标系：坐标轴的指向具有一定的选择性，通用的坐标系一般采用协议地极方向CTP作为Z轴指向。以地球瞬时极为Z轴指向的地球坐标系，称为瞬时地球坐标系。坐标系统是由坐标原点位置、坐标轴的指向和尺度所定义的。而坐标原点选在参考椭球中心或地心。11按坐标系原点位置的不同，地球坐标系分为地心坐标系（原点与地球质心重合）和参心坐标系（原点与参考椭球中心重合），前者以总地球椭球为基准，后者则是以参考椭球为基准。以地心为原点的地固坐标系也叫地心地固坐标系参心坐标系：建立需进行几个方面工作a选择或求定椭球的几何参数（长半径和扁率）；b确定椭球中心的位置（椭球定位）；c确定椭球短轴的指向（椭球指向）；d建立大地原点121954年北京坐标系：与前苏联1942年坐标系进行联测通过计算建立的，高程异常是以前苏联1955年大地水准面差距重新平差结果为依据，原点在前苏联的普尔科沃。缺点：1椭球参数有较大误差2几何大地测量和物理大地测量应用的参考3参考椭球面与我国大地水准面存在着自西向东明显的系统性的倾斜，在东部地区大地水准面差距最大达+68m。4定向不明确。131980年国家大地坐标系（1980西安坐标系）：特点1采用1975年国际大地测量与地球物理联合会在第16届大会上推荐的4个椭球基本参数2参心大地坐标系是在1954北京坐标系基础上建立起来的3椭球面同似大地水准面在我国境内最为密合，是多点定位4定向明确，短轴平行于地球质心指向地极原点JYD1968.0的方向5大地原点地处我国中部，位于西安市以北60km处的泾阳县永乐镇，即西安原点6大地高程基准采用1956年黄海高程系14新54北京坐标系：采用克拉索夫斯基椭球参数2是综合GDZ80和BJ54新建立起来的参心坐标系3采用多点定位，但椭球面与大地水准面在我国境内不是最佳拟合4定向明确，坐标轴与GDZ80相平行，椭球短轴平行于地球质心指向1968.0地极原点JYD1968.0的方向,起始子午面平行于我国起始天文子午面5大地原点与GDZ80相同，但大地起算数据不同6大地高程基准采用1956年黄海高程系7与BJ54新相比，所采用的椭球参数相同，其定位相近，但定向不同。15地心大地坐标系：地球椭球的中心与地球质心重合，椭球面与大地水准面在全球范围内最佳符合，椭球的短轴与地球自转轴重合（过地球质心并指向北极），大地纬度为过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角，大地经度为过地面点的椭球子午面与格林尼治的大地子午面之间的夹角，大地高为地面点沿椭球法线至椭球面的距离。16地心大地坐标系：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治平均子午面与地球赤道的交点，Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。17WGS—84世界大地坐标系：原点是地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极CTP方向，X轴指向BIH1984.0零度子午面和CTP对应的赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。18站心坐标系：以测站为原点，测站上的法线（或垂线）Z轴方向，北方向为X轴，东方向为Y轴，建立的坐标系就称为法线（或垂线）站心坐标系，常用来描述参照于测站点的相对空间位置关系或者作为坐标转换的过度坐标系。有垂线站心直角坐标系，法线站心直角坐标系摄影测量学物方坐标系：用来描述地面点在物方空间的位置，有地面测量坐标系及地面摄影测量坐标系。地面测量坐标系，通常指空间大地坐标基准下的高斯-克吕格6‘带或3’带（或任意带）投影的平面直角坐标（如54北京坐标系或80西安坐标系）和定义的从某一基准面两次的高程（如56年黄海高程或85年国家基准高程），两者组合而成的空间左手直角坐标系，用T-XYZ表示地面摄影测量坐标系，指在像空间辅助坐标系（右手）和地面测量坐标系（左手），用D-XYZ表示，X轴大致和航向一致的水平方向，Y轴与X轴正交，Z轴沿铅垂方向，构成右手直角坐标系。摄影测量坐标系中，首先将地面点在像空间辅助坐标系的坐标转换成地面摄影测量坐标系，再转换为地面测量坐标系。像方坐标系：用来表示像点的平面坐标和空间坐标。像平面坐标系：以该像片的像主点为坐标原点的坐标系，用来表示像点在像片面上的位置。像空间坐标系:将像点平面坐标转换成空间坐标系的坐标，达到建立像点与对应地面点间的联系。像空间辅助坐标系：各像片的像空间坐标系统不一样，需建立一种相对统一的坐标系。',)