地球参考模型及常用导航在坐标系详解VIP免费

1地球的形状1、地球形状的不同近似模型及重力场特性2第二种近似模型——椭球体1、地球形状的不同近似模型及重力场特性1222222bzayaxa——长半轴，在赤道平面内；b——短半轴，与地球自转铀重合。旋转椭球的扁率(椭球度)为：aba3第二种近似模型——椭球体1、地球形状的不同近似模型及重力场特性三种最常用的椭球的尺寸和椭球度克拉克椭球参数在美国使用；海福特椭球参数在西欧使用；克拉索夫斯基椭球在苏联使用。目前我国在测量中采用克拉索夫斯基椭球参数。目前在导航定位计算中采用第二近似，已经足够精确了。4第三种近似模型——旋转椭球1、地球形状的不同近似模型及重力场特性在与赤道相平行的各个地球截面内，地球的截面也不是一个圆形，而是一个椭圆。事实上，通过人造地球卫星的测量，科学家发现地球的北极要高出参考椭球一定值，在南极要凹进去一定值，地球的形状象一个扁平的梨形体。当然，实际的地球表面远远复杂得多。除高山、峡谷，还有很多人造的设施，改变了地球的形状。5真实的地球形状描述1、地球形状的不同近似模型及重力场特性通过测量，地球北极凸出，南极凹陷，类似一个梨形旋转椭球体，并且表面有不同的地形地貌，因此这种不规则的球体无法用数学模型表达，在导航中不用它来描述地球形状。6地球导航的基本参数——WGS841、地球形状的不同近似模型及重力场特性WGS84模型Re=6378137ｍ(赤道平面半径，长半径)Ｒn=6356752ｍ(极轴半径，短半径）ｆ=(Ｒe-Ｒn)/Ｒe=1/298.257（椭圆度）ωie=7.292115e-5rad/s=15.041deg/hＧ0=9.78049m/s27地球重力场特性——重力异常1、地球形状的不同近似模型及重力场特性与地球形状直接有联系的是地球重力场特性。由于地球有旋转运动，地球表面物体单位质量除受地心引力J作用外，还受地球自转离心力F的作用，重力G是J和F的合力，因此G不指向地心。220(10.0052884sin0.0000059sin2)0.0000003086gghG=J+Fg0=9.78049为赤道面上的重力加速度φ——地理纬度h——高度8四种垂线2、垂线与纬度地球表面某点的纬度，是该点垂线方向与赤道平面之间的夹角。由于地球是一个不规则的球体，因此，垂线可以有不同的定义，导致纬度的定义也变得相对复杂。地心垂线—地球表面一点与地心的连线引力垂线—地球引力的方向测地垂线—地球椭球体表面一点的法线方向重力垂线—重力的方向，也称天文垂线9四种纬度2、垂线与纬度对应不同的垂线定义，有不同的纬度定义：地心纬度——地心垂线与赤道平面之间的夹角引力纬度——引力垂线与赤道平面之间的夹角测地纬度——椭球法线方向与赤道平面之间的夹角，它是通过大地测量定出的纬度,也称大地纬度天文纬度——重力垂线与赤道平面之间的夹角，它是通过天文方法测定的纬度10纬度的应用2、垂线与纬度上述四种纬度各不相同。在一般的工程技术中应用地心纬度的概念，实际上是把地球视为圆球体。由于地球椭球体的表面和大地水准面也不完全相符，因此天文纬度和测地纬度也不一致,但这二者的偏差很小，一船不超过30角秒，通常可以忽略，所以统称为地理纬度。在惯性导航系统中，计算出的纬度是地理纬度，而不是地心纬度。11ωie=7.292115e-5rad/s=15.041deg/h3、地球的自转运动及自转角速度12四个坐标系4、微惯性测量常用的坐标系惯性测量的基础是精确定义一系列的笛卡儿参考坐标系，每一个坐标系都是正交的右手坐标系或轴系。对地球上进行的导航，所定义的坐标系要将惯导系统的测量值与地球的主要方向联系起来。也就是说，当在近地面导航时，该坐标系具有实际意义。因此，习惯上将原点位于地球中心、相对于恒星固定的坐标系定义为惯性参考坐标系。用于陆地导航的固连于地球的参考坐标系和当地地理导航坐标系。13惯性坐标系——地球坐标系4、微惯性测量常用的坐标系惯性坐标系(i系)。原点位于地球中心，坐标轴相对于恒星无转动，轴向定义为OXi、OYi、OZi。其中OZi的方向与地球极轴的方向一致(假定极轴方向保持不变)，OXi、OYi在地球赤道平面内。地球坐标系(e系)。原点位于地球中心，坐标轴与地球固连，轴向定...