.elecfans./book/book.php?bid=11第1节天球坐标系和地球坐标系2.1.1天球坐标系天球坐标系是利用基本星历表的数据把基本坐标系固定在天球上，星历表中列出一定数量的恒星在某历元的天体赤道坐标值，以及由于岁差和自转共同影响而产生的坐标变化。常用的天球坐标系：天球赤道坐标系、天球地平坐标系和天文坐标系。在天球坐标系中，天体的空间位置可用天球空间直角坐标系或天球球面坐标系两种方式来描述。1.天球空间直角坐标系的定义地球质心0为坐标原点，Z轴指向天球北极，X轴指向春分点，Y轴垂直于XOZ平面，与X轴和Z轴构成右手坐标系。则在此坐标系下，空间点的位置由坐标（X，Y，Z）来描述。2．天球球面坐标系的定义地球质心O为坐标原点，春分点轴与天轴所在平面为天球经度（赤经）测量基准——基准子午面，赤道为天球纬度测量基准而建立球面坐标。空间点的位置在天球坐标系下的表述为（r，a，5）。天球空间直角坐标系与天球球面坐标系的关系可用图2-1表示：图2-1天球直角坐标系与球面坐标系对同一空间点，天球空间直角坐标系与其等效的天球球面坐标系参数间有如下转换关系：X=rcosa;cos3a=arctan(y/T):言=arctan£Z/J浙十严2.1.2地球坐标系地球坐标系有两种几何表达方式，即地球直角坐标系和地球坐标系。1•地球直角坐标系的定义地球直角坐标系的定义是：原点0与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林尼治子午圈的交点，Y轴在赤道平面里与XOZ构成右手坐标系。2.地球坐标系的定义地球坐标系的定义是：地球椭球的中心与地球质心重合，椭球的短轴与地球自转轴重合。空间点位置在该坐标系中表述为（L，B，H）。地球直角坐标系和地球坐标系可用图2-2表示：图2-2地球直角坐标系和坐标系对同一空间点，直角坐标系与坐标系参数间有如下转换关系：B=arctan7tX=^J^H'):cos^costF=p^+H)'^sBsmZ(M(l—护*丹冲门B]L=arctan(7/X)二三德Z上戈,■■■■血力”土空遍fJSS感:鑑|r■■Z®旷十Rj/[J産2十丫..•IQ■述痕翼jf%_H=2l^B-N'^-^'-；號魏橹巽式中，N=al\l^e'2sm'2BtN为该点磁卩酉圈曲率半©3-=(G2-b2)la\為®分别为该夫2.1.3站心赤道直角坐标系与站心地平直角坐标系1•站心赤道直角坐标系•FE：：沁-'-■?--.••=.如图沁，P〔是测站点話6齿球心J以0为原点建立球心空间直甬坐标系。-磁nl^P-沖原点建立与G7--吩—◎8gfi-3站心弄道与驰平胃滞坐特乐显瞪；F^-XYZ^-O-Xi^.坐标系有■简单的平移关系四'畀呼.Ms血rtsxur门~xXY=r=Zt_(N-\-H)-.CQSJ5_Q^SL(N十R)迄®亍5^inLJf'UmS："-sin5ccsL-sinl-cosScosL"~x~—-sinBsin£cosLcosBsinLy1-.Jr■cosZ?0sinB.瓷.(JV+H)cosBcos£I啖滋券;;;;呼诗罷愆灣唸富漳(N十H)cos5sinl[NQ-/)十(2-7)2•站心地平直角坐标系以P］为原点，以P］点的法线为z轴（指向天顶为正），以子午线方向为x轴（向北为正），y轴与x，z垂直（向东为正）建立的坐标系叫站心地平直角坐标系。站心地平直角坐标系与站心赤道直角坐标系的转换关系如下：3•站心地平极坐标系以测站P］为原点，用测站片至卫星s的距离r、卫星的方位角A、卫星的高度角h为参数建立的与站心地平直角坐标系P］—xyz相等价的坐标系称为站心地平极坐标系P’一rAh。-sinScosZ-sinZ鞋蘇m-...■：：v.--r—也7站心地平极坐标系与站心地平直角坐标系的关系为：•占;孤龙=FcosAcoshy=rsinAcosh（玄-8）z=rsinh严—广一JA=crc忸11（7/芫）I"■--h--arctan（z72.1.4卫星测量中常用坐标系1•瞬时极天球坐标系与地球坐标系瞬时极天球坐标系：原点位于地球质心，Z轴指向瞬时地球自转方向（真天极），X轴指向瞬时春分点（真春分点），y轴按构成右手坐标系取向。瞬时极地球坐标系：原点位于地球质心，Z轴指向瞬时地球自转轴方向，X轴指向瞬时赤道面和包含瞬时地球自转轴与平均天文台赤道参考点的子午面之交点，y轴构成右手坐标系取向。瞬时极天球坐标系与瞬时极地球坐标系的关系如图2-4所示。丄Zi禺-4惭刈檢F点L出罷理叫＜■.刼；專2.固定极天球坐标系——平天球坐标系由于瞬时极天球坐标系的坐标轴指向不断变化，对研究卫星的运动很不方便，需要建立一个三轴指向不变的天球坐标系——平天球坐标系。即选择某...
