第二章坐标系统和时间系统为什么提出坐标系？描述物体运动，必须有参照物,为描述物体运动而选择的所有参照物叫参照系（参考系）。参照系是粗略的，不精确的，必须建立坐标系。准确和完善的描述物体的运动，观测的结果模拟及表示或解释需要建立一个坐标系统。怎样定义一个坐标系？坐标系固连在参照系上，且与参照系同步运动。要完全定义一个三维空间直角坐标系必须明确指出：①坐标原点的位置。②三个坐标轴的指向。③长度单位。为什么选用空间直角坐标系？任一点的空间位置可由该点在三个坐标面的投影（X，Y，Z）唯一地确定，通过坐标平移、旋转和尺度转换，可以将一个点的位置方便的从一个坐标系转换至另一个坐标系。与某一空间直角坐标系所相应的大地坐标系（B，L，H），只是坐标表现形式不同，实质上是完全等价的，两者之间可相互转化。GPS定位采用坐标系：在GPS定位测量中，采用两类坐标系，即天球坐标系与地球坐标系，两坐标系的坐标原点均在地球的质心，而坐标轴指向不同。天球坐标系是一种惯性坐标系，其坐标原点及各坐标轴指向在空间保持不变，用于描述卫星运行位置和状态。地球坐标系随同地球自转，可看作固定在地球上的坐标系，用于描述地面观测站的位置。§2.1天球坐标系和地球坐标系MM对同一空间点，直角坐标系与其等效的球面坐标系参数间有如下转换关系：岁差：地球实际上不是一个理想的球体，地球自转轴方向不再保持不变，这使春分点在黄道上产生缓慢的西移，这种现象在天文学中称为岁差。主要由日月引力引起。太阳的影响为月球影响的0.46，太阳的质量是月球的两千多万倍，为什么月球对岁差的影响反而更大呢？章动的规律章动的周期：18.6年章动椭圆的长半轴：9.2″岁差章动的叠加效果瞬时天球坐标系：协议天球坐标系：为了建立一个与惯性坐标系统相接近的坐标系，人们通常选择某一时刻，作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时春分点的方向，经过瞬时的岁差和章动改正后，分别作为X轴和Z轴的指向，由此建立的坐标系称为协议天球坐标系。M协议天球坐标系地球空间直角坐标系的定义：原点O：地球质心Z轴：指向地球北极PnX轴：指格林尼治子午面与地球赤道的交点EY轴：垂直于XOZ平面，与X轴和Y轴构成右手坐标系。赤道平面任一地面点P在地球坐标系中的坐标，可表示为（X，Y，Z）或（B，L，H），两种坐标系之间的转换为：地球的自转轴不仅受日、月引力作用而使其在空间变化，而且还受地球内部质量不均匀影响在地球内部运动。前者导致岁差和章动，后者导致极移。地极移动在平面上的投影注：极移的存在，致使地面点的坐标具有类似周期性的变化，使用起来十分不便。协议地球坐标系（CTS）协议地球坐标系和瞬时地球坐标系之间的转换协议地球坐标系和协议天球坐标系之间的转换三、站心赤道直角坐标系和站心地平直角坐标系§2.2WGS-84坐标系和我国的大地坐标系对应于WGS-8大地坐标系有一个WGS-84椭球，其常数采用IAG和IUGG第17届大会大地测量常数的推荐值。WGS-84椭球两个最常用的几何常数：二、国家大地坐标系（参心坐标系）BJ54坐标系的几何定义：BJ54可归结为：a．属参心大地坐标系；b．采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数；c.大地原点在原苏联的普尔科沃；d．采用多点定位法进行椭球定位；e．高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面。f．高程异常以原苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算数据。按我国天文水准路线推算而得。自BJ54建立以来，在该坐标系内进行了许多地区的局部平差，其成果得到了广泛的应用。C80是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。根据椭球定位的基本原理，在建立C80坐标系时有以下先决条件：（1）大地原点在我国中部，具体地点是陕西省径阳县永乐镇；（2）C80坐标系是参心坐标系，椭球短轴Z轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；X轴在大地起始子午面内与Z轴垂直指向经度0方向；Y轴与Z、X轴成右手坐标系；（3）椭球参数采用IUG1975年大会推荐的参数因而可得C80椭球两个最常用的几何参数为：长轴：6378140±5（m）；扁率：1：298.257椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。（4）多点定位；（5）大地高程以1956年青岛验潮站求出的黄海平均水面为基准。3、1954年新北京坐标系1954年新北京坐标系的成果，就是将1980年国家大地坐标系的空间直角坐标系经3个平移参数平移变换至克拉索夫基椭球中心，就成了新北京坐标系的成果。据统计，新北京坐标系与原北京坐标系相比较，就控制点的平面直角坐标而言，纵坐标差值在-6