3.2.2 大地坐标系统表示

坐标系统分类

按空间运动分类

• 协议惯性坐标系

协议惯性坐标系是指近似在空间不动或做匀速直线运动的坐标系。

• 非惯性坐标系

地球坐标系是固定在地球上随地球转动的非惯性坐标系，即地固坐标系。地固坐标系分为地固参心大地坐标系和地固地心大地坐标系。

按表示范围分类

• 天球坐标系

以地球质心为中心，以无穷大为半径的假想球体称为天球。天球坐标系以天球面为基准面，以地球自转轴为天轴，天轴与天球面的交点为天极点。
天球坐标系主要用于天文学研究。

天球坐标系

• 大地坐标系

大地坐标系是以地心（不一定是事实上的地心）为中心，以参考椭球面为基准面，以地球旋转轴为基准轴，用于表述地球上任意点位置的一种坐标系统。它通过地心、尺度、坐标轴指向、地球旋转速度以及参考椭球常数(椭球几何参数和物理参数)等定义。

大地坐标系

• 天球坐标系和大地坐标系的关系

大地坐标系的原点以及基准轴与天球坐标系相统一，便于两者的衔接，利于大地坐标系向空间大地测量坐标系延伸，建立起方便的转换关系。

按坐标系定位方式分类

空间坐标系定位方式按表现形式分为参心坐标系和地心坐标系。

• 参心坐标系

参心坐标系是以参考椭球的几何中心为基准所建立的大地坐标系。参心坐标系由国家天文大地控制网维持，由天文测量和大地测量技术实现。

• 地心坐标系

地心坐标系是以球心与地球质心重合的总地球椭球为基准所建立的大地坐标系。地心坐标框架由空间大地测量控制网，主要由卫星大地控制网来维持，由空间大地测量技术（甚长基线干涉测量VLBI等）实现。

按坐标系表现形式分类

空间坐标系按表现形式分为大地坐标系和空间直角坐标系。

大地坐标系

大地坐标系是以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系，地面点的位置用大地经度（L）、大地纬度（B）和大地高（H）表示。

• 坐标定位：参考地心。
• 坐标系定向：参考地球椭球旋转轴北向。
• 起始子午线：本初子午线定位为过格林尼治天文台的经线，即0°经线，也叫起始子午线。
• 经度：L为地面点所在经线与本初经线的夹角，向东称东经（0°180°）。
• 纬度：B为地面点所在的法线与赤道面的夹角，向北称北纬（0°90°）。
• 高：以参考椭球面为基准面，向外为正。

本初子午线

英国首都伦敦东南的格林尼治天文台旧址是国际科学界确定的计算地理经度和世界时区的起点。一条宽10多厘米、长10多米的铜质子午线镶嵌在大理石中，笔直地从宫中伸出来，这就是闻名世界的“本初子午线”。

空间直角坐标系

空间直角坐标系坐标原点位于参考椭球的中心，Z轴沿着旋转轴指向参考椭球的北极，X轴指向起始子午面与赤道的交点，Y轴位于赤道面上按右手系与X轴垂直，坐标用（X、Y、Z）表示。