地心坐标系定位

地心坐标系定位的基础是空间大地测量技术,即以甚长基线干涉测量VLBI、卫星激光测距SLR、激光测月LLR、GNSS、多里斯系统等技术为基础得到观测站坐标和速度场,建立空间大地测量控制网来进行大地坐标系定位,目的是使地球椭球中心和地球实际的质量中心重合。

速度场是指由每一时刻、每一点上的速度矢量组成的物理场。速度场和坐标构成空间测量站的空间动态位置信息。

  • 甚长基线干涉测量(VeryLongBaselineCeilerferometry,VLBI)

采用射电望远镜干涉测量方法把相距几千千米甚长基线两端的望远镜模拟成一个巨型望远镜观测外太空的技术。

3.2.7 地心坐标系定位 - 图1

3.2.7 地心坐标系定位 - 图2

3.2.7 地心坐标系定位 - 图3

  • 卫星激光测距(SatelliteLaserRanging,SLR)

利用安置在地面上的卫星激光测距系统所发射的激光脉冲跟踪观测装有激光反射棱镜的人造地球卫星,以测定测站到卫星之间的距离的技术和方法。

3.2.7 地心坐标系定位 - 图4

  • 激光测月(LunarLaserRanging,LLR)

用光学望远镜发射激光脉冲到月球并接收其回波,由记录的时间间隔计算观测站到月球的距离的技术。

3.2.7 地心坐标系定位 - 图5

3.2.7 地心坐标系定位 - 图6

  • 多里斯系统(DORIS)

又叫多普勒卫星定位系统。是法国布设的星载多普勒接收机定位和地面跟踪定轨的集成系统。当卫星经过观测站上空时,观测站接收到的人造卫星信号的频率同人造卫星发射频率之差称为多普勒频移。与GPS相比,DORIS系统受政策因素的影响较小。


参心坐标系和地心坐标系定位的差异
  • 是否需要大地原点

参心坐标系需要选定大地原点进行一点定向;地心坐标系不需要选定大地原点,也不需要一点定向。

  • 测量方法不同

参心坐标系采用天文测量方法取得定位基础绝对坐标,数据量精度差而且少;地心坐标系以空间大地测量手段直接测量定位数据,绝对位置准确。

  • 坐标系覆盖范围不同

参心坐标系是区域性坐标系,对地心位置(空间直角坐标系坐标原点)要求不高,选用的局部参考椭球面与区域大地水准面更加拟合;地心坐标系的原点与地球质心重合,局部椭球面与当地大地水准面拟合较差,但在全球范围内拟合更好。

  • 坐标系的作用不同

地心坐标系的建立是发展卫星空间框架的基础;参心坐标系主要用于区域地理信息定位,无法作为卫星导航定位框架。