GCRS与ITRS的两种坐标转换模型计算与比较

地心天球参考系(GCRS)与国际地球参考系(ITRS)之间有两种坐标转换模型:基于春分点的岁差章动转换和基于CIO的无旋转原点转换。IERS 2003和2010规范针对这两种转换模型分别推荐了相应的转换参数。以DE421历表中太阳系10个天体为例,计算并分析了两种坐标转换模型之间、以及两个规范之间的差异对于坐标转换的影响。结果表明:对于同一个规范而言,两种坐标转换模型之间的差异对坐标转换的影响在5μas以内;对于同一种坐标转换模型而言,两个规范之间的差异对坐标转换的影响在0.5 mas以内。     

基于IERS 2003规范的坐标系转换实现及其方案应用

主要介绍了IERS2003规范中国际地球参考系(ITRS)到地球质心天球参考系(GCRS)的转换过程,以及与IAU2000决议一致的常规转换公式,并详细分析了以IERS计算程序为工具、“基于CEO”[注]和“基于春分点”的ITRS向GCRS转换的两种等价方案和相应的三种应用方法,最后对新坐标系转换模型的应用进行了探讨。     

天体视位置计算研究

利用美国海军天文台提供的矢量程序包和国际天文协会提供的基础天文标准库,研究了在地球和月球上精度可以达到毫角秒的恒星和行星视位置计算,分析了恒星视位置计算中的各种改正影响。     

天球参考系与地球参考系之间的坐标转换研究进展

天球参考系(CRS)与地球参考系(TRS)之间的坐标转换是天体测量学、大地测量学和地球物理学共同关注的研究领域,也是高精度的军事测绘保障和空间大地测量技术实现的理论基础。基于IAU2000的有关决议,重新研究了CRS和TRS之间转换的有关问题,主要内容包括:天球历书极(CEP)目前存在的问题和天球中间极(CIP)的引入;非旋转原点(NRO)、天球历书原点(CEO)和地球历书原点(TEO)的基本概念;基于春分点和NRO的坐标转换模型以及其中的有关参数的确定。本文完整地综述了CRS和TRS之间转换的理论,也指出了其中存在的问题和有待改进的地方。     

岁差章动量的关系与坐标转换方法

国际天文联合会(IAU)2006决议1推荐采用P03岁差模型代替IAU2000A岁差模型,该模型的岁差参数由用户选择。针对这一决议,绘制了表示岁差章动参数之间关系的天极图和分点图,讨论了与目前决议相一致的坐标转换规律,并对岁差章动参数的各种选择方案及其特点进行了详细研究。这不仅为新决议中P03岁差模型的推广应用提供了有力的支持,同时也进一步明确了各种岁差章动参数之间的关系及其在实用中应注意的问题。     

岁差章动量的关系与坐标转换方法

国际天文联合会(IAU)2006决议1推荐采用P03岁差模型代替IAU2000A岁差模型,该模型的岁差参数由用户选择。针对这一决议,绘制了表示岁差章动参数之间关系的天极图和分点图,讨论了与目前决议相一致的坐标转换规律,并对岁差章动参数的各种选择方案及其特点进行了详细研究。这不仅为新决议中P03岁差模型的推广应用提供了有力的支持,同时也进一步明确了各种岁差章动参数之间的关系及其在实用中应注意的问题。     

基于SOFA的GCRS与ITRS间坐标转换

协议天球坐标系GCRS是一个准惯性坐标系,在研究卫星运动状态一般都是在这个坐标系下进行。国际地球参考系ITRS是我们常用的坐标系,一般性测量涉及的坐标都是这个坐标系。为了更方便地研究卫星问题,经常需要在这两个坐标系下进行转换。IAU的标准基本天文程序库SOFA给出基本天文运算的库函数,利用这些库函数,可以方便地实现这两个坐标系的转换。基于SOFA的这些特点,利用C++对GCRS与ITRS的坐标转换进行了研究。     

基于 SOFA 的 GCRS 与 ITRS 间坐标转换

协议天球坐标系GCRS是一个准惯性坐标系,在研究卫星运动状态一般都是在这个坐标系下进行。国际地球参考系ITRS是我们常用的坐标系,一般性测量涉及的坐标都是这个坐标系。为了更方便地研究卫星问题,经常需要在这两个坐标系下进行转换。 IAU的标准基本天文程序库SOFA给出基本天文运算的库函数,利用这些库函数,可以方便地实现这两个坐标系的转换。基于SOFA的这些特点,利用C＋＋对GCRS与ITRS的坐标转换进行了研究。     

基于新参考系的极移改正

本文利用IAU2000决议中关于CIP的定义阐述了极移坐标系和极移坐标的定义,在总结微分旋转矩阵的性质的基础上给出了极移旋转矩阵的详细推导,结合极移产生的主要原因,详细介绍了目前国际上关于极移模型化工作的最新进展,最后给出了获取极移坐标和TIO位置的方法和途径。     

WGS84与ITRS基准转换参数估计及长期演化特性分析

针对在轨运行的GPS卫星,利用由NGA提供的WGS84框架下精密星历以及IGS提供的ITRS框架下的精密星历,采用7参数布尔沙模型,并结合不同卫星的星载原子钟的稳定性,在最小二乘准则下求取WGS84和ITRS之间的转换参数。在此基础上,为了得到较长时间尺度上转换参数的演化特性,首先采用EMD算法进行去噪,以使得数据更能反映参数变化的本质特性,然后在消除趋势项的基础上,对转换参数的时间序列进行谱分析,以探索其周期特性。利用NGA和IGS提供的2009-01-01~2012-06-30共1306d的精密星历,求取每天一组的坐标转换参数,分析其长期演化特性后发现:3个平移参数分别具有345d,690d和345d的周期项,3个旋转参数分别具有459d,172d和459d的周期项,尺度参数则不具有明显的周期项。     

基于差分变换和均值变换的线状要素的无损压缩

线状要素是地理信息系统、地形环境仿真的基础数据,其压缩优化的研究具有重要的现实意义。根据线状要素存储的结构特点和无损压缩算法的编码特点,利用差分变换和均值变换对线状要素的结构进行优化、调整,精简线状要素的存储空间,减少数据存储冗余,集中数据能量,然后运用通用LZW压缩算法对数据进行二次压缩,达到了较高的压缩率。     

基于 MATLAB 的坐标转换方法研究

利用MATLAB强大矩阵计算功能,精确地计算不同坐标系之间的转换参数,实现不同坐标系之间的坐标快速转换。实践结果表明,该方法使用方便,结果准确,转换精度高,可满足不同坐标转换精度需求。     

基于2维转换原理的实时坐标转换设计

针对目前的多种测量任务,阐述了进行实时坐标转换的必要性。回顾了2维坐标转换的基本原理,从2维坐标转换基本原理出发,以WGS-84坐标向北京54坐标转换为例,提出了以数据库建立为核心的坐标转换的详细设计线路,并给出数据库的基本框架。重点阐述了WGS-84坐标向北京54坐标转换的参数求解过程,为了综合考虑任意测点周围已知点对该点的影响,提出了一种距离加权求参数的方法。最后总结了此设计路线的优点和不足。     

GPS网与天文大地网坐标系统的转换方法

针对我国天文大地网精度的现状 ,提出一种建立GPS网与天文大地网坐标系转换的网格转换方法。该方法把我国范围划分为 5°× 5°网格 ,对于每个网格点用其四周 4个网块的重合点数据以多项式回归的方法分别建立经度、纬度和高程 3个分量的转换关系。算例表明 ,该文方法所建立的转换参数的内部符合精度 ( 1 90个重合点 )水平分量达 0 .4m、高程分量达 0 .8m。     

基于规则的OpenStreetMap数据模型转换

周边区域地理信息的获取是我国地缘环境研究中的一个难题,志愿者地理信息(volunteered geographic information,VGI)的兴起为解决该难题提供了一个可行的方法。在目前一系列的VGI项目中,OpenStreetMap(OSM)是比较领先的应用,但OSM数据模型不同于我国周边应用的专业矢量数据模型,因此,利用OSM数据时首先需要对其进行模型转换。有鉴于此,本文提出了一种基于规则的OSM数据到专业应用矢量数据模型转换方法。该方法首先利用OSM定义的几何类型与地物属性作为分类依据,建立了模型转换基本规则库;对于志愿者根据自己的理解自行标注未包含在基本规则库中的目标采用人机交互方式进行模型转换,并在此过程中不断完善规则库,利用越南与巴基斯坦数据进行实验,最终形成了包括2 344条转换规则的模型转换规则库,为OSM数据模型到专业应用矢量数据模型的转换提供了一条可行途径。     

基于．NET 平台坐标转换软件的研发与实现

结合实际生产项目,开展了坐标转换研究,基于．NET平台实现了坐标转换的基本功能。同时,实现了不同坐标系统的七参数转换,并在实际生产项目中得到验证,具有一定的应用价值。