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地心坐标是一种用于确定某一点在地球上的位置的方法。它可以通过直角坐标或球面坐标来表示。地心坐标系是以地球质心为原点的空间直角坐标系，或者以球心与地球质心重合的地球椭球面为基准面建立的大地坐标系。在地理学、导航和航天技术等领域，地心坐标系是非常重要的，因为它们可以用来精确地确定地球上或地球附近的物体的位置和运动轨迹。地心坐标
地心坐标
基本信息
中文名
地心坐标
别名
地心坐标系、地心位置
外文名
geocentric coordinate system
拼音
dì xīn zuò biāo
表示方法
直角坐标或球面坐标
释义
类型
空间直角坐标系
公布时间
1998年
由来
以地球的质心作为坐标原点的空间直角坐标系称之为地心坐标系，或以球心与地球质心重合的地球椭球面为基准面所建立的大地坐标系，即要求椭球体的中心与地心重合。人造地球卫星绕地球运行时，轨道平面时时通过地球的质心，同样对于远程武器和各种宇宙飞行器的跟踪观测也是以地球的质心作为坐标系的原点，参考坐标系已不能满足精确推算轨道与跟踪观测的要求。因此建立精确的地心坐标系对于卫星大地测量、全球性导航和地球动态研究等都具有重要意义。
地心坐标系是在大地体内建立的O-XYZ坐标系。原点O设在大地体的质量中心，用相互垂直的X，Y，Z三个轴来表示，X轴与首子午面与赤道面的交线重合，向东为正。Z轴与地球旋转轴重合，向北为正。Y轴与XZ平面垂直构成右手系。
产生原因
20世纪50年代之前，一个国家或一个地区都是在使所选择的参考椭球与其所在地区的大地水准面最佳拟合的条件下，按弧度测量方法来建立各自的局部大地坐标系的。由于当时除海洋上只有稀疏的重力测量外，大地测量工作只能在各个大陆上进行，而各大陆的局部大地坐标系间几乎没有联系。不过在当时的科学发展水平上，局部大地坐标系已能基本满足各国大地测量和制图工作的要求。但是，为了研究地球形状的整体及其外部重力场以及地球动力现象；特别是50年代末，人造地球卫星和远程弹道武器出现后，为了描述它们在空间的位置和运动，以及表示其地面发射站和跟踪站的位置，都必须采用地心坐标系。因此，建立全球地心坐标系（也称为世界坐标系）已成为大地测量所面临的迫切任务。
建立方法
重力测量方法
它是利用重力测量资料，按斯托克斯公式和韦宁-迈内兹公式全球积分，联同天文坐标得出大地原点或若干地面点的地心大地坐标( L, B, H)。但由于重力资料在全球分布还很不均匀，多数地区还相当稀疏，按此法所得地心大地坐标精度目前仅约为10米以内。
卫星大地测量
它又可分为卫星动力法和卫星定位法。卫星动力法是单独利用人造卫星观测资料或综合人造卫星和地面大地测量观测资料，按动力法原理同时解算出地球重力场模型和全球分布的若干地面跟踪站的地心坐标。例如，美国戈达德空间飞行中心(GSFC)的地球重力场模型GEM-10至GEM-10C等，都包括全球146个跟踪站的地心大地坐标，法国和联邦德国联合研究的地球重力场模型GRIM-3，包括95个跟踪站的地心大地坐标。这两种模型地心坐标的精度约为1～5米。卫星定位法是利用地面站接收机接收某种导航卫星的信息，直接测定地面接收站的地心大地坐标。例如美国海军导航卫星系统(NNSS)或全球定位系统(GPS)所测定的地心坐标。
第三类方法
建立地心坐标系的第一类经典重力测量方法，由于目前全球重力资料还不足，故所得坐标精度还较低，但随着全球重力资料的增加，其精度还会提高。第二类方法可以直接得出跟踪站或接收站的地心坐标。第三类则可利用转换参数将局部大地坐标系中任一大地点的坐标换算为地心坐标系中的相应数值。
确定技术
GPS、VLBI和SLR是目前精度最高的3种空间大地测量技术，这3种技术实现的地心坐标的标称精度均在
中国实现
地心坐标系的实现可以通过一组给定的卫星轨道或给定的地面点位置完成。为了与地面各种类型实测数据直接关联，减少对卫星依赖，按照ITRF2000实现方法，中国地心坐标系拟通过精确测定的一组地面基准点位置及速度实现。ITRF2000的原点为地球质心，坐标轴指向与BIH 1984.0定义的方向一致，其速度场参考零点采用NNR-NUVEL-1A模型。在ITRF2000坐标实现中，地心位置是由一组SLR观测资料确定，尺度参数由SLR和VLBI观测资料联合确定， GPS主要用于加密框架点。考虑到我国目前稳定的SLR及VLBI测站有效观测资料少的情况，拟采用以国内GPS连续运行基准站与IGS用于ITRF2000框架维持的GPS核心站联合组网平差的方法，将我国地心坐标系统一到ITRF2000框架中。因此，维持我国地心坐标系数据处理的目标是，通过对“中国地壳运动观测网络”工程1999-2005年共7年GPS连续运行基准站观测数据的处理，获得这些点于特定历元在ITRF2000框架中的位置及速度，以此作为维持我国地心坐标系的基准点。基准点的位置及速度应定期于ITRF2000统一。
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