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1、大地坐标系由大地经度和大地纬度构成,旨在以数学形式描绘地球的不规则表面。为实现这一目的,我们假定地球为一个与真实大小和扁平程度相近的旋转椭球,即地球椭球体。椭球体中心延伸并通过旋转轴的平面定义了赤道面,其与地球接触的线即赤道。对于任何地点A,通过该点且与地球旋转轴共面的平面被定义为A点的大地子午面。A点的子午面相对于标准起始子午面的角L,标记为大地经度。而A点处垂直于地球椭球体的线与赤道面的夹角B,则为大地纬度。
2、天文坐标系则是基于地面点A的铅垂线及地球自转轴的定位系统。与地面点A的铅垂线相重合且包含地球自转轴的平面构成了天文子午面,该子午面与基准子午面的夹角λ,即为天文经度。而铅垂线与赤道平面的夹角φ,定义了天文纬度。这种坐标体系直接关联到地球的实际旋转轴和点的垂直方向。
3、地心坐标系包括地心经度和地心纬度,它通过连接地面点至地球中心的直线与自转轴的平面确定位置。A点与地心连线决定的地心子午面,与基准子午面的夹角为地心经度;这条连线与赤道面的夹角即是地心纬度。与天文和大地坐标相比,地心坐标还考虑了点到地心的距离修正。天文经纬度基于地球的实际形状进行测量,大地经纬度则是在假设的完美椭球模型上确定,而地心经纬度则更全面,纳入了地球内部结构对位置的影响。
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