主题：“北斗”漫谈（一） -- 驿路梨花

接下来只好继续送了……

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99年样子。研究所的自陪研究生课题

【声明】

1.感谢版主没有转版！偶现在通宝为负，否则一定给版主送一个！

2.有人说改成《漫谈“北斗”》，偶想了想，还是《“北斗”漫谈》比较好。前一个是动宾短语，宾语限制了“漫谈”的范围，后一个是偏正短语，额，也就是主要是“漫谈”。。。至于是不是“北斗”的漫谈。。。偶就管不住了。偶比较没有逻辑概念。。。

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4.据说西部会有决赛，掘金对湖人，偶的场子会开盘滴！！！有消息大家帮忙通知一下赌场。

5.有人污蔑说偶的帖子宝少，事实证明，在53朵花的时候，就出了3个宝，而且还是给送花者本人的，这个概率已经超过了论坛的平均送花得宝率，赶上了体育竞赛主题贴的送花得宝率（详细研究数据和结论参见梨花实验室实验和华恩的个人实验）。所以，多送花，这里是风水“宝”地！

【上之二】

偶感觉好像【上之一】漏了讲“高度”，额。。。后面不得不继续华丽丽的漏掉吧，如果能补上就补上。

先继续说国际标准。什么是国际标准呢？就是国际上开大会承认的标准，比如“千克”这是国际标准单位，但实际上，各个国家都是自己用自己习惯的，比如中国用“斤两”，英国用“磅”，苏联用“普特”。。。大家都不怎么理会所谓的“国际标准”。这个坐标系的“国际标准”也一样。。。

坐标系。。。这个知道吧，就是有一个原点，再有三个轴，八个卦限。。。任意一个在坐标系里的位置都是可以用坐标一一对应的，而且是唯一对应的。

上文说到WGS84椭球模型（是WGS84,上文偶写错了），这个就是国际会议确定的标准。而根据这个椭球模型产生的坐标系，自然而然就是国际标准的坐标系吧（偶想当然的），称之为WGS84坐标系，还有个名字，叫地球大地坐标系 —— 这个名字响亮吧。之所以叫地球大地坐标系，额。。。很简单，它的原点在地球的质心，两个轴与地球自转轴一致，还有一个轴通过协议地轴。质心、自转轴、协议地轴不懂的跳过去，偶说不清，只要知道这个坐标系是“放眼全球”的就行了，而且这个坐标系的坐标按我的理解都是绝对坐标（错了不要拍我）。而美国的GPS系统所用的坐标系就是这个“国际标准”的坐标系，反正是他们自己搞出来的，挂了个“国际”的羊头。

但苏联和中国用的参考框架都不是这个。前面说了，苏联人搞出来一个克拉索夫斯基椭球模型，结果苏联就用这个模型去投影自己的坐标系。【BTF说苏联用的是一个叫PZ90的坐标系，这个偶不知道。。。百度了一下，也没查到，额。。。那就不说了。】

新中国成立后，我国就准备搞一个自己的大地坐标系（那时候的人想的挺远的，还在抗美援朝就开始琢磨这些了），但不是搞世界范围的，只搞中国自己的。所以坐标的的原点不设在地心，我们称之为这种原点不在地新的坐标系叫参心大地坐标系。当时主席说要“一边倒”（注明：这是百度上说的，可能是八股，刚刚被砸砖了），所以采用了苏联的克拉索夫斯基椭球参数，和苏联的坐标系进行联测，原点在苏联境内的普尔科沃。在1954年的时候，这个工作就完成了（效率还是蛮高的），这个坐标系称之为北京-54坐标系（也就是旧54坐标系）。

这个坐标系问题比较大，最显著的原因是那个克拉索夫斯基椭球的参数不准（注明：额，应该是这个椭球和中国的不符，具体怎么回事，详见下面的讨论）。。。汗，怪不得国际上不采纳，真相只有一个！因为这个该死的不准的参数，参考椭球面与我国的水准面存在着明显的倾斜（自西向东）—— 偶猜想可能是西边海拔比较高的缘故，这导致后来我国很多地方要用这个坐标系的时候得把这些倾斜给补偿一下，就是所谓的“地区局部平差”。所以后来偶们国家就决定自己在根据“国际椭球”再搞一个自己用。

这个“国际椭球”也不是WGS84，而是1975年的国际椭球（那肯定没WGS84准了）。我们国家就根据这个1975年的椭球参数，以陕西省泾阳县为坐标系原点（中国的几何中心在陕西临潼，估计泾阳离得不远吧，偶猜的），在原有的54坐标系的基础上，又搞了一个参心大地坐标系，称之为西安80坐标系（1980年完成的）。偶感觉这个80坐标系，实际上是一个混血儿，用的是“国际椭球”模型，而参心坐标又是在54坐标系上建立起来的，而54坐标系用的又不是“国际椭球”模型。。。额，很矛盾。

这样，中国有出现了两个坐标系，一个是旧54坐标系，一个是80坐标系，偶也不知道国家是怎么想的，又把旧54坐标系通过80坐标系做了个转换（坐标变换。。。这个该学过吧？坐标系转换，就是线性变换一下，实在不懂得就跳过吧，偶也说不清），形成了一个“新54坐标系”，偶觉得这个新54坐标系应该算个2代的混血儿：用的是那个参数不准的克拉索夫斯基椭球，原点又设在陕西省泾阳县，投影方法和80坐标系相同。。。结果就有点不伦不类了，比较严重的缺陷还是那个问题：参考椭球面和我国的大地水准面拟合不好。为什么要搞这个东西，偶也不知道，猜想可能是要把原点挪到国内来比较舒心？。。。召唤大牛解释！

啊，很幸福，这么绕来绕去，这几个基本坐标系终于写完了！大家估计看得很绕吧，没事，多看两遍就行了，偶开始的时候也很绕。（注意：要是不送花的话，你肯定看不明白）！我国一会这个模型，一会那个模型，不管什么国际会议承认的“国际标准”，到了这里一律作废，偶们“另起炉灶”“打扫干净屋子再请客”，而且这屋子来来回回的打扫。。。

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再补一下高度问题吧。经纬度是要有基准的，这个通过投影就可以得到，只要坐标系一确定下来，那么每个地方的位置就是确定的。高度也是如此，也是要一个基准的。我们经常听说，什么地方海拔多高多高，而那个海拔是根据什么算的呢？ —— 各个国家的的水准面也是不同的。我国的这三个坐标系的大地高程基准采用的是1956年黄海高程（啥叫高程？通俗点，就是绝对高度的意思），也就是说我国的海拔0平面是采用的是1956年黄海海平面（至少大地坐标系上用的是，别的地方偶也不知道）。

好了，这下子三要素就基本齐全。但出现了一个新问题，投影的时候平面上的高度是不知道的，这不可能用统一的数学方法给计算出来，毕竟各地的海拔高度都不一样。。。这怎么办呢？其实既简单也麻烦 —— 测量，一个地方一个地方测量。当然，这个工作量的巨大，想一想就可以知道了。。。1992年的时候，全国的测绘系统组织了一场大会战。。。这里面具体的偶就不知道了，河里应该有测绘遥感方向的工作的人，大概他们知道。。。总之，在社会主义优越性的指引下，经历无数大地测量科学家和地质测绘工作者的艰苦努力，我们国家的三维坐标模型就基本成型了。对于“北斗”系统来说，人们大概会记起大名鼎鼎的“中国空间科学研究院”，但那些做着基础数据采集工作的人们依然默默无闻，而他们所做的工作却是这一切基础的基础，但也正是太为基础，他们的艰辛付出和不朽功绩被岁月堙没。

任何一个国家的航天技术的前进，都标志着这个国家整体科技水平的进步，而不仅仅是一个控制技术、发动机技术、轨道技术等等单门学科的进步，因为，为之而付出的人们，很多跟航天系统没有任何的关系，也不会有荣誉，但是不应该忘记他们。。。

最后总结一下，“北斗”一代（双星系统）所用的是新54坐标系，“北斗”二代偶就不清楚了。这也决定了“北斗”的工作方式和“北斗”的适用范围，其实，一切从最开始的时候都被确定的，套话叫：不以人的意志为转移。。。

【上之二完】

【声明】

这【上】基本完了，本来应该还想写一下时间系统的问题，但那一块偶不太懂，对于那些名词偶估计自己是解释不清楚的。。。哪位了解一点的就帮忙砸点砖头吧。。。

额，至于后面的，因为写帖子不如灌水好玩。。。就再次声明一下：偶不知道要写什么，也不知道要写多少，也不知道什么时候写。。。今天听说有总决赛冠军了，可能偶的场子到时候会开张吧，欢迎大家前去捧场！