天體坐標(biāo)系的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:天體坐標(biāo)系主要用在球型天體的定位。地球是球型天體，有自然形成的高山、山洞、山丘、平原、大海、江河、湖泊，也有人類建造的大廈、房屋、廣場(chǎng)、飛機(jī)場(chǎng)、車站、碼頭、隧道、地鐵、公路、鐵路、橋梁、地下管道、電纜電桿、飛機(jī)、車、船、人、動(dòng)物等等都可以用天體坐標(biāo)系精確定位。
[0002]【背景技術(shù)】:地球上的任意一點(diǎn)通常用經(jīng)緯度數(shù)來定位，但是經(jīng)緯度以度數(shù)為單位，不精確，不能反映出高度和距離，也不能與面積和體積單位互算，而天體坐標(biāo)系是長度單位如km、m、cm、mm、um、nm等非常精確,且可以計(jì)算面積和體積。單位決定了天體坐標(biāo)系定位比經(jīng)緯度定位精確。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:天體坐標(biāo)系:XY軸在同一個(gè)平面,垂直,交點(diǎn)為天體坐標(biāo)系原點(diǎn),Z軸與XY平面垂直，經(jīng)過原點(diǎn)，以天體坐標(biāo)系的原點(diǎn)為中心點(diǎn)，R為半徑畫一個(gè)基準(zhǔn)球體，Q軸負(fù)半軸的終點(diǎn)與天體坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合，不能無限延伸，Q軸的O點(diǎn)在基準(zhǔn)球面且可以沿著基準(zhǔn)球面移動(dòng)，Q軸正半軸在基準(zhǔn)球面以上，可以無限延伸。基準(zhǔn)球體的大小由天體的大小來設(shè)定，這里以地球的平均半徑設(shè)R = 6371km畫一個(gè)基準(zhǔn)的球體，見說明書附圖1。
[0004]地球天體坐標(biāo)系是以地球?yàn)樘祗w設(shè)置天體坐標(biāo)系，地球天體坐標(biāo)系的基準(zhǔn)球面是地球的海平面，平均半徑R = 6371km, XYZ軸以地心為原點(diǎn)，Y軸的正半軸經(jīng)過180°經(jīng)線與赤道線的交點(diǎn)，Y軸的負(fù)半軸經(jīng)過0°經(jīng)線與赤道線的交點(diǎn)，X軸與Y軸垂直，交點(diǎn)為地球天體坐標(biāo)系原點(diǎn)，X軸的正半軸經(jīng)過東經(jīng)90°經(jīng)線與赤道線的交點(diǎn)，X軸的負(fù)半軸經(jīng)過西經(jīng)90°經(jīng)線與赤道線的交點(diǎn)，Z軸的正半軸經(jīng)過北極點(diǎn)，負(fù)半軸經(jīng)過南極點(diǎn)，垂直于XY平面，且經(jīng)過地球天體坐標(biāo)系原點(diǎn)，XY平面劃分南北半球，YZ平面劃分東西半球，Q軸負(fù)半軸的終點(diǎn)與地球天體坐標(biāo)系原點(diǎn)重合不可無限延伸，Q軸的O點(diǎn)在地球海平面且可以沿著地球海平面移動(dòng)，Q軸的正半軸在地球海平面以上可以無限延伸(XYZ的正負(fù)半軸都可無限延伸)。在一個(gè)天體坐標(biāo)系中根據(jù)需要可以設(shè)置多根Q軸，同一根Q軸上的任意幾個(gè)點(diǎn)X/Y的比值相等。Q軸是定位軸，Q = V (X2+Y2+Z2)-R, Q為負(fù)值時(shí)是地球海平面以下至地心原點(diǎn)，Q =O時(shí)是地球海平面，Q為正值時(shí)是海拔高度，設(shè)％、Q2> Q3三個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)分別作三根直線垂直于 XYZ 軸，Q1 (X = 3889.1km Y = 3889.1kmZ = 0.0km)、Q2 (X = 4505.0km Y = 4505.0kmZ = 0.0km)、Q3 (X = 8509.6km Y = 8509.6km Z = 0.0km)，因?yàn)?Q = V (X2+Y2+Z2) -R,則 Q1占-
[0005]Q = V (3889.12+3889.12+0)_6371.0
[0006]= 5500.0-6371.0
[0007]= -871.0 (km)
[0008]Q2 點(diǎn) Q = 0km, Q3 點(diǎn) Q = 5663.4km, Q1^ Q2> Q3 點(diǎn)的地球天體坐標(biāo)分別為 IQ1 (X =3889.1km Y = 3889.1kmZ = 0.0km Q = -871.0km)、Q2 (X = 4505.0km Y = 4505.0km Z =0.0km Q = 0.0km)、Q3 (X = 8509.6km Y = 8509.6kmZ = 0.0kmQ = 5663.4km)，則 Q1 點(diǎn)在海平面以下871.0km, Q2點(diǎn)在海平面(Q軸的O點(diǎn))，Q3點(diǎn)在高空5663.4km，地球天體坐標(biāo)系見說明書附圖2和說明書附圖3。Q軸的方向性:當(dāng)Q軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)是往東方，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)是往西方，在東半球Q軸往東移動(dòng)時(shí)Y值變大往西移動(dòng)時(shí)Y值變小，在西半球Q軸往東移動(dòng)時(shí)Y值變小往西移動(dòng)時(shí)Y值變大，當(dāng)Q軸往北移動(dòng)時(shí)Z值變大往南移動(dòng)時(shí)Z值變小。
[0009]地球表面有起有伏高低不平，既不是標(biāo)準(zhǔn)的正圓也不是標(biāo)準(zhǔn)的橢圓，地球天體坐標(biāo)(XYZQ)的值不能反應(yīng)出一棟樓的高度等等，根據(jù)需要可以設(shè)子坐標(biāo)系——位置坐標(biāo)系，位置坐標(biāo)xyz軸與地球天體坐標(biāo)XYZ軸分別平行,xyz三軸相交于一點(diǎn)為位置坐標(biāo)系O點(diǎn)，xyz軸的正負(fù)軸長短根據(jù)位置場(chǎng)地的大小來設(shè)定，位置坐標(biāo)q軸與地球天體坐標(biāo)Q軸共線(即重合)，q軸的O點(diǎn)等于位置坐標(biāo)O點(diǎn)，以地球天體坐標(biāo)系原點(diǎn)為中心，位置坐標(biāo)系O點(diǎn)為半徑畫球體，球面稱為位置球面，q軸的O點(diǎn)在位置球面并可以在xyz軸的范圍內(nèi)任意移動(dòng)。在位置坐標(biāo)系中任意點(diǎn)的地球天體坐標(biāo)分別減去位置坐標(biāo)O點(diǎn)的地球天體坐標(biāo)U包WO等于這個(gè)任意點(diǎn)的位置坐標(biāo)(xyz q),則任意點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(x = X任-X位；y = Y任-Y位；Z = Z任-Z位；q = Q任-Q位)。設(shè)Q5、Q6兩個(gè)點(diǎn)在位置坐標(biāo)系中，Q5點(diǎn)為位置坐標(biāo)O點(diǎn)，Q6點(diǎn)為任意點(diǎn)，Q5、Q6兩點(diǎn)的地球天體坐標(biāo)分別為Q5 (X = 5000kmY = 5000km Z=0.0km Q = 7071.06781km)，Q6 (X = 6000km Y = 6000km Z = 0.0km Q = 8485.28137km)，貝丨J Q6 點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(x = 1000km ；y = 1000km ；z = 0.0km ；q = 1414.21356km)，見說明書附圖4。位置坐標(biāo)系O點(diǎn)一般設(shè)在地面上，q為負(fù)值時(shí)是地面以下的深度，q = O時(shí)是地面，q為正值時(shí)是地面以上的高度，地面的長度和寬度需要用兩點(diǎn)之間的距離公式計(jì)算得出，距離=V〔 (X2-X1)2+ (Y2-Y1)2+ (Z2-Z1)2〕。
[0010]天體坐標(biāo)系XY平而與時(shí)鐘表:在太陽系中有自轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn)一周360度)的天體，并在太陽光的照射范圍之內(nèi)，都有白天和黑夜的交替，即24小時(shí)，如地球天體坐標(biāo)系的XY平面與時(shí)鐘表:XY平面把地球劃分南北半球，半球的剖面圓形360度，直徑12742km，在半球的剖面放置一個(gè)(放大的)時(shí)鐘表，中心點(diǎn)與原點(diǎn)重合，相對(duì)地球自轉(zhuǎn)靜止，與地球的周轉(zhuǎn)同步，見說明書附圖5，在鐘表圓外24等分(24小時(shí)制)，每一份I個(gè)小時(shí)，1-24小時(shí)刻度的排列方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，圓內(nèi)12等分(12小時(shí)制)，每一份I個(gè)小時(shí)，圓內(nèi)的每一份又分為5等分，每份的分針為I分鐘，秒針為I秒鐘，時(shí)針(即12小時(shí)制指針)、分針、秒針以原點(diǎn)為中心順時(shí)針走，+Y軸是地球自轉(zhuǎn)的時(shí)間指針與鐘表指針方向相反(即24小時(shí)制指針)。24點(diǎn)為國際日期變更線，12點(diǎn)為本初子午線，6:00-18:00為白天，是太陽光照射的半球，18:00-6:00為夜天，是太陽光照射不到的半球。
[0011]【附圖說明】:說明書附圖1:天體坐標(biāo)系立體圖，單位是mm，比例為1/1000000。
[0012]說明書附圖2:地球天體坐標(biāo)系立體圖，單位是mm，比例為1/1000000，
[0013]1、地心，地球天體坐標(biāo)系原點(diǎn)，Q軸負(fù)半軸的終點(diǎn)；
[0014]2、180°經(jīng)線與赤道線的交點(diǎn)；
[0015]3、0°經(jīng)線與赤道線的交點(diǎn)；
[0016]4、東經(jīng)90°經(jīng)線與赤道線的交點(diǎn)；
[0017]5、西經(jīng)90°經(jīng)線與赤道線的交點(diǎn)；
[0018]6、北極點(diǎn)；
[0019]7、南極點(diǎn)；
[0020]8、Q 軸 O 點(diǎn)。
[0021]說明書附圖3:地球天體坐標(biāo)系立體圖，單位是mm，比例為1/1000000。
[0022]說明書附圖4: