理解GPS定位关键：空间坐标与时间系统详解

GPS定位相关基本知识主要涵盖了空间坐标系和时间系统的基础理解，这是卫星定位技术的核心组成部分。首先，了解地球的形状和大小对于精确的定位至关重要。地球并非完美的球体，而是一个表面起伏的椭球，其最高峰珠穆朗玛峰高达8844.43米，海洋底部马里亚纳海沟深达11022.00米，这使得地球表面存在显著的高差。尽管表面不规则，但相对于其整体尺寸，这些起伏非常微小。 地球可以被近似看作一个水球，其中大陆面积约占29%，海洋面积则占71%。地球的平均半径约为6371公里，这一数值是GPS定位中的关键参数。重力方向线，也就是铅垂线，是测量工作的重要基准，它是垂直于地球表面并指向地心的线。水准面则是自由静止水面的理论延伸，代表了等位面，与大地水准面相联系，是描述地球表面形状的重要概念。 在GPS技术中，地球被建模为一个旋转椭球，它与实际大地体高度接近，长半径为a，短半径为b，具有扁率。地球椭球体，或称为参考椭球体，是测量和制图的基准面，各国会根据自身需求选择不同的旋转椭球参数。 空间参考坐标系统是GPS定位中的核心，它定义了坐标原点、坐标轴的方向和长度单位。在GPS应用中，通常采用大地坐标系，以地球质心作为原点，且有地固坐标系（随地球转动）和惯性坐标系两种类型。地固坐标系由于不考虑地球自转的影响，适用于描述地球表面上的点相对于地球的绝对位置，而非惯性坐标系则更便于处理运动物体的定位问题。 理解地球的几何特性和坐标系统的概念是GPS定位操作的基础，掌握这些知识对于确保定位精度和正确解读定位结果是至关重要的。