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在描述兩點(diǎn)間的空間關(guān)系時(shí), 有時(shí)采用一種被稱為站心坐標(biāo)系的坐標(biāo)系更為方便直觀, 如下圖所示：

根據(jù)坐標(biāo)的具體表示方法, 又可以將站心坐標(biāo)系細(xì)分為站心直角坐標(biāo)系和站心極坐標(biāo)系, 如下圖所示。

一、以 P0 點(diǎn)為中心的站心直角坐標(biāo)系定義如下:

①原點(diǎn)位于 P0;

②U 軸與過 P0 點(diǎn)的參考橢球面的法線

重合, 指向天頂;

③N 軸垂直于 U 軸, 指向參考橢球的短半軸;

④E 軸垂直于 U 軸和 N 軸, 最終形成左手系;

⑤在站心直角坐標(biāo)系下點(diǎn)的 N、E、U 坐標(biāo)為該點(diǎn)在三個(gè)坐標(biāo)軸上的投影長(zhǎng)度。

站心直角坐標(biāo)與站心極坐標(biāo)

二、以 P0 點(diǎn)為中心的站心極坐標(biāo)系定義如下:

①NP0 E 平面為基準(zhǔn)面;

②極點(diǎn)位于 P0;

③極軸為 N 軸;

④點(diǎn)在站心極坐標(biāo)系下的坐標(biāo)用極距( R—由極點(diǎn)到該點(diǎn)的距離) 、方位角( A—在基準(zhǔn)面上, 以極點(diǎn)為頂點(diǎn), 由極軸順時(shí)針方向量測(cè)到 P0S 在基準(zhǔn)面上投影的角度) 、高度角( EL—極點(diǎn)與該點(diǎn)連線與基準(zhǔn)面間的夾角) 表示。

三、站心直角坐標(biāo)與站心極坐標(biāo)間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系可用下面兩組公式表示:

進(jìn)行 GPS 觀測(cè)時(shí), 常常采用 GPS 衛(wèi)星相對(duì)于測(cè)站的高度角、方位角來描述其在空間中的方位。實(shí)際上, 如果再加上測(cè)站到衛(wèi)星的距離, 就是一個(gè)完整的站心坐標(biāo)。