李玉柏衛(wèi)星導(dǎo)航與定位002-坐標(biāo)系與時間系(第五版)(文件)
【正文】 P’）和天極（南、北天極） ? 天球赤道面和天球赤道 ? 天球子午面和天球子午圈 – 上子午圈和下子午圈 – 上赤道點 Q和下赤道點 Q’ 【 上子午圈是子午圈在地平圈上的一半，下子午圈是在地平圈下的另一半。 GPS坐標(biāo)系 167。衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 第二講： GPS系統(tǒng)的坐標(biāo)系與時間系 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 第二章： GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo) 系統(tǒng)與時間系 167。 時間和 GPS時系 167。通俗的說法是在天上從南 →天頂 → 北順序通過的一個假想大弧，亦稱天球子午圈，而在地平線下通過天底，看不見的另一半大圓則稱下子午圈。 – 太陽沿黃道從天赤道以南向北通過天赤道的那一點，稱為春分點，與春分點相隔 180176。 – 地心天球球面坐標(biāo)系的定義：原點位于地球的質(zhì)心，赤經(jīng) ?為含天軸和春分點的天球子午面與經(jīng)過目標(biāo) s的天球子午面之間的交角，赤緯 ?為原點至目標(biāo)的連線與天球赤道面的夾角，向徑 r為原點至天體的距離。 ? 在歲差的影響下，地球自轉(zhuǎn)軸在空間繞 北黃極旋轉(zhuǎn) 。 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 歲差章動對天球坐標(biāo)的影響 ? 由于存在歲差和章動的影響，天球的天赤道、天北極點、天春分點隨時變化： – 天球坐標(biāo)隨時在變化。 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 歲差章動對天球坐標(biāo)的影響 ? mean equator 平天赤道：天赤道的瞬時平均位置，它的變化只包括歲差的影響。 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 ? 定義：協(xié)議地心天球坐標(biāo)系 – 經(jīng)協(xié)商指定的某一特定時刻的平天球坐標(biāo)系 ? 當(dāng)前，國際上所采用的地心天球坐標(biāo)系 – 早期使用 ；后來由 國際大地測量協(xié)會和國際天文協(xié)議聯(lián)合會確定，從 1984年 1月 1日起采用 ? 為 2022年 1月 1日 12h的平天球坐標(biāo)系 –Z軸指向 –X軸指向 5）協(xié)議天球坐標(biāo)系（ CIS） 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 ? 協(xié)議天球坐標(biāo)系與真天球坐標(biāo)系間的關(guān)系 – 進行歲差和章動改正 特定時刻的 真天球坐標(biāo) 章動 改正 特定時刻的平天球坐標(biāo) （協(xié)議天球坐標(biāo)） 歲差 改正 00,X N PXXPNX? 其 中 :協(xié) 議 天 球 坐 標(biāo) ；為 歲 差 改 正 矩 陣 ；為 章 動 態(tài) 系 數(shù) 陣 ；為 瞬 時 真 天 球 坐 陣 。瞬時地球直角坐標(biāo)系與瞬時天球坐標(biāo)系的關(guān)系 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 ? 定義：極移 由于地球內(nèi)部和外部的種種動力學(xué)因素，地球自轉(zhuǎn)軸相對于地球體的位置不是固定的，地極點在地球表面上的位置隨時間而變化的現(xiàn)象稱為極移。 ? 歲差、章動和極移 – 歲差、章動造成天球坐標(biāo)的變化 – 極移造成地球坐標(biāo)的變化 地極移動與協(xié)議地球坐標(biāo)系 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 ? 瞬時（真）地球坐標(biāo)系 Z軸與瞬時地球自轉(zhuǎn)軸重合或平行的地球坐標(biāo)系 ???????????????????????zyxXRYRZYXPyPx )()(? 平地球坐標(biāo)系 Z軸指向空間中某一固定點 平極的地球坐標(biāo)系 ? 平地球坐標(biāo) (X,Y,Z)和 瞬時真地球坐標(biāo) (x,y,z)的轉(zhuǎn)換關(guān)系 地極移動與協(xié)議地球坐標(biāo)系 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 幾種常用坐標(biāo)系之間的關(guān)系 平地球坐標(biāo)系 某一歷元的平 天球坐標(biāo)系 觀測瞬間的真 天球坐標(biāo)系 觀測瞬間的真 地球坐標(biāo)系 歲差 章動 改正 旋轉(zhuǎn) SG角 極移 改正 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 GPS坐標(biāo)系 ? WGS84坐標(biāo)系 WGS84坐標(biāo)系的原點在地球質(zhì)心， Z軸指向國際時間局（ Bureau International de l‘Heure ） 協(xié)定地球極 （ CTP）方向， X軸指向 CTP赤道的交點，Y軸和 Z、 X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。 = GM=3986005 108m3s2 177。 ? 在 GPS衛(wèi)星定位中，時間系統(tǒng)的重要性表現(xiàn)在： – GPS衛(wèi)星作為高空觀測目標(biāo)，位置不斷變化，在給出衛(wèi)星運行位置同時，必須給出相應(yīng)的瞬間時刻。時刻是指發(fā)生某一現(xiàn)象的瞬間。最早建立的時間系統(tǒng)是以地球自轉(zhuǎn)運動為基準(zhǔn)的世界時系統(tǒng)。并由此派生出時、分、秒等單位。 時間系統(tǒng) — 世界時系統(tǒng) 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 時間系統(tǒng) — 世界時系統(tǒng) ? 世界時系統(tǒng) – 平太陽時 MT （ Mean Solar Time）：由于地球繞太陽公轉(zhuǎn)是橢圓軌道，造成“太陽日”有長短。并由此派生出“時”、“分”、“秒”等單位；屬于地方時。 – 1956年以前，秒被定義為一個平太陽日的1/86400，是以地球自轉(zhuǎn)這一周期運動作為基礎(chǔ)的時間尺度。 – 原本規(guī)定 AT與 UT2在 1958年 1月 1日 0h時相同，但實際相差 ，即： (ATUT2) = 2）時間系統(tǒng) — 原子時 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 ? 不同的地方原子時之間存在差異，為此，國際上大約 100座原子鐘，通過相互比對，經(jīng)數(shù)據(jù)處理推算出統(tǒng)一的原子時系統(tǒng)，稱為國際原子時 IAT （ International Atomic Time）。 為避免發(fā)播的原子時與世界時之間產(chǎn)生過大偏差，從 1972年采用了一種以原子時
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