第三章gps定位的坐標系統(tǒng)與時間系統(tǒng)(存儲版)
【正文】 時（ IAT）零時與地球質(zhì)心力學(xué)時的嚴格關(guān)系如下： TDT=IAT+ 若以 ?T表示地球質(zhì)心力學(xué)時 TDT與世界時 UT1之間的時差，則可得： ?T=TDTUT1=IATUT1+ （ Coordinate universal Time——UTC） 在進行大地天文測量、天文導(dǎo)航和空間飛行器的跟蹤定位時，仍然需要以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的世界時。 GPS時屬于原子時系統(tǒng)，秒長與原子時相同，但與國際原子時的原點不同，即 GPST與 IAT在任一瞬間均有一常量偏差。 協(xié)調(diào)時與國際原子時的關(guān)系定義為： IAT=UTC+1S ?n n為調(diào)整參數(shù)，由 IERS發(fā)布。 在 GPS定位中，地球質(zhì)心力學(xué)時，作為一種嚴格均勻的時間尺度和獨立的變量，被用于描述衛(wèi)星的運動。在 GPS測量中，主要用于天球坐標系和地球坐標系之間的轉(zhuǎn)換計算。平太陽連續(xù)兩次經(jīng)過本地子午圈的時間間隔為一平太陽日，包含24個平太陽時。 ? 恒星時 (Sidereal Time— ST) 以春分點為參考點，由春分點的周日視運動所確定的時間稱為恒星時。 符合下列要求的任何一個可觀察的周期運動現(xiàn)象，都可用作確定時間的基準： ? 運動是連續(xù)的、周期性的。 顯然，利用 GPS進行精密導(dǎo)航和定位，盡可能獲得高精度的時間信息是至關(guān)重要的。 在 GPS試驗階段，衛(wèi)星瞬間位置的計算采用了 1972年世界大地坐標系（ World Geodetic System —— WGS72）， 1987年1月 10日開始采用改進的大地坐標系統(tǒng)WGS84。站心坐標系分為 站心地平直角坐標系和站心極坐標系 。 地極點作為地球坐標系的重要基準點，極移將使地球坐標系的 Z軸方向發(fā)生變化，造成實際工作困難。 協(xié)議地球坐標系 由于天球坐標系與地球自轉(zhuǎn)無關(guān)，導(dǎo)致地球上一固定點在天球坐標系中的坐標隨地球自轉(zhuǎn)而變化，應(yīng)用不方便。 在天球上，這種順時針規(guī)律運動的北天極稱為瞬時平北天極 （簡稱平北天極），相應(yīng)的天球赤道和春分點稱為 瞬時天球平赤道和瞬時平春分點 。 在天文學(xué)和衛(wèi)星大地測量學(xué)中， 春分點和天球赤道面是建立參考系的重要基準點和基準面。 天球赤道面與天球赤道：通過地球質(zhì)心與天軸垂直的平面為天球赤道面，該面與天球相交的大圓為天球赤道。 在 GPS定位中，通常采用兩類坐標系統(tǒng)： 一類是在空間固定的坐標系，該坐標系與地球自轉(zhuǎn)無關(guān)，對描述衛(wèi)星的運行位置和狀態(tài)極其方便。在 GPS定位中，坐標系原點一般取地球質(zhì)心，而坐標軸的指向具有一定的選擇性，為了使用上的方便，國際上都通過協(xié)議來確定某些全球性坐標系統(tǒng)的坐標軸指向，這種共同確認的坐標系稱為協(xié)議坐標系。 黃道 ：地球公轉(zhuǎn)的軌道面與天球相交的大圓，即當?shù)厍蚶@太陽公轉(zhuǎn)時，地球上的觀測者所見到的太陽在天球上的運動軌跡。 天球球面坐標系的定義 ：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)過天體 s的天球子午面之間的交角，赤緯 ?為原點至天體的連線與天球赤道面的夾角，向徑 r為原點至天體的距離。則在日月引力等因素的影響下，瞬時北天極將繞瞬時平北天極產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，軌跡大致為橢圓。 地心空間直角坐標系的定義 ；原點與地球質(zhì)心重合， z軸指向地球北極， x軸指向格林尼治平子午面與赤道的交點 E， y軸垂直于 xoz平面構(gòu)成右手坐標系。至今仍采用CIO作為協(xié)議地極（ conventional Terrestrial Pole——CTP），以協(xié)議地極為基準點的地球坐標系稱為 協(xié)議地球坐標系 （ Conventional Terrestrial System—— CTS），而與瞬時極相應(yīng)的地球坐標系稱為瞬時地球坐標系。如果建立以 已知點為 為原點的站心地平直角坐標系．則其他點在
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