第三章gps定位的坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)(存儲(chǔ)版)
【正文】 時(shí)（ IAT）零時(shí)與地球質(zhì)心力學(xué)時(shí)的嚴(yán)格關(guān)系如下： TDT=IAT+ 若以 ?T表示地球質(zhì)心力學(xué)時(shí) TDT與世界時(shí) UT1之間的時(shí)差，則可得： ?T=TDTUT1=IATUT1+ （ Coordinate universal Time——UTC） 在進(jìn)行大地天文測量、天文導(dǎo)航和空間飛行器的跟蹤定位時(shí)，仍然需要以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的世界時(shí)。 GPS時(shí)屬于原子時(shí)系統(tǒng)，秒長與原子時(shí)相同，但與國際原子時(shí)的原點(diǎn)不同，即 GPST與 IAT在任一瞬間均有一常量偏差。 協(xié)調(diào)時(shí)與國際原子時(shí)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(shí)，作為一種嚴(yán)格均勻的時(shí)間尺度和獨(dú)立的變量，被用于描述衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)。在 GPS測量中，主要用于天球坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換計(jì)算。平太陽連續(xù)兩次經(jīng)過本地子午圈的時(shí)間間隔為一平太陽日，包含24個(gè)平太陽時(shí)。 ? 恒星時(shí) (Sidereal Time— ST) 以春分點(diǎn)為參考點(diǎn)，由春分點(diǎn)的周日視運(yùn)動(dòng)所確定的時(shí)間稱為恒星時(shí)。 符合下列要求的任何一個(gè)可觀察的周期運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，都可用作確定時(shí)間的基準(zhǔn)： ? 運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的、周期性的。 顯然，利用 GPS進(jìn)行精密導(dǎo)航和定位，盡可能獲得高精度的時(shí)間信息是至關(guān)重要的。 在 GPS試驗(yàn)階段，衛(wèi)星瞬間位置的計(jì)算采用了 1972年世界大地坐標(biāo)系（ World Geodetic System —— WGS72）， 1987年1月 10日開始采用改進(jìn)的大地坐標(biāo)系統(tǒng)WGS84。站心坐標(biāo)系分為 站心地平直角坐標(biāo)系和站心極坐標(biāo)系 。 地極點(diǎn)作為地球坐標(biāo)系的重要基準(zhǔn)點(diǎn)，極移將使地球坐標(biāo)系的 Z軸方向發(fā)生變化，造成實(shí)際工作困難。 協(xié)議地球坐標(biāo)系 由于天球坐標(biāo)系與地球自轉(zhuǎn)無關(guān)，導(dǎo)致地球上一固定點(diǎn)在天球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)隨地球自轉(zhuǎn)而變化，應(yīng)用不方便。 在天球上，這種順時(shí)針規(guī)律運(yùn)動(dòng)的北天極稱為瞬時(shí)平北天極 （簡稱平北天極），相應(yīng)的天球赤道和春分點(diǎn)稱為 瞬時(shí)天球平赤道和瞬時(shí)平春分點(diǎn) 。 在天文學(xué)和衛(wèi)星大地測量學(xué)中， 春分點(diǎn)和天球赤道面是建立參考系的重要基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)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(biāo)系統(tǒng)： 一類是在空間固定的坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系與地球自轉(zhuǎn)無關(guān)，對描述衛(wèi)星的運(yùn)行位置和狀態(tài)極其方便。在 GPS定位中，坐標(biāo)系原點(diǎn)一般取地球質(zhì)心，而坐標(biāo)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(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)軸指向，這種共同確認(rèn)的坐標(biāo)系稱為協(xié)議坐標(biāo)系。 黃道 ：地球公轉(zhuǎn)的軌道面與天球相交的大圓，即當(dāng)?shù)厍蚶@太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，地球上的觀測者所見到的太陽在天球上的運(yùn)動(dòng)軌跡。 天球球面坐標(biāo)系的定義 ：原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心，赤經(jīng)?為含天軸和春分點(diǎn)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(diǎn)至天體的連線與天球赤道面的夾角，向徑 r為原點(diǎn)至天體的距離。則在日月引力等因素的影響下，瞬時(shí)北天極將繞瞬時(shí)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(biāo)系的定義 ；原點(diǎn)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(diǎn) E， y軸垂直于 xoz平面構(gòu)成右手坐標(biāo)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(zhǔn)點(diǎn)的地球坐標(biāo)系稱為 協(xié)議地球坐標(biāo)系 （ Conventional Terrestrial System—— CTS），而與瞬時(shí)極相應(yīng)的地球坐標(biāo)系稱為瞬時(shí)地球坐標(biāo)系。如果建立以 已知點(diǎn)為 為原點(diǎn)的站心地平直角坐標(biāo)系．則其他點(diǎn)在
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