第三章gps定位的坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)(更新版)
【正文】 T LMST ?平太陽(yáng)時(shí)（ Mean Solar Time—— MT） 由于地球公轉(zhuǎn)的軌道為橢圓，根據(jù)天體運(yùn)動(dòng)的開(kāi)普勒定律，可知太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)速度是不均勻的，如果以真太陽(yáng)作為觀(guān)察地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的參考點(diǎn)，則不符合建立時(shí)間系統(tǒng)的基本要求。最早建立的時(shí)間系統(tǒng)是 以地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為基準(zhǔn)的世界時(shí)系統(tǒng) 。 測(cè)量時(shí)間必須建立一個(gè)測(cè)量的基準(zhǔn)，即時(shí)間的單位（尺度）和原點(diǎn)（起始?xì)v元）。 ? 準(zhǔn)確地測(cè)定觀(guān)測(cè)站至衛(wèi)星的距離，必須精密地測(cè)定信號(hào)的傳播時(shí)間。一般選擇一個(gè)橢球面作為計(jì)算的參考面。 （ 3）兩瞬時(shí)坐標(biāo)系 x軸與 X軸的指向不同，其間夾角為春分點(diǎn)的格林尼治恒星時(shí)。 換算關(guān)系如下，其中 N為橢球卯酉圈的曲率半徑， e為橢球的第一偏心率， a、 b為橢球的長(zhǎng)短半徑。為建立一個(gè)與慣性坐標(biāo)系相接近的坐標(biāo)系，通常選擇某一時(shí)刻 t0作為標(biāo)準(zhǔn)歷元，并將此刻地球的瞬時(shí)自轉(zhuǎn)軸（指向北極）和地心至瞬時(shí)春分點(diǎn)的方向，經(jīng)過(guò)該瞬時(shí)歲差和章動(dòng)改正后，作為 z軸和 x軸，由此構(gòu)成的空固坐標(biāo)系稱(chēng)為 所取標(biāo)準(zhǔn)歷元的平天球坐標(biāo)系，或協(xié)議天球坐標(biāo)系，也稱(chēng)協(xié)議慣性坐標(biāo)系（ Conventional Inertial System— CIS） 為了將協(xié)議天球坐標(biāo)系的衛(wèi)星坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換為觀(guān)測(cè)歷元 t的瞬時(shí)天球坐標(biāo)系，通常分兩步進(jìn)行。實(shí)際上地球接近于一個(gè)赤道隆起的橢球體，在日月和其它天體引力對(duì)地球隆起部分的作用下，地球在繞太陽(yáng)運(yùn)行時(shí)，自轉(zhuǎn)軸方向不再保持不變，從而使 春分點(diǎn)在黃道上產(chǎn)生緩慢西移 ，此現(xiàn)象在天文學(xué)上稱(chēng)為 歲差 ?？拷碧鞓O的交點(diǎn) ?n稱(chēng)北黃極，靠近南天極的交點(diǎn) ?s稱(chēng)南黃極。為建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)，必須確定球面上的一些參考點(diǎn)、線(xiàn)、面和圈。GSI Japan 21st of June 1999 第三章 GPS定位的坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng) 坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)是描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)、處理觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)和表達(dá)觀(guān)測(cè)站位置的數(shù)學(xué)與物理基礎(chǔ)。 天球：指以地球質(zhì)心為中心，半徑 r為任意長(zhǎng)度的一個(gè)假想球體。 黃極 ；通過(guò)天球中心，垂直于黃道面的直線(xiàn)與天球的交點(diǎn)。 ??????????????????????????s ins inc o sc o sc o srzyx22222yxzar c t gxyar c t gzyxr????????3. 歲差與章動(dòng) 上述天球坐標(biāo)系的建立是假定地球的自轉(zhuǎn)軸在空間的方向上是固定的，春分點(diǎn)在天球上的位置保持不變。 4. 協(xié)議天球坐標(biāo)系的定義和轉(zhuǎn)換 由于歲差和章動(dòng)的影響，瞬時(shí)天球坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸指向不斷變化，在這種非慣性坐標(biāo)系統(tǒng)中，不能直接根據(jù)牛頓力學(xué)定律研究衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。任一地面點(diǎn)在地球坐標(biāo)系中可表示為（ X， Y， Z）和（ B， L， H），兩者可進(jìn)行互換。 （ 2）瞬時(shí)天球坐標(biāo)系的 z軸與瞬時(shí)地球坐標(biāo)系的 Z軸指向相同。 大地測(cè)量基準(zhǔn)是由一組確定測(cè)量參考面（參考系）在地球內(nèi)部的位置和方向，以及描述參考面形狀和大小的參數(shù)來(lái)表示。例如當(dāng)要求 GPS衛(wèi)星的位置誤差小于1cm，則相應(yīng)的時(shí)刻誤差應(yīng)小于 ?106s。時(shí)間間隔測(cè)量稱(chēng)為相對(duì)時(shí)間測(cè)量，而時(shí)刻測(cè)量相應(yīng)稱(chēng)為絕對(duì)時(shí)間測(cè)量。 地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的，且比較均勻。相應(yīng)的恒星時(shí)就有真恒星時(shí)和平恒星時(shí)之分。由于自轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性，在 UT中加入極移改正得 UT1。 （ Dynamic Time—— DT） 在天文學(xué)中，天體的星歷是根據(jù)天體動(dòng)力學(xué)理論建立的運(yùn)動(dòng)方程而編算的，其中所采用的獨(dú)立變量是時(shí)間參數(shù) T，這個(gè)數(shù)學(xué)變量 T定義為力學(xué)時(shí)。 采用潤(rùn)秒或跳秒的方法，使協(xié)調(diào)時(shí)與世界時(shí)的時(shí)刻相接近。 ? 時(shí)間系統(tǒng)及其關(guān)系
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