【正文】 地球人的習慣?。?！ 衛(wèi)星導航與定位 坐標系和時間系討論 地球人的習慣！ 衛(wèi)星導航與定位 坐標系和時間系討論 ? GPS時間系由主控站的原子鐘控制，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系定義為： IAT=UTC+1s?n+19s – n為調(diào)整參數(shù)，由 IERS（ International Earth Rotation Service 國際地球自轉服務）發(fā)布 (為了與后面 GPST時對應，設 n=0)。 – 數(shù)值上等于平太陽中心相對于本地子午圈的時角；正午（ 0h）與子夜（ 12h）。在天文學和衛(wèi)星定位中，與所獲取數(shù)據(jù)對應的時刻也稱歷元。極移包括 Chandler分量（錢德勒周期 ） 和周年分量。 ? 旋轉速度很慢，周期月為 25920年。 坐標系和時間系討論 衛(wèi)星導航與定位 天球及天球坐標系 ? 天球 是一個想像的旋轉的球，以空間某一點為中心，理論上具有任意大的半徑，并定義有天赤道和天極，天文學中通常把參考坐標建立在天球上。 – 赤道 equator不與黃道平行，而有 23o26’的夾角，即黃赤交角。其他因素影響（包括章動）很復雜，可以通過長期觀測得到一個平均參考 – 平坐標系。 ? WGS84橢球及其有關常數(shù) WGS84采用的橢球是國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第 17屆大會大地測量常數(shù)推薦值，其四個基本參數(shù)： 衛(wèi)星導航與定位 長半徑： a=6378137 177。 ? 恒星時 ST (Sidereal Time)：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。 衛(wèi)星導航與定位 ???? 01 UTUTsTUTUT ??? 12? UT0：未經(jīng)改正的世界時 ? UT1：引入極移改正（ ??）的世界時 ? UT2：引入極移改正（ ??）和地球自轉速度的季節(jié)改正（ ?Ts）的世界時 時間系統(tǒng) — 世界時系統(tǒng) 衛(wèi)星導航與定位 ? 物質(zhì)內(nèi)部的原子躍遷所輻射和吸收的電磁波頻率，具有很高的穩(wěn)定度，由此建立的原子時成為最理想的時間系統(tǒng)。 ? TDT的基本單位是國際制秒（ SI），與原子時的尺度一致。由國際天文學聯(lián)合會和國際大地測量學與地球物理學聯(lián)合會共同于 1987年建立， 1988年開始工作。 – GPS輸出（經(jīng)緯高） —— 大地坐標系統(tǒng) 地球人的視角 ??！ 衛(wèi)星導航與定位 坐標系和時間系討論 3）時間系 ? 兩大體系：世界時 UT和原子時 IAT – 世界時 UT：以平子夜為零時起算的格林尼治平太陽時稱為世界時。 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秒長為基礎，在時刻上盡量接近于世界時的一種折衷時間系統(tǒng)，稱為世界協(xié)調(diào)時或協(xié)調(diào)時（ Coordinate universal Time）。 時間系統(tǒng) — 世界時系統(tǒng) 衛(wèi)星導航與定位 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是橢圓軌道，造成“太陽日”有長短。 ? 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，位置不斷變化，在給出衛(wèi)星運行位置同時，必須給出相應的瞬間時刻。 衛(wèi)星導航與定位 ? 定義：協(xié)議地心天球坐標系 – 經(jīng)協(xié)商指定的某一特定時刻的平天球坐標系 ? 當前，國際上所采用的地心天球坐標系 – 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的平天球坐標系 –Z軸指向 –X軸指向 5）協(xié)議天球坐標系（ CIS） 衛(wèi)星導航與定位 ? 協(xié)議天球坐標系與真天球坐標系間的關系 – 進行歲差和章動改正 特定時刻的 真天球坐標 章動 改正 特定時刻的平天球坐標 （協(xié)議天球坐標） 歲差 改正 00,X N PXXPNX? 其 中 :協(xié) 議 天 球 坐 標 ；為 歲 差 改 正 矩 陣 ；為 章 動 態(tài) 系 數(shù) 陣 ；為 瞬 時 真 天 球 坐 陣 。 – 地心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)過目標 s的天球子午面之間的交角，赤緯 ?為原點至目標的連線與天球赤道面的夾角，向徑 r為原點至天體的距離。衛(wèi)星導航與定位 第二講： GPS系統(tǒng)的坐標系與時間系 衛(wèi)星導航與定位 第二章： GPS衛(wèi)星導航系統(tǒng)的坐標 系統(tǒng)與時間系 167。 衛(wèi)星導航與定位 北天極 南天極 黃道 天球赤道 赤經(jīng) 赤緯 太陽 星體 地球 地球赤道 本初子午圈 地心天球上的主要點、線、圈 衛(wèi)星導航與定位 A ( L , B , H ) B L H 0 起始子午面 赤道 2）基于天球定義坐標系 ? 坐標原點 ? 坐標軸指向 ? 表示坐標的尺度 ? 坐標系統(tǒng)建立的三要素