李玉柏衛(wèi)星導(dǎo)航與定位002-坐標(biāo)系與時間系(第五版)(編輯修改稿)
2025-09-11 22:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 System），而與瞬時極相應(yīng)的地球坐標(biāo)系稱為瞬時地球坐標(biāo)系。 ? 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。 WGS84坐標(biāo)系稱為 1984年世界大地指教坐標(biāo)系。 ? WGS84橢球及其有關(guān)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(dǎo)航與定位 長半徑： a=6378137 177。 2（ m） 地球引力常數(shù)： 181。 = GM=3986005 108m3s2 177。 108m3s2 正?；A帶諧系數(shù)： C20= 106 177。 109 J2=108263 108（地球動力扁率） GPS坐標(biāo)系 地球自轉(zhuǎn)角速度： = 7292115 1011rads1 177。 1011rads1 ie?衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 時間系統(tǒng) ? 在天文學(xué)和空間科學(xué)技術(shù)中，時間系統(tǒng)是精確描述天體和衛(wèi)星運行位置及其相互關(guān)系的重要基準(zhǔn)，也是利用衛(wèi)星進(jìn)行定位的重要基準(zhǔn)。 ? 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。例如當(dāng)要求 GPS衛(wèi)星的位置誤差小于1cm，則相應(yīng)的時刻誤差應(yīng)小于 ?106s。 – 準(zhǔn)確地測定觀測站至衛(wèi)星的距離，必須精密地測定信號的傳播時間。若要距離誤差小于 1cm，信號傳播時間測定誤差應(yīng)小于 3?1011s 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 時間系統(tǒng) ? 時間包含了 “時刻” 和 “時間間隔” 兩個概念。時刻是指發(fā)生某一現(xiàn)象的瞬間。在天文學(xué)和衛(wèi)星定位中，與所獲取數(shù)據(jù)對應(yīng)的時刻也稱歷元。 – 時間間隔是指發(fā)生某一現(xiàn)象所經(jīng)歷的過程，是這一過程始末的時間之差。 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 1）時間系統(tǒng) — 世界時系統(tǒng) ? 世界時系統(tǒng) – 地球的自轉(zhuǎn)運動是連續(xù)的，且比較均勻。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)。 – 由于觀察地球自轉(zhuǎn)運動時，所選取的空間參考點不同，世界時系統(tǒng)包括恒星時、平太陽時和世界時。 ? 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(dǎo)航與定位 ? 參考點： 春分點 ? 定義： 春分點兩次經(jīng)過本地所在的上子午圈，所對應(yīng)的時間間隔為一恒星日。并由此派生出時、分、秒等單位。 – 數(shù)值上等于春分點相對于本地子午圈的時角。 – 有真恒星時與平恒星時之分 。 – 恒星日是地方時，比如格林尼治恒星時。 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。為此引入“平太陽” ? 假設(shè)一個參考點的視地球運動速度等于真地球公轉(zhuǎn)周年運動的平均速度，且在天球赤道上作周年勻速運動，這個假設(shè)的參考點在天文學(xué)中稱為平太陽。 – 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。 衛(wèi)星導(dǎo)航與定位 ? 參考點 ： 平太陽 ? 定義 ： 平太陽中心連續(xù)兩次經(jīng)過地方上子午圈的時間間隔為一太陽日。并由此派生出“時”、“分”、“秒”等單位；屬于地方時。 – 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）。 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) – 世界時 UT （ Universal Time）：以平子夜為零時起算的格林尼治平太陽時，稱為世界時。 ? 世界時與平太陽時的時間尺度相同，起算點不同。 – 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。 ? 由于自轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性，在 UT中加入極移改正得 UT1；再加入地球自轉(zhuǎn)角
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