gps定位的坐標(biāo)系統(tǒng)與時間系統(tǒng)(ppt34)(1)(編輯修改稿)
2025-03-16 14:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 橢球面作為計算的參考面。同時地球作為宇宙空間的一個行星，也有重要的物理性質(zhì)， 1967年國際大地測量協(xié)會（ IAG）推薦如下 4個量來描述地球橢球的基本特征： a—— 地球橢球長半徑 m J2—— 地球重力場二階帶諧系數(shù) GM—— 地球引力與地球質(zhì)量乘積 km3s2 ?—— 地球自轉(zhuǎn)角速度 rad/s 信大測繪學(xué)院 大地測量學(xué) 在全球定位系統(tǒng)中，為了確定用戶接收機的位置， GPS衛(wèi)星的瞬時位置通常應(yīng)化算到統(tǒng)一的地球坐標(biāo)系統(tǒng)。 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(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。世界大地坐標(biāo)系 WGS屬于協(xié)議地球坐標(biāo)系 CTS， WGS可看成 CTS的近似系統(tǒng)。 信大測繪學(xué)院 大地測量學(xué) 為地球重力場正?；A帶諧系數(shù)，等于 J2/51/2 基本大地參數(shù) WGS72 WGS84 a(m) 6378135 6378137 或 f ?106 1/ ?106 1/ ?(rad/s) ?105 ?105 GM(km3/s2) 0,2C0,2CWGS72與 WGS84的基本大地參數(shù) 信大測繪學(xué)院 大地測量學(xué) 167。 1有關(guān)時間的基本概念 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，則信號傳播時間的測定誤差應(yīng)小于 3 ?1011s 信大測繪學(xué)院 大地測量學(xué) ? 由于地球的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在天球坐標(biāo)系中地球上點的位置是不斷變化的，若要求赤道上一點的位置誤差不超過 1cm，則時間測定誤差要小于 2 ?105s。 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間信息是至關(guān)重要的。 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。時間間隔測量稱為相對時間測量，而時刻測量相應(yīng)稱為絕對時間測量。 信大測繪學(xué)院 大地測量學(xué) 測量時間必須建立一個測量的基準(zhǔn)，即時間的單位（尺度）和原點（起始?xì)v元）。其中時間的尺度是關(guān)鍵，而原點可根據(jù)實際應(yīng)用加以選定。 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(zhǔn)： ? 運動是連續(xù)的、周期性的。 ? 運動的周期應(yīng)具有充分的穩(wěn)定性。 ? 運動的周期必須具有復(fù)現(xiàn)性，即在任何地方和時間，都可通過觀察和實驗，復(fù)現(xiàn)這種周期性運動。 在實踐中，因所選擇的周期運動現(xiàn)象不同，便產(chǎn)生了不同的時間系統(tǒng)。在 GPS定位中，具有重要意義的時間系統(tǒng)包括恒星時、力學(xué)時和原子時三種。 信大測繪學(xué)院 大地測量學(xué) 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 (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 。 春分點連續(xù)兩次經(jīng)過本地子午圈的時間間隔為一恒星日，含 24個恒星小時。恒星時以春分點通過本地子午圈 時刻為起算原點，在數(shù)值上等于春分點相對于本地子午圈的時角，同一瞬間不同測站的恒星時不同，具有地方性，也稱 地方恒星時 。 信大測繪學(xué)院 大地測量學(xué) 由于歲差和章動的影響，地球自轉(zhuǎn)軸在空間的指向是變化的，春分點在天球上的位置也不固定。對于同一歷元，所相應(yīng)的真北天極和平北天極，也有真春分點和平春分點之分。相應(yīng)的恒星時就有真恒星時和平恒星時之分。 LAST—— 真春分點地方時角
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