第三章gps定位的坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)-資料下載頁(yè)
2024-10-24 14:46本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】無(wú)關(guān)，對(duì)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。標(biāo)系稱為協(xié)議坐標(biāo)系。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、面和圈。球的交點(diǎn)Pn(北天極)Ps(南天極)稱為天極。面為天球赤道面，該面與天球相交的大圓為天球赤道。黃道面與赤道面的夾角稱為黃。n稱北黃極，靠近南天極。是建立參考系的重要基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)面。天球空間直角坐標(biāo)系的定義：原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心，、z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。球子午面之間的交角，赤緯?天體的位置時(shí)是等價(jià)的，二者可相互轉(zhuǎn)換。的位置保持不變。實(shí)際上地球接近于一個(gè)赤。在歲差的影響下，地球自轉(zhuǎn)軸。繞瞬時(shí)平北天極產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，軌跡大致為橢圓。這種現(xiàn)象稱為章動(dòng)。轉(zhuǎn)而變化，應(yīng)用不方便。稱地固坐標(biāo)系）。沿橢球法線至橢球面的距離。任一地面點(diǎn)在地球。，兩者可進(jìn)行互換。為橢球的第一偏心率，a、b為橢球的長(zhǎng)短半徑。
【正文】 同。 1956年以前，秒被定義為一個(gè)平太陽(yáng)日的1/86400，是以地球自轉(zhuǎn)這一周期運(yùn)動(dòng)作為基礎(chǔ)的時(shí)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。加入地球自轉(zhuǎn)角速度的季節(jié)改正得 UT2。雖然經(jīng)過(guò)改正，其中仍包含地球自轉(zhuǎn)角速度的長(zhǎng)期變化和不規(guī)則變化的影響，世界時(shí) UT2不是一個(gè)嚴(yán)格均勻的時(shí)間系統(tǒng)。在 GPS測(cè)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。 （ Atomic Time—— AT） 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(shí)成為最理想的時(shí)間系統(tǒng)。 原子時(shí)秒長(zhǎng)的定義；位于海平面上的銫 133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)，在零磁場(chǎng)中躍遷輻射震蕩 9192631770周所持續(xù)的時(shí)間為一原子時(shí)秒。原子時(shí)秒為國(guó)際制秒（ SI）的時(shí)間單位。 原子時(shí)的原點(diǎn)為 AT= 不同的地方原子時(shí)之間存在差異，為此，國(guó)際上大約 100座原子鐘，通過(guò)相互比對(duì)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理推算出統(tǒng)一的原子時(shí)系統(tǒng)，稱為國(guó)際原子時(shí)（ International Atomic Time——IAT） 在衛(wèi)星測(cè)量中，原子時(shí)作為高精度的時(shí)間基準(zhǔn)，普遍用于精密測(cè)定衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間。 （ 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)。 根據(jù)描述運(yùn)動(dòng)方程所對(duì)應(yīng)的參考點(diǎn)不同，力學(xué)時(shí)分為： ?太陽(yáng)系質(zhì)心力學(xué)時(shí)（ Barycentric Dynamic Time——TDB）是相對(duì)于太陽(yáng)系質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)方程所采用的時(shí)間參數(shù)。 ?地球質(zhì)心力學(xué)時(shí)（ Terrestrial Dynamic Time— TDT）是相對(duì)于地球質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)方程所采用的時(shí)間參數(shù)。 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)。 TDT的基本單位是國(guó)際制秒（ SI），與原子時(shí)的尺度一致。國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（ IAU）決定，1977年 1月 1日原子時(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(cè)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)。但由于地球自轉(zhuǎn)速度有長(zhǎng)期變慢的趨勢(shì)，近 20年，世界時(shí)每年比原子時(shí)慢約 1秒，且兩者之差逐年積累。為避免發(fā)播的原子時(shí)與世界時(shí)之間產(chǎn)生過(guò)大偏差，從 1972年采用了一種以原子時(shí)秒長(zhǎng)為基礎(chǔ)，在時(shí)刻上盡量接近于世界時(shí)的一種折衷時(shí)間系統(tǒng)，稱為世界協(xié)調(diào)時(shí)或協(xié)調(diào)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。即當(dāng)協(xié)調(diào)時(shí)與世界時(shí)的時(shí)刻差超過(guò) ?，便在協(xié)調(diào)時(shí)中引入一潤(rùn)秒（正或負(fù)）。一般在 12月 31日或 6月 30日末加入，具體日期由國(guó)際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)組織（IERS）安排并通告。 協(xié)調(diào)時(shí)與國(guó)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。 （ GPST） 為精密導(dǎo)航和測(cè)量需要，全球定位系統(tǒng)建立了專用的時(shí)間系統(tǒng)，由 GPS主控站的原子鐘控制。 GPS時(shí)屬于原子時(shí)系統(tǒng)，秒長(zhǎng)與原子時(shí)相同，但與國(guó)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。 IATGPST = 19s， GPS時(shí)與協(xié)調(diào)時(shí)的時(shí)刻，規(guī)定在 1980年 1月 6日 0時(shí)一致，隨著時(shí)間的積累，兩者的差異將表現(xiàn)為秒的整數(shù)倍。 GPS時(shí)與協(xié)調(diào)時(shí)之間關(guān)系 GPST=UTC+ 1S ?n19s 到 1987年，調(diào)整參數(shù) n為 23，兩系統(tǒng)之差為 4秒，到1992年調(diào)整參數(shù)為 26，兩系統(tǒng)之差已達(dá) 7秒。 ? 時(shí)間系統(tǒng)及其關(guān)系
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