GNSS定位测量技术（含实训手册） 课件 3GNSS定位的时间系统、坐标系统.pptx

GNSS定位的时间系统、坐标系统 GNSS定位的时间系统GNSS定位的坐标系统目录Content0102 GNSS定位的时间系统 2.2 时间系统2.1 概述 时间系统分类1）对于时间的描述，有原点和尺度（度量单位）两大要素。原点可以根据需要进行指定，度量单位采用时刻和时间间隔两种形式。（对于卫星系统或天文学，某一事件相应的时刻称为历元。）GNSS定位的时间系统 恒星时（ST -- Sidereal Time） 1）以春分点作为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间，称为恒星时。 恒星时是地球旋转的一种度量，它被定义为春分点的时角。春分点连续两次经过同一子午圈上中天的时间间隔为一个恒星日，分为24个恒星时。 某一地点的地方恒星时，在数值上等于春分点相对于这一地方子午圈的时角。如果度量是从格林尼治子午线起计的，那么恒星时就称为格林尼治恒星时。GNSS定位的时间系统 恒星时（ST -- Sidereal Time） 2）由于岁差和章动的影响，地球自转轴的指向在空间是变化的，从而导致春分点的位置发生变化。 真春分点（某一时刻瞬时极--真恒星时 平春分点（平极）-- 平恒星时 以春分点为参考点的地球自转GNSS定位的时间系统 世界时（UT -- Universal Time） 1）以真太阳作为基本参考点，由其周日视运动确定的时间，称为真太阳时。 一个真太阳日就是真太阳连续两次经过同一子午圈上中天所经历的时间。 由于真太阳的视运动速度是不均匀的，因而真太阳时不是均匀的时间尺度，为此引入虚拟的赤道上匀速运行的平太阳，其速度等于真太阳周年运动的平均速度。 一个平太阳日就是平太阳连续两次经过同一子午圈上中天所经历的时间，分为24个平太阳时。GNSS定位的时间系统 世界时（UT -- Universal Time） 2）以格林尼治子夜起算的平太阳时称为世界时。 UT0 -- 未经任何改正的世界时 UT1 -- 经过极移改正的世界时 UT2 -- 进一步经过地球自转速度季节性改正后的世界时以太阳为参考点的地球自转GNSS定位的时间系统 历书时（ET -- Ephemeris Time） 1）由于地球自转速度不均匀，导致用其测得的时间不均匀。1958年第10届IAU决定，自1960年起开始以地球公转运动为基准的历书时来量度时间，用历书时系统代替世界时，其秒长规定为1900年1月1日12时整回归年长度的19747。GNSS定位的时间系统 历书时（ET -- Ephemeris Time） 2）根据广义相对论，太阳质心系和地球质心系的时间将不同。1976年，IAU定义了这两个坐标系的时间：TDT -- 地球质心力学时 TDB -- 太阳系质心力学时 TDT和TDB可以看做是ET分别在两个坐标系中的实现。GNSS定位的时间系统 历书时（UT -- Universal Time） 3）基于地球公转的历书时，已被原子时所代替。基于地球公转GNSS定位的时间系统 原子时（AT – Atomic Time） 1）原子时是一种以原子谐振信号周期为标准，并对它进行连续计数的时标。基本单位是原子时秒，其定义为：在零磁场下，铯原子基态两个超精细能级间跃迁辐射9192631770周所持续的时间。 在1967年第13届国际计量大会上，正式确定原子秒的定义，把海平面实现的原子时秒作为国际参照时标，规定为国际单位制中的时间单位，即SI （International System）秒。GNSS定位的时间系统 原子时（AT – Atomic Time） 2）BIH比较、综合世界各地的原子钟数据，最后确定的原子时称为国际原子时，简称TAI。TAI是基于原子秒的，IERS利用来自分布在全球的60多个实验室的200多个钟，来计算TAI。 TAI起点：1958年1月1日UT2的0时（-0.0039s） 由于地球自转速度的不均匀，世界时与原子时之间的时间差逐年累积。 现在的TDT计量是用原子钟实现的，二者起点不同，有如下关系：GNSS定位的时间系统基于原子钟TDT＝TAI＋32.184基于原子钟TDT＝TAI＋32.184基于原子钟TDT＝TAI＋32.184TDT＝TAI＋32.184基于原子钟 协调世界时（UTC -- Coordinated Universal Time ） 1）原子时与地球自转没有直接联系。由于地球自转速度长期变慢的趋势，原子时与世界时的差异将逐渐变大，秒长不等，大约每年相差1秒。为了保证时间与季节的协调一致，便于日常使用，使用原子秒的秒长，又通过跳秒始终保持与UT1接近（dUT