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GPS原理及其应用 第2章时间系统与坐标系统.pptVIP

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GPS原理及其应用武汉大学测绘学院GPS原理及其应用课程组*GPS原理及其应用*第二章 时间系统与坐标系统*时间系统*世界时系统以地球自转运动为尺度基准的时间系统根据量测地球自转时所选的空间参考点不同,分为恒星时平太阳时世界时*恒星时参考点:春分点恒星日的定义性质:地方时两种不同恒星时真恒星时对应真春分点GAST,LAST平恒星时对应平春分点GMST,LMST*真太阳时与平太阳时真太阳时真太阳日的定义真太阳时=太阳中心相对于本地子午圈的时角+12h真太阳时不具备作为时间系统的基本条件平太阳时(MeanSolarTime-MT)平太阳周年视运动轨迹位于赤道平面平太阳在赤道上的运动角速度是恒定的平太阳时以平太阳中心为参考点建立的时间系统平太阳日的定义平太阳时=平太阳时角+12h*世界时(UniversalTime-UT)世界时格林尼治起始子午线处的平太阳时称为世界时时区全球划分为24个标准时区(1884,国际子午线会议)划分方法区时在同一时区内,采用该时区中央子午线上的平太阳时,即区时*UT0、UT1与UT2问题的引出——UT(UT0)不完全均匀地球自转速度的不均匀长期变缓、季节变化、短周期变化极移现象解决方法引入极移改正再进行地球自转速度季节性改正*原子时(AtomicTime-AT)原始定义尺度:1967年10月,第十三届国际计量大会通过:位于海平面上的铯133(Cs133)原子基态两个超精细能级间在零磁场中跃迁辐射振荡9192631770周所持续的时间为1原子时秒。原点:原本规定AT与UT在1958年1月1日0h时相同,但实际相差0.0039秒,即:(AT-UT)1958.0=-0.0039秒扩展定义以原子跃迁的稳定频率为时间基准的时间系统。*国际原子时(InternationalAtomicTime–TAI)引入每台原子钟给出的时间并不严格相同需要建立一个统一的时间系统建立1971年由国际时间局建立现由国际计量局(BIPM)的时间部门维持利用全球约60个实验室的大概240台自由运转的原子钟给出的数据统一处理得到*协调世界时(UniversalTimeCoordinated–UTC)建立20世纪60年代由国际无线电科学协会建立定义与AT秒长相同通过跳秒,与UT的时刻差保持在0.9秒内(通常在6月30日24h或12月31日24h进行跳秒),即UTC+跳秒=TAI()类型局部性UTC,如UTC(USNO)全球性UTC,由BIPM维持应用应用广泛,已取代UT成为无线电通信中的标准时间利用IERS公报中给出的参数可内插任意时刻的UT1-UTC,得到UT1GPS导航电文中给出了GPS时与UTC(USNO)之差*GPS时建立由GPS地面监控系统和卫星中的原子钟建立和维持的一种原子时起点为1980年1月6日0h,在该时刻GPST与UTC对齐与其它时间系统的关系TAI-GPST=19s,实际上TAI-GPST=19s+C0UTC-GPST=n整秒+C0*GLONASS时采用莫斯科时,与UTC存在3h偏差UTC+3h=GLONASS+C1*坐标系统*天球坐标系与地球坐标系地球坐标系与地球体固连在一起且与地球同步运动,以地心为原点的坐标系则称为地心地固坐标系与地球自转无关,空间固定的坐标系称为惯性坐标系或天球坐标系,主要用于描述卫星和地球的运行位置和状态*协议天球坐标系瞬时平天球坐标系瞬时真天球坐标系瞬时真地球坐标系岁差旋转变换章动旋转变换极移旋转矩阵协议地球坐标系*极移地球自转轴受到地球内部质量不均匀影响而在地球体内部运动。从而导致地极在地球表面上的位置随时间而变化,这种现象叫地极移动,简称极移国际协议原点CIO采用国际上5个纬度服务站以1900~1905年的平均纬度所确定的平极作为基准点,称为国际协议原点CIO目前国际上采用BIH1984.0协定地球极(CTP)瞬时极与平极的关系yx(xp,yp)*瞬时地球坐标系与协议地球坐标系转换ZDTZCTSYDTYCTSXCTSXDT定义*ITRS与ITRF(09-09)ITRS定义实现和维持ITRS的大地测量技术ITRF由一组IERS测站的站坐标(空间直角坐标)、站坐标的年变化率及相应的地球定向参数实现IGS的精密星历采用这一框架12个不同版本的ITRF(ITRF88~

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