第三章 时间和坐标系统.ppt

2.3 坐标系统的相互转换 W地球极移修正矩阵 协议地固坐标系 J2000坐标系 历元平坐标系 历元真坐标系 历元真地固坐标系 岁差 章动 恒星时角 极移 总结：J2000到协议地固坐标系 2.3 坐标系统的相互转换 问题：速度矢量如何转换？ 或 /IERS/EN/Home/home_node.html 国际地球自转服务( I E R S)有必威体育精装版的模型文档和程序 2.3 坐标系统的相互转换 2、J2000（ECI）到卫星本体坐标系 3、J2000（ECI）到卫星RIC坐标系 2.4 实例：坐标系选择的重要性 近地轨道航天器阴影分析 问题：航天器运行在轨道高度1000 km，倾角32°的近圆轨道，求其任一天阴影区的比例（蚀区因子），同时也确定一年中蚀区的最大值与最小值？ 你们如何解决这个问题？ 2.4 实例：坐标系选择的重要性 第一种视点 2.4 实例：坐标系选择的重要性 第二种视点 2.4 实例：坐标系选择的重要性 第三种视点 2.4 实例：坐标系选择的重要性 根据球面三角的公式 根据卫星覆盖公式 在-55°-55°取值（轨道倾角+黄赤交角） 蚀区因子 太阳在轨道面时最大 本章小结 时间系统：恒星时，太阳时（协调时），动力学时，原子时 UT1 = UTC + △UT1 TAI = UTC + △AT TT = TAI + 32.184s，在精度要求不高时，等同于TDB 本章小结 本章作业 1、已知1991年4月6日07:51:28.386009(UTC)时刻，卫星在J2000坐标系中的位置为[5102.5096, 6123.01152, 6378.1363]km；速度为[-4.7432196, 0.790536, 5km/s。计算其在协议地球固定坐标系中的位置和速度矢量。 已知数据（△AT=26s， △UT1=0.402521s，ΔΨ=0， △ε=0.001170661°， x=-0.21959”，y=0.30266”） 本章作业 作业2：已知卫星在J2000坐标系中的位置为[-5292392.072;3111662.355; 3101114.660;]，速度为 [-4862.201380; -4136.781314;-4147.028008]，将其位置和速度矢量转换到RIC坐标系中。 请批评指正！ * * 第三章 时间和坐标系统 主讲教师：杏建军 * 授课内容 时间系统 坐标系统 1.1 时间是什么 时间是上天赐予每个人最宝贵、最公平的财富！ 1.1 时间是什么 物理学中的时间：事件过程长短和发生顺序的度量，包括时段和时刻两个概念。 爱因斯坦的相对论认为：时间与空间一起组成四维时空，构成宇宙的基本结构。广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构，并且在大质量附近的时钟之时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟之时间流逝要慢。 相对论成功解释了水星近日点进动现象。星近日点进动又成为广义相对论最有力的三个天文学验证之一。 1.2 时间的度量 时刻 = 时间基准原点 + 时间步长*步数 时段 = 时刻n – 时刻m 时间基准原点的选取：公元 时间步长的选择的基本要求：精确，均匀 时间步长的选择：基本方法是测量物体的运动。随着人类科学技术的发展，观测手段的变化，在不断更新。 1.3 航天中时间的重要性 时间的准确。航天器运动速度快，差之毫厘，失之千里 时间的均匀。航天器在轨运行时间长，小错积累成大错 时间的同步。航天系统包括在轨航天器和多个地面测控站，需要天地大系统的时间同步。 1.4 航天中的时间 航天中常用的四个时间：恒星时，太阳时（协调时），动力学时，原子时 恒星时（太阳时）都是以地球自转为基础定义的时间系统，一天为基本单位，一天为当地子午面连续经过恒星（太阳）的时间间隔。 1.4 航天中的时间 讨论问题1：恒星时和太阳时是否相同？ 恒星时和太阳时是不同的。因为恒星在天空中的位置是固定不动的，太阳相对地球的位置是变化的（地球的公转）。 1个太阳日 = 1个恒星日+3分56秒。 1.4 航天中的时间 如果地球自转速度均匀恒定的，则恒星时和太阳时都可以作为一个完美的时间间隔。 岁差：太阳和月球对地球赤道隆起的引力作用造成的，引发地轴相对于惯性空间的转动，称为日月岁差。周期大约为26000年。同时太阳系行星也会造成黄道面相对惯性空间的转动，称为行星岁差。日月岁差约为行星岁差的500倍。 仅考虑岁差的地球自转轴称为平天极，对应的赤道面为平赤道面。 1.4 航天中的时间 章动：月球围绕地球公转导致地球自转轴绕平天极左右摇摆的现象，周期约为18.6年，振幅为9.21秒。 考虑岁差和章动的地球自转轴称为真天极，对应的赤道为真赤道。 岁差和章动描述了地球自转轴在惯性空间的