GPS原理及其应用PPT电子课件教案-第2章_时间系统和坐标系统.ppt

GPS原理及其应用 主讲：李征航 第2章 GPS测量中所涉及的时间系统和坐标系统 2.1 有关时间系统的一些概念 有关时间系统的一些基本概念① 时间 时间间隔 事物运动处于两个（瞬间）状态之间所经历的时间过程，它描述了事物运动在时间上的持续状况 时刻 发生某一现象的时间 有关时间系统的一些基本概念② 时间基准 满足条件： (1)能做连续的周期性运动，且运动周期十分稳定； (2)运动周期具有很好的复现性 目前的基准主要有： 地球自转、行星公转、原子钟和脉冲星等 有关时间系统的一些基本概念③ 守时系统（时钟） 授时和时间比对 时钟的主要技术指标 频率准确度 频率漂移率 频率稳定度 2.2 恒星时与太阳时 恒星时与太阳时① 恒星时 恒星时是以春分点作为参考点的。由于地球自转使春分点连续两次经过地方上子午圈的时间间隔为一恒星日。以恒星日为基础均匀分割从而获得恒星系统中的“小时”、“分”和“秒”。 真春分点和平春分点 真恒星时和平恒星时 恒星时与太阳时② 真太阳时 真太阳时是以太阳中心作为参考点的，太阳连续两次通过某地的子午圈的时间间隔称为一个真太阳日。以其为基础均匀分割后得到真太阳时系统中的“小时”、“分”和“秒”。 平太阳时 以地球自转为基础，以平太阳中心作为参考点而建立起来的时间系统称为平太阳时。即这个假想的平太阳连续两次通过某地子午圈的时间间隔叫做一个平太阳日。以其为基础均匀分割后可获得平太阳时系统中的“小时”、“分”和“秒”。 恒星时与太阳时③ 世界时和区时 在同一时区统一采用该时区中央子午线上的平太阳时，称为区时。 格林尼治起始子午线处的平太阳时称为世界时。 地球自转的速度是不均匀的 地极在地球上的位置在不断移动 因此引入改正： 其中 为极移改正， 为季节性改正 2.3 原子时、协调世界时与GPS时 原子时① 原子时 当原子中的电子从某一能级跃迁至另一能级时，会发出或吸收电磁波。这种电磁波的频率非常稳定，而且上述现象又很容易复现，所以是一种很好的时间基准。 定义：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9 192 631 770周所持续的时间定义为原子时的1秒。 原子时② 国际原子时(TAI) BIPM依据全球约60个时间实验室中的大约240台自由运转的原子钟所给出的数据，经数据统一处理后来给出国际原子时的。 协调世界时① 国际无线电科学协会于20世纪60年代建立了协调世界时UTC。协调世界时的秒长严格等于原子时的秒长，而协调世界时与世界时UT间的时刻差规定需要保持在0.9秒以内，否则将采取闰秒的方式进行调整。 协调世界时② 极移（Xp,Yp）及(UT1-UTC)值 GPS时 它是由GPS的地面监控系统和GPS卫星中的原子钟建立和维持的一种原子时。其起点为1980年1月6日0h00m00s。 C0由专门的单位测定并公布 GLONASS时 与GPS时相类似，俄罗斯（前苏联）的GLONASS为满足导航和定位的需要也建立了自己的时间系统，我们将其称为GLONASS时。该系统采用的是莫斯科时（第三时区区），与UTC间存在三小时的偏差。 2.4 建立在相对论框架下的时间系统 建立在相对论框架下的时间系统① 地球动力学时(TDT) 地球动力学时是用于解算围绕地球质心运动的天体(如人造卫星)的运动方程、编算卫星星历时所用的一种时间系统。 1991年第21届IAU大会又决定将TDT改称为地球时TT，以避免使用动力学（Dynamical）这个容易引起争议的名词。 目前在计算GPS卫星的运动方程、编算其星历时都采用地球时TT。 建立在相对论框架下的时间系统② 太阳系质心动力学时TDB 太阳系质心动力学时简称为质心动力学时。这是一种用以解算坐标原点位于太阳系质心的运动方程、编制行星星表时所用的一种时间系统。 建立在相对论框架下的时间系统③ 地心坐标时TCG和太阳系质心坐标时TCB 地心坐标时TCG是远点位于地心的天球坐标系中所使用的第四维坐标：时间坐标。它是把TDT从大地水准面上通过相对论转换到地心时的类时变量。 太阳质心时TCB是太阳系质心天球坐标中的第四维坐标。它是用于计算行星绕日运动的运动方程中的时间变量，也是编制行星星表时的独立变量。 2.5 GPS中所涉及的一些长时间计时方法 历法① 阳历 阳历也称公历，是以太阳的周年视运动为依据而制定的。太阳中心连续两次通过春分点所经历的时间间