GPS课件2章节幻灯片.pptVIP

（1）运动应该是连续的，周期性的 （2）运动的周期应具有充分的稳定性 （3）运动的周期必须具有复现性，即要求在任何地方和时间，都可以通过观测和实现，复现这种周期性运动。 时间测量基准不同，则描述的时刻和时间间隔都不相同，从而得到了不同的时间系统。在天文学和空间科学技术中，时间系统是精确描述天体和人造卫星运行位置及其相互关系的重要基准，因而也是人类利用卫星进行定位的重要基准。 在GPS卫星定位中，时间系统的重要意义主要表现为如下几点： （1）GPS卫星作为一个高空观测目标，其位置是不断变化的。因此在给出卫星的运行位置的同时，必须给出相应的瞬间时刻。 （2） GPS定位是通过接收和处理GPS卫星发射的无线电信号来确定用户接收机至卫星的距离，进而确定观测站的位置的。因此准确地测定观测站至卫星的距离，必须精密地测定信号的传播时间。 （3）由于地球的自转，地球上点在天球坐标系中的位置是不断变化的。若要求赤道上一点的位置误差不超过1cm，则时间的测定误差应小于2╳10-5s。 显然，利用GPS进行精密的导航与测量，应尽可能获得高精度的时间信息。 2.6.2 世界时系统 世界时系统是以地球自转为基准的一种时间系统。然而，由于观测地球自转运动时，所选的空间参考点不同，世界时系统又包括恒星时、平太阳时和世界时。 2.6.3 原子时 2.6.4 协调世界时 N卯酉圈曲率半径 过椭球面上一点的法线，可作无限个法截面，其中一个与该点子午面相垂直的法截面同椭球面相截形成的闭合的圈称为卯酉圈。在图中PEEˊ即为过P点的卯酉圈。卯酉圈的曲率半径用N表示。 为了推导的表达计算式，过点P作以为Oˊ中心的平行圈PHK的切线PT，该切线位于垂直于子午面的平行圈平面内。因卯酉圈也垂直于子午面，故PT也是卯酉圈在P点处的切线。即PT垂直于Pn。所以PT是平行圈PHK及卯酉圈PEEˊ在P点处的公切线。 根据微分几何中的麦尼尔定理，卯酉圈曲率kn与平行圈曲率kr的关系为： 平行圈半径为子午面XOY平面内的X坐标，即： 则有，上述两式得卯酉曲率半径N为： 大地坐标系是用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示地面点位的。过地面点P的子午面与起始子午面间的夹角叫P点的大地经度。由起始子午面起算，向东为正，叫东经（0°~180°），向西为负，叫西经（0°~-180°）。过P点的椭球法线与赤道面的夹角叫P点的大地纬度。由赤道面起算，向北为正，叫北纬（0°~90°），向南为负，叫南纬（0°~-90°）。从地面点P沿椭球法线到椭球面的距离叫大地高。大地坐标坐标系中，点的位置用L,B表示。如果点不在椭球面上，表示点的位置除L,B外，还要附加另一参数——大地高H。 3.空间直角坐标系同大地坐标系的关系 同一地面点在地球空间直角坐标系中的坐标和在大地坐标系中的坐标可用如下两组公式转换。 式中：e——子午椭圆第一偏心率，可由长短半径按式 算得。N——法线长度，可由式 算得。 X Z K0 B 90°+ B O T M 0 切线M0T的斜率的导数式： 由椭圆方程求导得： 代入第一式得： 1 将 代入椭圆方程，化简后得： 1 引入辅助符号： 则有： 2.3.2 协议地球坐标系 1 极移 地球自转轴不仅受日、月引力作用而使其在空间变化，而且还受到地球内部质量不均匀影响而在地球体内部运动。前者导致岁差和章动，后者导致极移。地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的，因而，地极点在地球表面上的位置，是随时间而变化的，这种现象称为地极移动，简称极移。观测瞬间地球自转轴所处的位置称为瞬间地球自转轴，而相应的极点称为瞬时极。 地极在地球表面上的运动，主要包含2种周期性变化： Chandler周期分量（由地球内部质量运动引起，周期为1.2年） 周年分量（主要由地球表面的质量运动（如洋流、大气环流等）引起） 2.协议地球坐标系 以瞬时极为基准点的地球坐标系，称为瞬时地球坐标系。由于瞬时极的极移会造成坐标轴的指向发生变化，所以，采用瞬时地球坐标系在实际工作中遇到许多困难。因此，1967年，国际天文学联合会合国际大地测量学会建议，采用国际上5个纬度服务站依据1900-1905年的平均纬度所确定的平均地极位置，作为平极。该平极是相应于上述期间地球自转轴的平均位置，通常称为国际协议原点（CIO）。与之相应的地球赤道面，称为平赤道或协议赤道面。 极移现象主要引起地球瞬时坐标系相对协议地球坐标系的旋转。若以(X,Y,Z)表示平地球坐标，以(x,y,z)表示瞬时（真）地球坐标。（平地球坐标系 :Z轴指向空间中某一固定点（平极）的地球坐标系） 转换关