第二章 时间系统(2).ppt

1 坐标系统及时间系统 2 1坐标系统2 2天球坐标系与地球坐标系2 3WGS 84坐标系与我国国家大地坐标系2 4坐标系统之间的转换2 5时间系统 2 2 5时间系统 时间变量是描述卫星绕地球运动过程中瞬时位置的独立变量 时间变量可以是瞬时时刻 epoch 或者是时间间隔 或时间延迟 delay Epoch可以是电磁波从卫星发射时的时刻delay可以是时间延迟从发射到接收机接收到信号 3 时间与导航 准确的时间测量是精确导航的基础 早期的导航器通过观测恒星确定纬度 经度与时间具有内在的相关性 通过经度的理解 DavaSobel 发明了时钟 JohnHarrison 4 时间的起源 自由转子确定的时间地球Keplerian运动确定的时间地球绕太阳月球绕地球谐波震荡器 harmonicoscillators 确定的时间石英振子原子时 5 时间尺度 自由转子确定的时间恒星时平均太阳时UT0 恒星时 以GreenwichMeridian 格林尼治子午线 为基准的某点换算为太阳时的恒星时UT1 在UT0中加入极移改正 6 恒星时与太阳时 恒星时 地方子午线两次通过相同恒星需要的时间 平均太阳时 由于地球绕太阳运动的不一致性 Kepler ssecondlaw 根据太阳位置确定的实际太阳时全年是变化的 平均太阳时通过全年取平均获得 一个平恒星日大概等于23h56m平太阳时 通用世界时 UT0 某地方的恒星时转为平均太阳时间 并以GreenwichMeridian为基准 如果考虑地球极移矫正 改正后的UT0称为UT1 UT1在地球所有位置是相同的 CourtesyStolz 7 恒星时指向无穷远处的恒星 太阳时指向太阳 muchcloser 恒星时与太阳时 2 8 时间尺度 2 Keplerian运动确定的时间动态或星历时间尺度定义为地球绕太阳的轨道运动 实践中采用月球绕地球的轨道运动 BarycentricDynamicalTime TDB 太阳系力学时 考虑到地球在太阳重力场中运动的相对论效应TerrestrialDynamicalTime TDT 地球力学时 考虑到地球及其重力场中的相对论效应TDT用于卫星大地测量 考虑相对论效应限制在地球重力场中TDT TAI 国际原子时 32 184 9 时间尺度 3 谐波震荡器 harmonicoscillators 原子时基于SI秒 ThefundamentaltimeintervalunitintheInternationalSystemofUnits SI thedurationof9192631770periodsoftheradiationcorrespondingtothetransitionbetweenthetwohyperfinelevelsofthegroundstateofthecaesiumatom133 铯原子Cs133基态的两个超精细能级间跃迁辐射振荡9192631170周所持续的时间 此时间与UT定义的秒相同 原点为1958年1月1日0时0分0秒 UT2 国际原子时 InternationalAtomicTime TAI 精度达到1x10 13秒 10 时间尺度 4 协调世界时 UTC UniversalTimeCoordinated 采用原子钟产生采用跳秒达到与原子时 TAI 一致 每年地球转动大概变慢一秒GPS时 GPSTime GPST 原子时标准GPST TAI 19secs GPS时与原子时差一个19秒的常量 11 GPS时间系统与各种时间系统 GPS时间系统与各种时间系统之间的关系 AT1 GPS UTC UT1 0s 19s 1980 1 6 1958 1 1 0h 由于受到地球自转速度的季节性变换影响 实际UT1时间变化并不均匀 改正后的时间系统也称之为UT2 12 关于时间系统的归纳 根据地球自转周期不变 初始时采用太阳时与恒星时 由于太阳时与恒星时是变化的 于是采用平太阳时与平恒星时定义时间 通常说的北京时间就是地方平太阳时 P22 世界时 UT 以平子夜为零时的格林尼治平太阳时 即伦敦时间 定义秒为平太阳时的1 86400 当考虑地球极移改正即得UT1 加上地球自转速度的季节性变化后为UT2为了更精确的表示秒 提出SI秒定义 并以1958年1月1日0时0分0秒为基准定义了原子时但原子时比世界时每年快约一秒 而世界时是我们日常使用的时间 为了 1 采用精确的秒长 2 和地球自转更一致 提出采用协调世界时 采用跳秒的方法实现GPS时间 不跳秒的协调世界时 13 Note GPS中的相对论效应 Ei