《GNSS》-GNSS原理及其应用 第二章 坐标系统和时间系统_第1页
《GNSS》-GNSS原理及其应用 第二章 坐标系统和时间系统_第2页
《GNSS》-GNSS原理及其应用 第二章 坐标系统和时间系统_第3页
《GNSS》-GNSS原理及其应用 第二章 坐标系统和时间系统_第4页
《GNSS》-GNSS原理及其应用 第二章 坐标系统和时间系统_第5页
已阅读5页,还剩130页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1GNSS原理及其应用主讲:余学祥教授/博导2022版PrincipleandApplicationofGNSS二○二二年二月二十六日安徽省教育厅矿山采动灾害空天地协同监测与预警重点实验室矿山环境与灾害协同监测煤炭行业工程研究中心安徽理工大学导航定位技术应用研究所安徽理工大学空间信息与测绘工程学院1064365177@,学院南503办公室,

1、在GNSS定位中,通常采用哪两种坐标系统?√2、何为天球?天球上有哪些主要的点、线、面?3、天球空间直角坐标系和天球球面坐标系是如何定义的?二者间有何关系?4、什么叫岁差和章动?二者对北天极的运动有何影响?5、为什么要定义协议天球坐标系?它是如何定义的?

√6、地心空间直角坐标系和地心大地坐标系是如何定义的?二者间有何联系?2坐标系统和时间系统7、何谓站心赤道直角坐标系、站心地平直角坐标系和站心地平极坐标系?8、什么叫极移?协议地球坐标系是如何定义的?√9、WGS-84坐标系是如何定义的?其主要参数是多少?10、我国的1980年国家大地坐标系(简称C80)、1954年北京坐标系(简称P54)是如何定义的?新北京54坐标系与C80有何联系,与P54有何区别和联系?思考题2坐标系统和时间系统√11、我国的2000国家大地坐标系是如何定义的?北斗系统的时间系统和坐标系统是如何定义的?12、何谓ITRF坐标框架?√13、在GNSS定位中时间系统有何重要意义?确定时间的基准是什么?√14、何为恒星时、世界时、原子时、协调世界时、GPS时?√15、GPS时和原子时、协调世界时、北斗时有何关系?思考题2坐标系统和时间系统2坐标系统和时间系统主要内容2.1协议天球坐标系2.2协议地球坐标系2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系2.4时间系统2.5北斗坐标系统和时间系统2.6GNSS定位中的时间标示方法2.7时间标示法间的相互转换

坐标系统与时间系统是描述卫星运动、处理观测数据和表达观测站位置的数学与物理基础。了解GNSS测量中的一些常用坐标系统和时间系统,熟悉它们各自间的转换关系,是极为重要的。本章将主要介绍天球坐标系与地球坐标系,以及有关时间系统的概念。概述2坐标系统和时间系统

●一类是在空间固定的坐标系统(空固系)。

这类坐标系统与地球自转无关,对于描述卫星的运行位置和状态极为方便。严格说来,卫星的运动理论是根据牛顿引力定律,在惯性坐标系统中建立起来的,而惯性坐标系统在空间的位置和方向应保持不变,或仅作匀速直线运动。但是,实际上严格满足这一条件是困难的。在天体测量中,惯性参考系一般都是通过基本星表坐标系统来近似实现的。

◆坐标系统大类划分2坐标系统和时间系统

●另一类是与地球体相固联的坐标系统(地固坐标系)。

这类坐标系统对于表达地面观测站的位置和处理GNSS观测成果尤为方便。它在经典大地测量学(Geodesy)中,具有多种表达形式和极为广泛的应用。XYZO空固系2坐标系统和时间系统

坐标系统是由原点(origin)位置、坐标轴(Coordinate

axis)的指向和尺度(Scale)所定义的。在GNSS测量中,坐标系的原点一般取为地球的质心(themasscenteroftheearth),而坐标轴的指向具有一定的选择性。为了使用上的方便,国际上都通过协议来确定某些全球性坐标系统的坐标轴指向,这种共同确认的坐标系,通常称为协议坐标系(ConventionalCoordinateSystem)。◆坐标系统三个基本要素2坐标系统和时间系统2.1协议天球坐标系一、天球的基本概念

●天球:是指以地球质心M为中心,半径r为任意长度的一个假想的球体。

ConventionalCelestialCoordinateSystem2坐标系统和时间系统

在天文学中,通常均把天体(celestialbodies)投影(project)到天球的球面,并利用球面坐标系统来表达或研究天体的位置及天体之间的关系。为了建立球面坐标系统,必须确定球面上的一些参考点、线、面和圈。在GNSS中,为描述卫星的位置也将涉及到这些概念。2.1协议天球坐标系

通过地球质心并与天轴垂直的平面,称为天球赤道面。这时天球赤道面与地球赤道面相重。该赤道面与天球相交的大圆称为天球赤道。

地球自转轴的延伸称为天轴;天轴与天球的交点Pn、Ps称为天极,其中Pn称为北天极,Ps称为南天极。2、天球赤道面与天球赤道

1、天轴和天极(celestialaxisandcelestialpole)2.1协议天球坐标系

包含天轴并通过地球上任一点的平面,称为天球子午面(MeridianPlane;Meridional)。而天球子午面与天球相交的大圆称为天球子午圈(CelestialMeridian)。3、天球子午面与天球子午圈

通过天轴的平面与天球相交的半个大圆。4、时圈2.1协议天球坐标系5、黄道(ecliptic)

地球公转的轨道与天球相交的大圆,即当地球绕太阳公转时,地球上的观测者所见到的太阳在天球上运动的轨迹。黄道面与赤道面的夹角

称为黄赤交角,约为23.5°。(Obliquityoftheecliptic

)Theintersectionplaneoftheearth'sorbitwiththecelestialsphere,alongwhichthesunappearstomoveasviewedfromtheearth.2.1协议天球坐标系—天球的基本概念

通过天球中心,且垂直于黄道面的直线与天球的交点,其中靠近北天极的交点

n称为北黄极,靠近南天极的交点

s称为南黄极。6、黄极(eclipticpole)2.1协议天球坐标系—天球的基本概念

当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时,黄道与地球赤道的交点

。在天文学和卫星大地测量学中,春分点和天球赤道面,是建立参考系的重要基准点和基准面。7、春分点(equinox)Eitheroftwopointsonthecelestialsphereatwhichtheeclipticintersectsthecelestialequator.2.1协议天球坐标系—天球的基本概念空间直角坐标系:thespatialrectanglecoordinatesystem球面坐标系:thesphericalcoordinatesystem

天球坐标系:CelestialCoordinateSystem二、天球坐标系2.1协议天球坐标系—天球坐标系

任一天体的位置,在天球坐标系中可用两种形式来描述。

1、天球空间直角坐标系

在天球空间直角坐标系中,天体的坐标为(X,Y,Z)。

原点位于地球质心M;Z轴指向天球北极Pn

,X轴指向春分点

,Y轴垂直于XMZ平面,与X轴和Z轴构成右手坐标系统。2.1协议天球坐标系—天球坐标系

2、天球球面坐标系

原点位于地球质心M,赤经α为含天轴和春分点的天球子午面与过天体S的天球子午面之间的夹角;赤纬δ为原点M至天体S的连线与天球赤道面之间的夹角,向径长度r为原点M至天体S的距离。

在天球球面坐标系中,天体的坐标为(α,δ

,r)。GAMIT2.1协议天球坐标系—天球坐标系

3、天球空间直角坐标和球面坐标的关系

在实践中,以上关于天球坐标系的两种表达形式,应用都很普遍。由于它们和地球的自转无关,所以对于描述天体或人造地球卫星的位置和状态是方便的。2.1协议天球坐标系—天球坐标系

天球坐标系的建立,是基于假设地球为均质的球体,且没有其它天体摄动力影响的理想情况,即假定地球的自转轴在空间的方向是固定的,因而春分点在天球上的位置保持不变。三、岁差与章动(precessionandnutation

)1)地球的非球形影响——岁差现象2.1协议天球坐标系—岁差与章动实际上地球的形体接近于一个赤道隆起的椭球体,因此,在日月引力和其它天体引力对地球隆起部分的作用下,地球在绕太阳运行时,自转轴的方向不再保持不变,从而使春分点在赤道上产生缓慢的西移,这种现象在天文学中称为岁差。三、岁差与章动(precessionandnutation

)1)地球的非球形影响——岁差现象2.1协议天球坐标系—岁差与章动

在岁差的影响下,地球自转轴在空间绕北黄极产生缓慢的旋转(从北天极上方观察为顺时针方向,以下同),因而使北天极以同样的方式在天球上绕北黄极产生旋转。

2.1协议天球坐标系—岁差与章动

如果月球的引力及其运行的轨道都是固定不变的,同时忽略其它行星引力的微小影响,那么日月引力的影响,仅将使北天极绕北黄极以顺时针方向缓慢地旋转,构成一个圆锥面;这时,在天球上,北天极的轨迹近似地构成一个以北黄极

n为中心,以黄赤交角

为半径的小圆。在这个小圆上,北天极每年西移约为50.371"。周期大约为25800年。

地球自转轴在空间的方向变化,主要是由日月引力共同作用的结果,其中又以月球的引力影响为最大。由于太阳远较月球距地球为远,所以其引力的影响仅为月球影响的0.46倍。星;现在则指向北极星;12000年后,将指向织女星。

4500年前,天轴(地球自转轴)指向天龙星;现在则指向北极星;12000年后,将指向织女星。

2.1协议天球坐标系—岁差与章动4500年前,天轴(地球自转轴)指向天龙α星;现在则指向北极星;12000年后,将指向织女星。2.1协议天球坐标系

在天球上,这种规律运动的北天极,通常称为瞬时平北天极(或简称为平北天极),而与之相应的天球赤道和春分点,称为瞬时天球平赤道和瞬时平春分点。instantaneousaveragenorthcelestialpole

2.1协议天球坐标系—岁差与章动

在太阳和其它行星引力的影响下,月球的运行轨道以及月地之间的距离都是不断变化的,所以,北天极在天球上绕北黄极旋转的轨迹,实际上要复杂得多。2)月地距变化——章动现象

如果把观测时的北天极称为瞬时北天极(或称真北天极),而与之相应的天球赤道和春分点称为瞬时天球赤道和瞬时春分点(或称真天球赤道和真春分点),那么在日月引力等因素的影响下,瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转,大致成椭圆形轨迹,其长半径约为9.2",周期约为18.6年。这种现象称为章动。2.1协议天球坐标系—岁差与章动

3)如何描述北天极在天球上的运动

通常均把这种复杂的运动,分解为两种规律的运动:首先是平北天极绕北黄极的运动,这就是上面介绍的岁差现象;其次是瞬时北天极绕平北天极顺时针的转功,即章动现象。在岁差和章动的共同影响下,瞬时北天极绕北黄极旋转的轨迹,实际上如右图所示。2.1协议天球坐标系—岁差与章动

在岁差和章动的影响下,瞬时天球坐标系的坐标轴指向是在不断地旋转。在这种非惯性坐标系统中,不能直接根据牛顿力学定律来研究卫星的运动规律。为了建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系,人们通常选择某一时刻t0作为标准历元(epoch),并将此时刻地球瞬时自转轴(指向北极)和地心至瞬时春分点的方向,经该时刻的岁差和章动改正后,分别作为Z轴和X轴的指向。由此所构成的空固坐标系,称为所取标推历元t0的平天球坐标系或协议天球坐标系,也称协议惯性坐标系(ConventionalInertialSystem—CIS)。天体的星历通常都是在该系统中表示的。四、协议天球坐标系的定义和换算2.1协议天球坐标系—协议天球坐标系四、协议天球坐标系的定义和换算

国际大地测量协会和国际天文学联合会决定,从1984年1月1日后启用的协议天球坐标系,其坐标轴的指向是以2000年1月15日TDB(质心力学时)为标准历元(标以J2000.0)的赤道和春分点所定义。

国际大地测量协会(IAG)——InternationalAssociationofGeodesy国际天文学联合会(IAU)——InternationalAstronomicalUnion2.1协议天球坐标系—协议天球坐标系

为了将协议天球坐标系的卫星坐标,转换到观测历元t的瞬时天球坐标系下,通常可分为两步:即首先将协议天球坐标系中的坐标,换算到观测瞬间的平天球坐标系下,然后再将瞬时平天球坐标系的坐标,转换到瞬时天球坐标系统。

在实际工作中,坐标系统的这种转换,一般都可借助计算机的相应软件自动完成。国际地球自转服务组织(IERS)—InternationalEarthRotationService国际时间局(BIH)——BureauInternationaldeHeare小知识国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)——InternationalUnionofGeodesyandGeophysics儒略历:是公元前罗马皇帝儒略•凯撒所实行的一种历法。一个儒略世纪含有36525个儒略日。儒略日是从公元前4713年儒略历1月1日正午起算的连续天数。新标准历元J2000.0相应的儒略日为2451545.0。2.1协议天球坐标系—协议天球坐标系2坐标系统和时间系统主要内容2.1协议天球坐标系2.2协议地球坐标系2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系2.4时间系统2.5北斗坐标系统和时间系统2.6GNSS定位中的时间标示方法2.7时间标示法间的相互转换2.2协议地球坐标系一、地球坐标系地球上任一固定点在天球坐标系中的坐标,将随地球的自转而变化,显然这在实用上很不方便。为了描述地面观测站的位置,有必要建立与地球体相固联的坐标系,即地球坐标系(有时称地固坐标系)。该系统也有两种形式。2坐标系统和时间系统2.2协议地球坐标系-地球坐标系一、地球坐标系1、地心空间直角坐标系

原点O与地球质心重合,Z轴指向地球北极,X轴指向格林尼治平子午面与地球赤道的交点E,Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。2、地心大地坐标系

地球椭球的中心与地球质心重合,椭球的短轴与地球自转轴相合,大地纬度B为过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角,大地经度L为过地面点的椭球子午面与格林尼治平大地子午面之间的夹角,大地高H为地面点沿椭球法线(normal)至椭球面的距离。2.2协议地球坐标系-地球坐标系3、两种坐标系间的转换关系●(LBH)(XYZ)式中,N为椭球的卯酉圈曲率半径,e为椭球的第一偏心率。radiusofcurvatureintheprimevertical

2.2协议地球坐标系-地球坐标系●(XYZ)(LBH)a、b分别表示所取椭球的长半径和短半径2.2协议地球坐标系-地球坐标系二、地极移动与协议地球坐标系

在介绍天球坐标系时,所关心的主要问题,是地球自转轴在空间的指向及其变化。因为天球坐标系与地球的自转无关,所以,这时地球自转轴相对地球体本身的变化与否并不重要;而对于与地球体固联的坐标系来说,情况就完全不同了,这时地极点是作为地球坐标系的一个重要基准点,自然我们希望它在地球上的位置是固定的,否则地球参考系的Z轴方向将有所改变,也就是说,地球赤道面和起始子午面的位置均将有所改变。从而引起地球上点的坐标变化。2.2协议地球坐标系-地极移动

事实上,人们早已发现,地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的,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,我们称为瞬时地球自转轴,而相应的极点称为瞬时极。

通过大量观测资料的分析表明,地极在地球表面上的运动,主要包含两种周期性的变化,一种是周期约为一年,振幅约为0.1″的变化;另一种是周期约为432天,振幅约为0.2″的变化(张德勒周期变化)。2.2协议地球坐标系-地极移动

为了描述地极移功的规律,通常均取一平面直角坐标系来表达地极的瞬时位置。为此,假设该面通过地极的某一平均位置(即平极)并与地球表面相切。在此平面上取直角坐标系(xp

、yp),设其原点与平极重合,

xp轴指向格林尼治平均天文台,

yp轴指向格林尼治零子午面以西90°的子午线方向。于是任一历元t的瞬时极pn的位置,可表示为(xp

、yp)。2.2协议地球坐标系-地极移动

地极的移动将使地球坐标系坐标轴的指向发生变化,这对实际工作造成了许多困难。因此,国际天文学联合会和国际大地测量学协会,早在1967年便建议,采用国际上5个纬度服务站,以1900至1905年的平均纬度所确定的平均地极位置作为基准点。2.2协议地球坐标系-地极移动或协议赤道面。在实际工作中,至今仍普遍采用CIO作为协议地极(ConventionalTerrestrialPole——CTP)。以协议地极为基准点的地球坐标系,称为协议地球坐标系(ConventionalTerrestrialSystem—CTS),而与瞬时极相应的地球坐标系,称之为瞬时地球坐标系。右图描绘了从197l至1975年间,地极相对于CIO运动的轨迹。

平极的这个位置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(ConventionalInternationalOrigin——CIO),与之相应的地球赤道面,称为平赤道面2.2协议地球坐标系-协议地球坐标系

在上述地极平面坐标系中,地极的瞬时坐标(xp

、yp)是由国际地球自转服务组织根据所属台站的观测资料,推算并定期出版公报向用户提供的。极移现象主要引起了地球瞬时坐标系相对协议地球坐标系的旋转(见右图)。如果以(XYZ)CTS和(XYZ)t分别表示协议地球空间直角坐标系和观测历元t的瞬时地球空间直角坐标系,那么其间的关系为其中2.2协议地球坐标系-协议地球坐标系考虑到地极坐标为微小量,如果仅取至一次微小项,则有三、协议地球坐标系与协议天球坐标系的关系

根据协议地球坐标系和协议天球坐标系的定义可知:◆两坐标系的原点均位于地球的质心,故其原点位置相同;◆瞬时天球坐标系的Z轴与瞬时地球坐标系的Z轴指向相同;◆两瞬时坐标系的X轴的指向不同,其间夹角为春分点的格林尼治恒星时。2.2协议地球坐标系-协议地球坐标系四、站心坐标系1、站心赤道直角坐标系

如右图,P1是测站,O是球心。以P1为原点建立与球心空间直角坐标系相应坐标轴平行的坐标系叫做站心赤道直角坐标系。显然,站心赤道直角坐标系与球心空间直角坐标系坐标系间有简单的平移关系。2.2协议地球坐标系-站心坐标系天体站心赤道直角坐标系坐标天体球心直角坐标坐标测站球心直角坐标坐标2、站心地平直角坐标系

以P1为原点,

P1点的法线为z轴(指向天顶为正),以子午线方向为x轴(向北为正),y轴与x、z轴垂直(向东为正)[左]。

站心赤道直角坐标系与站心地平直角坐标系之间的关系

站心地平直角坐标系与球心空间直角坐标系的关系2.2协议地球坐标系-站心坐标系3、站心地平极坐标系

以测站P1为原点,至卫星s的距离r、卫星的方位角A、卫星的高度角h可以建立站心地平极坐标系。站心地平极坐标系与站心地平直角坐标系间有关系2.2协议地球坐标系-站心坐标系2坐标系统和时间系统主要内容2.1协议天球坐标系2.2协议地球坐标系2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系2.4时间系统2.5北斗坐标系统和时间系统2.6GNSS定位中的时间标示方法2.7时间标示法间的相互转换2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系WGS-84(WorldGeodeticSystem,1984年)是美国国防部研制确定的大地坐标系,其坐标系的几何定义是:一、WGS-84大地坐标系1、WGS-84大地坐标系定义

原点在地球质心,Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向,X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点,Y轴与Z、X轴构成右手系。2坐标系统和时间系统2、WGS-84椭球参数

对应于WGS-84大地坐标系有一个WGS-84椭球,其常数采用IUGG第17届大会大地测量常数的推荐值。这里给出WGS-84椭球的两个最常用的几何常数:国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)—InternationalUnionofGeodesyandGeophysics椭球第一偏心率:e2=0.00669437999013地球引力常数:GM=(39860050.6)

108(m3/s2)正常化二阶带谐系数:=–484.16685

10–6

1.30

10–9地球自转角速度:ω=(7292115.670.1500)

10–11(rad/s)2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系二、国家大地坐标系

1、1980国家大地坐标系C80是为了进行全国天文大地网整体平差而建立的。根据椭球定位的基本原理,在建立C80坐标系时有以下先决条件:◆大地原点在我国中部,具体地点是陕西省径阳县永乐镇;◆C80坐标系是参心坐标系,椭球短轴Z轴平行于地球质心指向地极原点JYD1968.0的方向;大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面,X轴在大地起始子午面内与Z轴垂直指向经度0方向,Y轴与Z、X轴成右手坐标系;◆椭球两个最常用的几何参数为

长半轴

a=6378140(m),扁率f

=1/298.257椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

建国初期,为了迅速开展我国的测绘事业,鉴于当时的实际情况,将我国一等锁与原苏联远东一等锁相连接,然后以连接呼玛、吉拉宁、东宁基线网扩大边端点的原苏联1942年普尔科沃坐标系的坐标为起算数据,平差我国东北及东部区一等锁,这样传算过来的坐标系就定名为1954年北京坐标系。我们称为旧1954年北京坐标系。因此,旧P54坐标系可归结为:

◆属参心大地坐标系;◆采用克拉索夫斯基椭球的两个几何参数长半轴a=6378245(m),扁率f=1/298.32、旧P54坐标系2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

◆大地原点在原苏联的普尔科沃;

◆采用多点定位法进行椭球定位;

◆高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄海平均海水面;

◆高程异常以原苏联1955年大地水准面重新平差结果为起算数据,按我国天文水准路线推算而得。自旧P54建立以来,在该坐标系内进行了许多地区的局部平差,其成果得到了广泛的应用。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系3、新P54坐标系

全国天文大地网在1980年国家大地坐标系上进行整体平差完成后,理论上应使用该整体平差结果。但考虑到实用中许多部门和单位有大量测绘成果是旧P54下的,因而产生了所谓的新P54年北京坐标系。

新P54是将C80内的空间直角坐标经三个平移参数平移变换至克拉索夫斯基椭球中心得到的。它具有如下特点:◆属参心大地坐标系;◆椭球参数(P54):长半轴

a=6378245(m),扁率f=1/298.3◆大地原点与C80大地原点相同;◆椭球轴向与C80椭球轴向相同;◆高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄梅平均海水面;2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

新P54点坐标与旧P54点坐标接近,但其精度和C80坐标精度完全一样。据统计,新P54点坐标与旧P54点坐标相比较,就平面坐标而言,纵坐标x差值在-6.5m至+7.8m之间,横坐标y差值在-12.9m至+9.0m之间,差值在5m以内的约占全国80%的地区。反映在1:5万比例尺的地形图上,绝大部分不超过0.1mm。4、2000国家大地坐标系

经国务院批准,我国自2008年7月1日起,启用2000国家大地坐标系。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系4、2000国家大地坐标系——BDS坐标系

我国BDS系统采用2000国家大地坐标系(ChinaGeodeticCoordinateSystem2000,CGCS2000),于2008年7月1日启用。2000国家大地坐标系参考历元为2000.0,其定义如下:1)原点:包括海洋和大气的整个地球的质量中心;2)Z轴:指向国际地球自转服务组织(IERS)定义的参考极(IRP)方向;3)X轴:IERS定义的参考子午面与通过原点且同Z轴正交的赤道面的交线;4)Y轴:与Z轴、X轴构成右手直角坐标系;5)尺度:采用广义相对论意义下的尺度。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

按当前的测量技术的精度水平(坐标测量精度1mm,重力测量精度在1×10-6ms-2),由WGS84椭球和2000椭球的扁率差异引起的同一点在WGS84和CGCS2000坐标系内的重力变化和坐标变化是可以忽略的,两坐标系是相容的,可以认为同一点的CGCS2000坐标和WGS84坐标是一致的。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系■GLONASS坐标系

GLONASS系统所采用的坐标系统是PZ-90.02地心地固系,其几何定义为:原点位于地球质心,Z轴指向IERS推荐的协议地球极(CIP)方向,X轴指向地球赤道与BIH定义的零子午线交点,Y轴与X轴、Z轴构成右手坐标系。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系PZ-90大地坐标系与WGS84坐标系在地球表面的坐标差异可达20m。

1997年,俄罗斯任务控制中心利用全球激光跟踪测轨数据,采用从控制中心获取的GLONASS精密星历,在卫星轨道确定中顾及地球极移的影响,计算了由PZ-90转换为WGS84较为精确的转换参数:三个平移参数:-0.47m,-0.51m,-1.56m;一个尺度比参数:22*10-9三个旋转角参数:0.076*10-6rad,0.017*10-6rad,-1.728*10-6rad2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系■GALILEO坐标系GALILEO系统所采用的坐标系统是基于GALILEO地球参考框架(GalileoTerrestrialReferenceFrame——GTRF)的ITRF-96大地坐标系,其几何定义为:原点位于地球质心,Z轴指向IERS推荐的协议地球原点(CTP)方向,X轴指向地球赤道与BIH定义的零子午线交点,Y轴与X轴、Z轴构成右手坐标系。该坐标系常用的主要参数见表1。2.2.2GNSS定位常用坐标系统1、坐标和坐标系

坐标是用于在一个给定维数的空间中相对一个参照系来确定点的位置的一组数。

坐标系则是一种在给定维数的空间中用坐标来表示点的方法,它是测量参照系的核心数学元素。

空间位置的描述需要在一个特定系统下采用特定方式进行,这一特定系统被称为坐标参照系,而描述位置的方式则由坐标系决定。在测量中,常用的坐标参照系与地球的几何及物理特性密切相关。三、ITRF坐标框架简介

2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

坐标系的类型很多,在不同的坐标系中,表示坐标的方法也有所不同。例如:在大地坐标系中,用点与若干参考面的角度和距离值来表示坐标;在三维笛卡儿坐标系(空间直角坐标系)中,则用原点至点的矢径在各个坐标轴上的投影长度来表示坐标。在测量应用中,仅依靠坐标系本身还无法真正确定点的位置,还必须将坐标系与位置基准联系起来,形成一个完整的坐标参照系,才能对点的位置加以确定。也就是说,点的坐标是在一个坐标参照系下定义的。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

2、位置基准和坐标参照系

基准(Datum)指的是一组用于描述其他量的量。不仅在用坐标描述位置时离不开基准,而且在对任何事物特性进行定量描述时也离不开基准。随着所定量描述事物特性的不同,所需的基准也不同。用于描述空间位置的基准为位置基准,用于描述时间过程的基准为时间基准,用于描述物质含量的基准为质量基准。为简明起见,在后面如不特别加以说明,则所提到的基准均指位置基准。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

在测量定位中,被用做基准的量通常是作为测量或计算基础的点、线或面。例如,用于定义天体参照系的天球、赤道面、黄道面、春分点,用于定义大地坐标系的参考椭球及其定位和定向,用于定义高程参照系的大地水准面等。

根据国际地球自转及参照系服务(IERS—InternationalEarthRotationandReferenceSystemsService)的定义,坐标参照系是提供系统原点、尺度、定向及其时间演变的一组协议、算法和常数。

2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系3、参考框架虽然坐标参照系的定义明确且严密,但却非常抽象,且不易于使用,必须通过一种具体形式加以实现,才具实际意义。在实践中,坐标参照系通过参考框架来实现。参考框架是一组具有相应坐标参照系下坐标及其时间演变的点。

例如,天球参考框架是一组空间位置已知的恒星和类星体,而地球参考框架则是坐标及其速度已知的一组地面点。之所以称参考框架是参照系的实现,其原因实是:在一组相容的坐标中,实际上隐含了定义一个坐标参照系所必需的一个原点、一组正交坐标轴的指向和一个尺度。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系只要涉及与空间位置有关的问题,就会涉及参照系;只要涉及参照系,则必将涉及参考框架。例如,在GPS测量应用中作为WGS-84实现的WGS-84参考框架,在空间大地测量中作为国际地球参照系(ITRS—InternationalTerrestrialReferenceSystem)实现的国际地球参考框架(ITRF—InternationalTerrestrialReferenceFrame)以及作为工程应用所采用的局部参照系实现的测量控制网等,都可以被称为参考框架。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

国际地球参考框架ITRF(InternationalTerreetrialReferenceFrame的缩写)是一个地心参考框架。它是由空间大地测量观测站的坐标和运动速度来定义的,是国际地球自转服务IERS的地面参考框架。由于章动、极移影响,国际协议地极原点CIO是变化的,所以ITRF框架每年也都在变化。根据不同的时间段可定义不同的ITRF,如ITRF-93、ITRF-94、ITRF96、ITRF94(1996年7月1日以后的IGS星历都是在此框架下给出的)等。它们的尺度和定向参数分别由人卫激光测距和IERS公布的地球定向参数序列确定。

2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

ITRF框架为高精度的GPS定位测量提供较好的参考系,近几年已被广泛地用于地球动力学研究,高精度、大区域控制网的建立等方面,如青藏高原地球动力学研究、国家A级网平差、深圳市GPS框架网的建立等都采用了ITRF框架。一个测区在使用ITRF框架时,一般以高级约束点的参考框架来确定本测区的框架。例如,在深圳市GPS框架建立时,选用了96国家A级网的贵阳、广州、武汉三个A级站(其中武汉为IGS永久跟踪站)为约束基准,而96A级网的参考框架为ITRF-93框架,参考历元为96.365,所以深圳市GPS框架的基准也选用ITRF-93框架为参考点。2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

ITRF框架实质上也是一种地固坐标系,其原点在地球体系(含海洋和大气圈)的质心,以WGS-84椭球为参考椭球。2坐标系统和时间系统主要内容2.1协议天球坐标系2.2协议地球坐标系2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系2.4时间系统2.5北斗坐标系统和时间系统2.6GNSS定位中的时间标示方法2.7时间标示法间的相互转换2.4时间系统

在现代大地测量学中,为了研究诸如地壳升降和板块运功等地球动力学现象,时间也和描述观测点的空间坐标一样,成为研究点位运动过程和规律的一个重要分量,从而形成空间与时间参考系中的四维大地测量学。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,因而也是人们利用卫星进行导航和定位的重要基准。2坐标系统和时间系统一、有关时间的基本概念

◆时间有“时刻”和“时间间隔”两个概念。

◆时刻,即发生某一现象的瞬间。在天文学和卫星测量学中,与所获数据对应的时刻也称为历元。

◆时间间隔,系指发生某一现象所经历的过程,是这一过程始末的时刻之差。

◆时间间隔测量也称为相对时间测量,而时刻测量相应地称为绝对时间测量。1、时间的两个概念2.4时间系统2、在GPS定位中,时间的重要意义

GPS卫星作为一个高空观测目标,其位置是不断变化的。因此在给出卫星运行位置的同时,必须给出相应的瞬间时刻。例如,当要求GPS卫星的位置误差少于1cm时,则相应的时刻误差应小于2.6×10-6秒。(卫星运行速度约3~4km/s)2.4时间系统2、在GPS定位中,时间的重要意义

GPS测量是通过接收和处理GPS卫星发射的无线电信号,来确定用户接收机(即观测站)至卫星的距离(或距离差),进而确定观测站的位置。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。如果要求上述距离误差小于1cm,则信号传播时间(时间间隔)的测定误差应不超过3×10-11秒。(光速约3×108km/s

精确值为2.99792458×108km/s)2.4时间系统2、在GPS定位中,时间的重要意义

◆由于地球的自转现象,在天球坐标系中,地球上点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,则时刻的测定误差须小于2×10-5秒。(地球自转速度约3km/s)2.4时间系统3、确定时间的基准

测量时间,同样必须建立一个测量的基准,即时间的单位(尺度)和原点(起始历元)。其中时间的尺度是关键,而原点可以根据实际应用加以选定。一般来说,任何一个可观察的周期运动现象,只要符合以下要求,都可以用作确定时间的基准。

◆运动应是连续的,周期性的;

◆运动的周期应具有充分的稳定性;

◆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验复现这种周期性运动。

2.4时间系统二、世界时系统(UniversalTime—UT)

地球在空间的自转运动是连续的,而且比较均匀。所以人类最先建立的时间系统,便是以地球自转运动为基准的世界时系统。但是,由于观察地球自转运动时,所选空间参考点不同,世界时系统又包括恒星时、平太阳时、世界时等不同的形式。2.4时间系统

在实践中,由于我们所选的上述周期运动现象不同,便产生了不同的时间系统。在GPS测量中,具有重要意义的时间系统主要有三种:即恒星时、力学时和原子时。1、恒星时(SiderealTime—ST)

以春分点为参考点,由春分点的周日视运动所确定的时间,称为恒星时。春分点连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一个恒星日,含24个恒星小时。所以恒星时在数值上等于春分点相对于本地子午圈的时角。因为恒星时是以春分点通过本地子午圈时为原点计算的,同一瞬间对不同测站的恒星时各异,所以恒星时具有地方性,有时也称之为地方恒星时。

由于岁差、章动的影响,严格地讲,地球自转轴在空间的指向是变化的,春分点在天球上的位置并不固定,所以对于同一历元所相应的真北天极和平北天极,也有真春分点和平春分点之分。因此,相应的恒星时也有真恒星时和平恒星时之分。2.4时间系统2、平太阳时(MeanSolarTime—MT)

由于地球的公转轨道为一椭圆,根据天体运动的开普勒定律已知,太阳的视运动速度是不均均的。如果以真太阳作为观察地球自转运动的参考点,那将不符合建立时间系统的基本要求。为此,假设一个参考点的视运动速度,等于真太阳周年运动的平均速度,且其在天球赤道上作周年视运动。这个假设的参考点,在天文学中称为平太阳。平太阳连续两次经过本地子午圈的时间间隔,为一个平太阳日,而一个平太阳日包含有24个平太阳时。与恒星时一样,平太阳时也具有地方性,故常称为地方平太阳时或地方平时。2.4时间系统3、世界时(UniversalTime—UT)

以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时称为世界时。世界时与平太阳时的尺度基准相同,其差别(12小时)仅在于起算点不同。

世界时系统是以地球的自转为基础的。随着科学技术的发展,人们发现,地球自转轴在地球内部的位置并不是固定的,即有极移现象并且地球的自转速度也不均匀,它不仅包合有长期的减缓趋势,而且还具有一些短周期的变化和季节性的变化,情况甚为复杂。

2.4时间系统

世界时系统在天文学、大地天文学中有着广泛的应用。在GPS测量中,其主要用于天球坐标系与地球坐标系之间的转换等项计算工作。2.4时间系统

这样一来,地球自转的不稳定性,就破坏了上述建立时间系统的基本条件。为了弥补这一缺陷,从1956年开始,1)在世界时UT0中引入了极移改正,得到世界时UT1(含有地球自转速度变化的影响);

2)在UT1中加入地球自转速度的季节性改正得到世界时UT2。

UT2虽经地球自转季节性变化的改正,但仍含有地球自转速度长期变化和不规则变化的影响,所以世界时UT2仍不是一个严格均匀的时间系统。

随着空间科学技术和现代天文学与大地测量学新技术的发展和应用,对时间准确度和稳定度的要求不断提高。以地球自转为基础的世界时系统,已难以满足要求。为此,人们从20世纪50年代,便建立了以物质内部原子运动的特征为基础的原子时间系统。因为物质内部的原子跃迁所辐射和吸收的电磁波频率,具有很高的稳定性和复现性,所以由此而建立的原子时,便成为当代最理想的时间系统。

三、原子时(AtomicTime——TA)2.4时间系统

原子时秒长的定义为:位于海平面上的铯原子基态两个超精细能级,在零磁场中跃迁辐射振荡9192631770周所持续的时间,为一原子时秒。该原子时秒作为国际制秒(SI)的时间单位。这一定义严格地确定了原子时的尺度,而原子时的原点由下式确定:

TA=UT2-0.0039s

在卫星大地测量学中,原子时作为高精度的时间基准,普遍地用于精密测定卫星信号的传播时间。2.4时间系统

原子时出现,得到了迅速的发展和广泛的应用,许多国家都建立了各自的地方原子时系统。但不同的地方原子时之间存在着差异。为此,国际上大约有100座原子钟,通过相互比对,并经数据处理推算出统一的原子时系统,称为国际原子时(InternationalAtomicTime——ATI)。

原子时是通过原子钟来守时和授时的。因此,原子钟振荡器频率的准确度和稳定度便决定了原子时的精度。2.4时间系统当前常用的几种频率标准的特性,如下表所列。2.4时间系统四、协调世界时(CoordinateUniversalTime—UTC)

在许多应用部门,如大地天文测量、导航和空间飞行器的跟踪定位等部门,当前仍需要以地球自转为基础的世界时。但是,由于地球自转速度长期变慢的趋势,近二十年来,世界时每年比原子时约慢1秒,两者之差逐年积累。为了避免发播的原子时与世界时之间产生过大的偏差,所以,从1972年便采用了一种以原子时秒长为基础,在时刻上尽量接近于世界时的一种折衷的时间系统,这种时间系统称为协调世界时(UTC),或简称协调时。2.4时间系统2.4时间系统

协调世界时的秒长严格等于原子时的秒长,采用闰秒(或跳秒)的办法使协调时与世界时的时刻相接近。当协调时与世界时的时刻超过±0.9s

时,便在协调时中引入一闰秒(正或负),闰秒一般在12月31日或6月30日末加入。具体日期由国际时间局安排并通告。

为了使采用世界时的用户得到精度较高的UT1时刻,时间服务部门发播协调时(UTC)时号的同时,还给出UT1与UTC的差值。这样用户便可容易地由UTC得到相应的UT1。目前,几乎所有国家时号的发播,均以UTC为基准。时号发播的同步精度约为±0.2ms。2.4时间系统标准时间标准频率发播台-中国科学院国家授时中心BPM是中国科学院陕西天文台的短波授时台,位置大约在北纬34.9度,东经109.6度,海拔高度在300米左右。全天24小时发送。该台于1970年7月18日建成,1980年通过国际技术鉴定,正式使用。1986年正式使用了BPL长波授时台100kHz。时间精度为30万—100万年误差小于1秒。精度排名位居世界第八位。/video/av44547565/2.4时间系统标准时间标准频率发播台信号特征59分00秒——59分40秒,拍发电码呼号,BPM(持续时间40秒)59分40秒——60分00秒,发送语言呼号,标准时间标准频率发播台(持续时间20秒)00分00秒——05分00秒,发送协调时(UTC)的秒信号05分00秒——10分00秒,发送世界时(UTI)的秒信号10分00秒——15分00秒,发送无调制的载波,无声15分00秒——25分00秒,发送协调时秒信号25分00秒——29分00秒,发送世界时秒信号29分00秒——29分40秒,拍发电码呼号,BPM(持续时间40秒)29分40秒——30分00秒,发送语言呼号,标准时间标准频率发播台(持续时间20秒)2.4时间系统14S2.4时间系统

为了精密导航和定位的需要,全球定位系统(GPS)建立了专用的时间系统。该系统可简写为GPST,由GPS的主控站原子钟所控制。

GPS时属原子时系统,其秒长与原子时相同,但与国际原子时具有不同的起点。所以,GPST与ATI在同一瞬间均有一常量偏差,其间关系为:

ATI-GPST=19(s)五、GPS时(GPST)2.4时间系统

GPS时与协调时的时刻,规定于1980年1月6日0时相一致。其后随着时间的积累,两者之间的差别将表现为秒的整倍数。至1987年这个差值为4秒,而到1989年其值已达5秒,目前为18s。在GPS测量中,应用的几种主要时间系统之间的差别见下图。2.4时间系统几种主要时间系统之间的差别2.4时间系统2坐标系统和时间系统主要内容2.1协议天球坐标系2.2协议地球坐标系2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系2.4时间系统2.5北斗坐标系统和时间系统2.6GNSS定位中的时间标示方法2.7时间标示法间的相互转换2.5北斗坐标系统与时间系统1、北斗坐标系统

北斗卫星导航系统的坐标框架采用2000中国大地坐标系统(CGCS2000),该坐标系的定义如下:1)原点:包括海洋和大气的整个地球的质量中心;2)Z轴:由原点指向国际地球自转服务组织(IERS)定义的参考极(IRP)方向;3)X轴:IERS定义的参考子午面(IRM)与通过原点且同Z轴正交的赤道面的交线;4)Y轴:与Z轴、X轴构成右手直角坐标系;5)尺度:采用广义相对论意义下的尺度。2坐标系统和时间系统

CGCS2000原点也用作CGCS2000椭球的几何中心,Z轴用作该旋转椭球的旋转轴。CGCS2000参考椭球定义的基本常数为:长半轴a=6378137.0m

扁率f=1/298.257222101

地心引力常数μ=GM=3.986004418×1014m3/s2

地球自转角速度ω=7.292l150×10-5rad/s2.5北斗坐标系统与时间系统

按当前的测量技术的精度水平(坐标测量精度1mm,重力测量精度在1×10-6ms-2),由两个坐标系参考椭球扁率的差异引起的同一点在WGS84和CGCS2000坐标系内的重力变化和坐标变化是可以忽略的,两坐标系是相容的,可以认为CGCS2000坐标和WGS84坐标是一致的。

2.5北斗坐标系统与时间系统

北斗卫星导航系统时间基准采用北斗时(BDT),是一个连续的时间系统,秒长取为国际单位制(SI)秒,起始历元为2006年1月1日00:00协调世界时(UTC)。北斗时与协调世界时的偏差保持在100ns以内。2、北斗时间系统GPS时与协调时的时刻,规定于1980年1月6日00:00时相一致。2.5北斗坐标系统与时间系统在BDT起始历元,UTC闰秒了14次,故BDT比GPST慢了14秒:BDT=GPST

-14(s)BDT和GPST之间相差1356周2、北斗时间系统BDT与GPS系统时间之间的换算公式:

tGPS=tBD-ΔtGPS

其中,ΔtGPS=A0GPS+A1GPS×tBD,tBD为用户计算的BDT;

A0GPS:BDT相对于GPST的钟差;A1GPS:BDT相对于GPST的钟速。2.5北斗坐标系统与时间系统■GLONASS时间系统(GLOT)定义:GLOT属于UTC时间系统,但是以俄罗斯维持的世界协调时UTC(SU)作为时间度量基准,且有一个3小时的时间偏移,即莫斯科时间与格林尼治时差。GLOT=UTC(SU)+3h注意:①除去跳秒ts和3h的地区时间偏差影响,GPS时间与GLONASS时间的同步误差C1在数百纳秒级别。GLOT=GPST-C1+3h-ts

②RINEX3.0版本中,对GLONASS的时间记录己经取消了3h的时区差,即采用UTC时间。故,实际计算中,GPS时间与GLONASS时间关系为GLOT=GPST-C1-ts2.5北斗坐标系统与时间系统■GALILEO时间系统(GST)尺度:Galileo的时间系统(GST)是一个连续的时间系统,与国际原子时保持同步,同步标准差小于33ns。原点:为了提高与GPS的兼容性和互用性,GST的起算时间设为1999年8月21日至8月22日午夜前13秒(UTC)。GST与TAI整周时间的关系如下式。TAI-GST=19s注意:GST和GPST之间相差1024周和一个很小的偏差(GGTO)。值得注意的是在RINEX文件中习惯将Galileo周数设为与GPS周数相同。2.5北斗坐标系统与时间系统相同:各GNSS时间系统都是以相应UTC为参照,采用原子时为基准;不同:表现在参照的UTC类型、起始历元、时区和闰秒方面。分类:一类为连续,

包括GPST、BDT和GST,表示方法为周和周秒;一类为非连续(闰秒),包括GLOT,直接采用UTC时刻表示。■GNSS时间系统间的关系2.5北斗坐标系统与时间系统GNSS名称GPSGalileoBDSGLONASS时间系统GPSTGSTBDTGLOTUTC维持机构USNOGSTPNTSCSU起始/参考历元1980-01-0600:00:00UTC1999-08-2200:00:00UTC2006-01-0100:00:00UTC莫斯科标准时表示方法周、周秒闰年日、时、分、秒是否闰秒×√2.5北斗坐标系统与时间系统主要内容2.1协议天球坐标系2.2协议地球坐标系2.3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系2.4时间系统2.5北斗坐标系统和时间系统2.6GNSS定位中的时间标示方法2.7时间标示法间的相互转换2坐标系统和时间系统2.6GNSS定位中的时间标示方法

时间标示法指的是表示时间的方法。它有别于定义时间尺度的时间系统,而是建立在时间系统之上的时间表达方式。[?]在GNSS应用和数据处理中,常常会涉及许多不同的时间标示法:GNSS时标示法、年积日标示法、儒略日标示法、历法标示法等。不同的时标示法,实际上是出于不同的目的而人为定义出来的,它们之间是可以严格地进行相互转换的。2坐标系统和时间系统历法是在日常生活中最常用的时间标示法。在历法中,规定了“年”的起始时间、长度和分划,制定了“日”以及更长时间分划单位(如“星期”、“月”和“年”)的编排规则,用年、月、日来标示时间。

从古至今,世界各国曾经出现过多种历法,如罗马历(RomanCalendar)、儒略历(JulianCalendar)、格里高利历(GregorianCalendar)以及我国的农历(

ChineseTraditionalCalendar)等。目前,世界上广泛采用的历法是格里高利历。一、历法(Calendar)2.6GNSS定位中的时间标示方法

回归年又称为太阳年。即从地球上看,太阳绕天球的黄道一周的时间,即太阳中心从春分点到春分点所经历的时间,也就是四季构成的一年。它的天文意义是平太阳连续两次通过春分点的时间间隔。回归年的长度是365.2422日,即365天5小时48分46秒,这是根据长期的天文观测得出的结果。二、回归年(Tropicalyear)2.6GNSS定位中的时间标示方法每个回归年的时间长短并不相等。天文学家根据太阳系的运行规律编撰出“万年历”。四季构成的一年,就是一“回归年”,也称“太阳年”。每个回归年的时间长短并不相等。如:

◆公元1997年365日6时01分16秒◆公元2000年365日5时54分40秒◆公元2004年365日5时37分47秒◆公元2012年365日5时41分32秒◆公元2015年365日5时44分51秒◆公元2023年365日5时39分07秒2.6GNSS定位中的时间标示方法三、儒略历(JulianCalendar)●儒略历古罗马皇帝儒略·恺撒在公元前46年所制定的一种阳历。

●儒略历以回归年为基本单位,将全年分设为12个月,单数月是大月,长31日,双月是小月,长为30日,只有2月平年是28日,闰年29日。

●每年设365日,每四年一闰,闰年366日,每年平均长度是365.25日。儒略历比回归年365.2422日长了0.0078日,即400年约要多出3.12日。2.6GNSS定位中的时间标示方法四、格里高利历(GregorianCalendar)●现行公历即格里高利历,又译国瑞历、额我略历、格列高利历、格里历,称公元;

●是由意大利医生兼哲学家里利乌斯(AloysiusLilius)改革儒略历制定的历法,由教皇格列高利十三世在1582年颁行;●格里高利历的历年平均长度为365.2425日,接近平均回归年的365.242199074日,即约每3300年误差一日2.6GNSS定位中的时间标示方法●格里高利历的纪年沿用儒略历,自传统的耶稣诞生年开始,称为“公元”,亦称“西元”。中华人民共和国的纪年采用世界大多数国家的公元纪年制度,这是1949年9月全国政协第一届全体会议协商决定的。●格里高利历以一个由146097天所组成的400年周期为基础,1年被划分为12个月。闰年的二月为29天,否则为28天。2.6GNSS定位中的时间标示方法●闰年的规定是:在年号能被4整除的份中,除了那些能被100整除但不能被400整除的年份外,其余的均为闰年。?●历法时间标示法符合人们的日常生活习惯,能够容易地反映出季节、节假日等日常生产、生活所需的重要信息。但是,由于这种方法不是采用连续的数值来标示时间,因而不适合直接用于科学计算。●标示时间时采用年、月、日、时、分、秒的方法,如2022.04.06/14:30:352.6GNSS定位中的时间标示方法五、儒略日(JulianDate-JD)●儒略日(JD)是一种采用连续数值标示时间的方法●起点:公元前4713年(天文学上记为-4712年)1月1日格林威治时间平午(世界时12:00),即JD0指定为UT时间B.C.4713年1月1日12:00到UC时间B.C.4713年1月2日12:00的24小时。●是由法国学者JosephJustusScliger(1540-1609)在1583年所创,其名称是为了纪念他的父亲——意大利学者JuliusCaesarScaliger(1484-1558)2.6GNSS定位中的时间标示方法●每一天赋予了一个唯一的数字,顺数而下。●儒略日起点确定的依据:儒略周期为7980年,是因28(太阳周期)、19(太阴周期)、15(一小纪)的最小公倍数为28×19×15=7980。所选的起点公元前4713年,则是这三个循环周期同时开始的最近年份。☆28年为一太阳周期,经过一太阳周期,则星期的日序与月的日序会重复;19年为一太阴周期,或称默冬章(Metoniccycle),经过一太阴周期则阴历月年的日序重复;15年为一小纪(indictioncycle),此为罗马皇帝君士坦丁一世(ConstantineI)所颁,每15年评定财产价值以供课税,成为古罗马用的一个纪元单位。●儒略日无法直接反映季节等信息,因而在日常生活中不太常用。2.6GNSS定位中的时间标示方法五、儒略日(JulianDate-JD)/julian_date.htm

2000年1月1日12时整的儒略日记法就是JD2451545.0,这是一个很重要的时刻,特别记为J2000.02.6GNSS定位中的时间标示方法六、约化儒略日(ModifiedJulianDate-MJD)●从儒略日中减去2,400,000.5天得到,给出的是从1858年11月17日子夜开始的天数。

●特点:连续的,利于数学表达,数值比儒略日小。●约化儒略日与儒略日在时间参考上也有所不同,约化儒略日以子夜为参考,而儒略日则以正午为参考。例:2019年9月10日10时,JD=2458736.9;MJD=58736.42018年8月16日0时,JD=2458346.5;MJD=583462000年1月1日12时,JD=2451545.0;MJD=51544.52.6GNSS定位中的时间标示方法●在GNSS应用中,还常会用到一种被称为年积日(如观测值O文件、星历N文件的命名等)的时间标示法。

●所谓年积日,指的是从每年的1月1日起开始累计的天数,计数从1开始(即每年1月1日的年积日为1)。

●如2018年5月16日的年积日为136;2019年9月10日为253;2022年4月6日为96。七、年积日(DayofYear-DOY)2.6GNSS定位中的时间标示方法/gmd/grad/neubrew/Calendar.jsp

年积日查询网站2.6GNSS定位中的时间标示方法/

在线计算GP

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论