四种卫星定位导航系统的坐标系统与时间系统以及他们的转换关系.ppt

1、导,航,定位系统,坐标系统名：WGS-84时间系统名：GPS时,GPS,定义,GPST规定它的起点在1980年1月6日UTC的0点,它的秒长始终与主控站的原子钟同步,启动之后不采用跳秒调整。根据对GPS时间系统起点的规定,知道GPST与国际原子时有固定19秒的常数差,而且在1980年之后与UTC另外还有随时间不断变化的常数差。如1985年12月,常数差为4秒。GPST=UTC十4秒总结原点:1980年1月6日UTC零时秒长：原子时秒长不跳秒,定义,在卫星轨道坐标不参加解算的情况下，用户测站坐标解算所使用的坐标系，取决于GPS卫星星历计算使用的坐标系。该坐标系自试验以来经历了不同的发展阶段,19

2、85年10月以前,使用的是WGS-72坐标系,以后则使用新的WGS-84坐标系。该系统的坐标原点更加靠近地球质心,采用改进以后的重力场模型,各项参数值的确定也更加精确,作为一种全球性的统一参考坐标系,它更加适合于目前的卫星导航定位应用的需要。,坐标系统名：PE-90时间系统名：GLONASS时,GLONASS,定义,GLONASS坐标系统：采用的是基于ParametersoftheEarth1990框架的PE-90大地坐标系，其几何定义为：原点位于地球质心，Z轴指向IERS推荐的协议地球极（CTP）方向,即1900-1905年的平均北极，X指向地球赤道与BH定义的零点子午线交点，Y轴满足右手坐

3、标系。GLONASS时间系统：采用原子时AT1秒长作为时间基准，是基于前苏联莫斯科的协调世界时UTC(SU)，采用的UTC时并含有跳秒改正。,坐标系统名：ITRS时间系统名：伽利略系统时间,Galileo,定义,伽利略地球参考框架（GalileoTerrestrialReferenceFrame，GTRF）是实现伽利略所有产品和服务的基础，它由伽利略大地测量服务原型（GGSP）负责定义、建立、维持与精化。GTRF符合ITRS定义，并与ITRF对准，它的维持主要基于GTRF周解。除GTRF外，GGSP还提供地球自转参数、卫星轨道、卫星和测站钟差改正等产品。GTRF的发展早在2011年10月首批G

4、alileo卫星升空前，GTRF就完成了它的初始实现（2007年）。它采用了42个位于伽利略跟踪站（GSS）附近的IGS站、33个其他IGS站和13个伽利略实验站（GESS）从2006年11月至2007年6月的GPS观测数据。后续的GTRF将由使用GPS/Galileo数据逐步过渡到只使用Galileo数据。从2013年4颗Galileo卫星组网并开始提供导航服务以来，GTRF每年都会发布新的版本并进行23次更新。,定义,Galileo的时间系统(Galileosystemtime，GST)：由周数和周秒组成，也是一个连续计数的时间系统。起算时刻为UTC时间的1999-08-22T00：00：

5、00。GST比UTC快13s。因此，GST和GPST之间相差1024周和一个很小的偏差(GPStoGalileOtimeoffset，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。,坐标系统名：CGCS2000时间系统名：北斗时（BDT）,COMPASS,定义,北斗卫星导航系统的系统时间叫做北斗时，属于原子时，溯源到中国的协调世界时，与协调世界时的误差在100纳秒内，起算时间是协调世界时2006年1月1日0时0分0秒。北斗卫星导航系统的坐标系是国家2000大地坐标系，CGCS2000的坐标参考框架是ITRF1997。在相同的历元下，CGCS2000与W

6、GS84（G1150）是相容的，在坐标系的实现精度范围内两者坐标是一致的。,四种时间转换关系,TAI,BDT,GPST,GST,GLONASST,+33S,+(TAI-UTC)-3h,+19S,+19S,俄罗斯国家参考时,转换关系,WGS84参考框架和ITRF2000间的转换采用七参数法将WGS84参考框架转换成ITRF2000，即(X,Y,Z)84。七参数法转换模型为:2000=1+84+00084+式中，m是一个尺度变化参数,(,)是3个旋转参数，(X,Y,Z)是3个平移参数。当有3个或3个以上公共点时，采用最小二乘法求解七参数，然后再利用公式将WGS84坐标转换至ITRF2000坐标。,

7、转换关系,在GPS与GLONASS之间的坐标系转换，即为WGS84与PE90之间的转换。俄罗斯MCC（RussianMissionControlCenter）的Mitrikas等人经过长期实验与精确计算，所提出的且已经应用于GPS/GLONASS组合型接收机中的转换参数，被认为是目前最精确的坐标转换参数，其表达式为：YZ84=0.470.511.56+(1+22109)11.7281060.0171061.72810610.0761060.0171060.0761061YZ90,转换关系,WGS84参考框架和ITRF2000间的转换采用七参数法将WGS84参考框架转换成ITRF2000，即(X,Y,Z)84。七参数法转换模型为:2000=1+84+00084+式中，m是一个尺度变化参数,(,)是3个旋转参数，(X,Y,Z)是3个平移参数。当有3个或3个以上公共点时，采用最小二乘法求解七参数，然后再利用公式将WGS84坐标转换至ITRF2000坐标。,PZ90-WGS84,俄罗斯MCC（RussianM