坐标系统和时间系统

《坐标系统和时间系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章坐标系统和时间系统坐标系统天球坐标系－空固系与地球自转无关，用于描述卫星的运行位置和状态。地球坐标系－地固系随同地球自转，点位坐标不会随地球自转而变化；用于表达地面观测站的位置和处理GPS观测数据。轨道坐标系统用于研究卫星在其运行轨道上的运动第二章坐标系统和时间系统时间系统恒星时ST（SiderealTime）平太阳时MT（MeanSolarTime）世界时UT（UniversalTime）原子时AT（AtomicTime）谐调世界时UTC（CoordinatedUniversalTime）GPS时间系统GPST第二章坐标系统和时间系统本章主要内容§2.1天球坐

2、标系与地球坐标系§2.2WGS－84坐标系和我国大地坐标系§2.3坐标系统之间的转换§2.4时间系统复习思考题重点难点§2.1天球坐标系与地球坐标系本节主要内容：一、天球坐标系二、地球坐标系三、天球坐标系与地球坐标系之间的坐标转换四、站心地平坐标系五、坐标系的两种定义方式※关于坐标系的几种表达形式重点难点关于坐标系的几种表达形式1空间直角坐标系位置矢量在3个坐标轴上的投影（X,Y,Z）定义①坐标原点的位置②3个坐标轴的指向③长度单位优点便于进行坐标转换关于坐标系的几种表达形式2球面坐标系常用于天球坐标系第一参数：r第二参数：θ或赤纬δ=900－θ第三参数：赤经α※球面

3、坐标和空间直角坐标之间的坐标转换图2－1关于坐标系的几种表达形式3大地坐标系常用于地球坐标系大地坐标大地经度L大地纬度B大地高H大地坐标与空间直角坐标之间的坐标转换图2－2“球面坐标和空间直角坐标之间的坐标转换”(2－1)(2－2)一、天球坐标系（一）基本概念（二）天球坐标系的定义（三）岁差和章动（了解）（四）瞬时极天球坐标系和协议天球坐标系（了解）（一）基本概念天球天轴与天极天球赤道（面）天球子午面（圈）黄道黄赤交角黄极春分点当太阳在黄道上，从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点地球公转的轨道面与天球相交的大圆。即当地球绕太阳公转时，地球上的观测者所见到的

4、，太阳在天球上运动的轨迹√√√√√√√√是指以地球质心M为中心，半径r为任意长度的一个假象的球体地球自转轴的延伸直线为天轴；天轴与天球的交点Pn和Ps称为天极通过地球质心M与天轴垂直的平面包含天轴并通过地球上任一点的平面黄道面与赤道面的夹角通过天球中心，且垂直于黄道面的直线与天球的交点（二）天球坐标系的定义天球空间直角坐标系天球球面坐标系天球空间直角坐标系和天球球面坐标系之间的坐标转换公式（2－1）（2－2）假设地球为均质的球体，且没有其它天体摄动力的影响；即假定地球的自转轴，在空间的方向是固定的，春分点在天球上的位置保持不变。1.天球空间直角坐标系系统定义坐标原点位

5、于地球质心MZ轴指向天球北极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XYZ点的坐标表示（X，Y，Z）2.天球球面坐标系系统定义坐标原点位于地球质心向径长度r赤经α赤纬δ点的坐标表示（r，α，δ）（三）岁差和章动实际上地球自转轴在空间的方向是变化的，由此导致：北天极在天球上绕北黄极依顺时针方向旋转春分点在黄道上产生缓慢的西移北天极在天球上的这种复杂运动，通常分解为两种规律的运动：岁差章动岁差和章动的影响岁差假设月球的引力及其运行轨道是固定不变的，同时忽略其它天体引力的微小影响。则在日月引力的影响下，使北天极绕北黄极以顺时针的方向缓慢地旋转，在天球

6、上北天极的运动轨迹，近似地构成一个以北黄极为中心，以黄赤交角为半径的小圆，这种现象称为岁差。岁差瞬时平北天极（简称平北天极）按照岁差的变化规律在天球上运动的北天极瞬时天球平赤道和瞬时平春分点与平北天极相应的天球赤道和春分点瞬时北天极（或真北天极）观测时的北天极瞬时天球赤道和瞬时春分点（或称真天球赤道和真春分点）与瞬时北天极相应的天球赤道和春分点章动在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极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秒，周期约为18.6年。这种现象称为章动岁差和章动的影响实际上，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：顺时针、

7、波浪式地旋转。（四）瞬时极天球坐标系和协议天球坐标系1、瞬时极天球坐标系（真天球坐标系）2、协议天球坐标系3、瞬时极天球坐标系和协议天球坐标系的坐标转换1、瞬时极天球坐标系（真天球坐标系）原点位于地球质心z轴指向瞬时地球自转轴（瞬时北天极）x轴指向瞬时春分点y轴按构成右手坐标系取向“以瞬时北天极和瞬时春分点为基准点建立的天球坐标系”在岁差和章动的影响下，瞬时天球坐标系的坐标轴指向，在不断地变化，为非惯性坐标系统。2、协议天球坐标系历元平天球坐标系：选择某一历元时刻t，以此瞬间的地球自转轴和春分点方向分别扣除此瞬间的章动值作为z轴和x轴的指向，y轴按