空間大地測量與GPS導(dǎo)航定位時間系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)換格里高利時通用時儒略日GPS時年積日相互轉(zhuǎn)換的源代碼程序

1、進(jìn)行空間大地測量所需時間系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換 測繪學(xué)院 高攀 20102021400471.時間標(biāo)示法從古至今，世界各國曾出現(xiàn)過多種歷法，如羅馬歷、儒略日、格里高利以及我國的農(nóng)歷等，目前世界上廣泛采用的歷法是格里高利歷。1.1.格里高利時（通用時）格里高利歷也稱公歷，現(xiàn)被世界各國廣泛采用。格里高利歷是一個由146097天所組成的400年周期為基礎(chǔ)，1年的平均長度為365.2425天。根據(jù)格里高利歷1年被劃分為12個月。其標(biāo)示時間時采用年、月、日、時、分、秒的方法。這種計(jì)時反映季節(jié)變化，與日常生活密切相關(guān)，但非連續(xù)，不利于數(shù)學(xué)表達(dá)和科學(xué)計(jì)算1.2.儒略日儒略日是一種不涉及年、月等概念的長期連續(xù)的記日法

2、，在天文學(xué)、空間大地測量和衛(wèi)星導(dǎo)航定位中經(jīng)常使用。這種方法是有scaliger與1583年提出的，為紀(jì)念他的父親儒略而命名為儒略日。儒略日的起點(diǎn)訂在公元前4713年（天文學(xué)上記為 -4712 年）1月1日格林威治時間平午（世界時12:00），即jd 0 指定為 4713 b.c. 1月1日12:00 ut到4713 b.c. 1月2日12:00 ut的24小時。每一天賦予了一個唯一的數(shù)字。由于儒略日數(shù)字位數(shù)太多，國際天文學(xué)聯(lián)合會于1973年采用簡化儒略日（mjd），其定義為 mjd = jd - 2400000.5。mjd相應(yīng)的起點(diǎn)是1858年11月17日世界時0時。 例如1979年10月1日

3、零時儒略日數(shù)為2,444,147.5。1.3.gps時gps系統(tǒng)內(nèi)部所采用的時間系統(tǒng)是gps時間，gps時以1980年1月6日子夜為起點(diǎn)，用周數(shù)（一個星期七天）和周內(nèi)的秒數(shù)來表示1.4.年積日所謂年積日就是指的是從每年的1月1日起開始累計(jì)的天數(shù)，計(jì)數(shù)從1開始（即每年1月1日的年積日為1），如2004年5月1日的年積日為122。用他可以方便的求出一年內(nèi)兩個時刻t1和t2間的時間間隔。2.各個時間系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換各個時間系統(tǒng)都有嚴(yán)格的轉(zhuǎn)換公式，其轉(zhuǎn)換的主要思想是把通用時、gps時間、和年積日分別轉(zhuǎn)換為儒略日，然后以儒略日為媒介，實(shí)現(xiàn)任意兩個時間系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換，如下圖所示：轉(zhuǎn)換思想2.1通用時與儒略日

4、間的相互轉(zhuǎn)換2.1.1由通用時轉(zhuǎn)換到儒略日（commontimetojulianday( pct, pjd)）其中如果m2,則y=y-1，m=m+12如果m>2，則y=y，m=mjd為儒略日，y為年，m為月，d為日，ut為世界時。2.1.2由儒略日轉(zhuǎn)換到通用時（juliandaytocommontime( pjd, pct)）2.2通用時與gps時間間的相互轉(zhuǎn)換2.2.1由通用時轉(zhuǎn)換到gps時間（commontimetogpstime( pct, pgt)）主要分兩步進(jìn)行：第一步：計(jì)算gps周第二步：計(jì)算一周內(nèi)的秒數(shù)2.2.2由gps時間轉(zhuǎn)換到通用時（gpstimetocommontim

5、e( pgt, pct)）第一步：由gps時間轉(zhuǎn)換到儒略日第二步：由儒略日轉(zhuǎn)換到通用時2.3儒略日與年積日之間的相互轉(zhuǎn)換2.3.1由儒略日轉(zhuǎn)換到年積日(juliandaytodoy (pjd, pdoy)主要分三步進(jìn)行：第一步：計(jì)算出通用時第二步：計(jì)算出當(dāng)年1月1日的儒略日第三步：兩個儒略日求差加1，得出年積日2.3.2年積日轉(zhuǎn)換到儒略日(doytojulianday ( pdoy, pjd)主要分一下兩步進(jìn)行：第一步：計(jì)算出當(dāng)年1月1日的儒略日jd1第二步：年積日加jd1減1得儒略日2.4gps時與年積日間的相互轉(zhuǎn)換參照儒略日與年積日之間轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行就可以得到結(jié)果。gps時轉(zhuǎn)換到年積日（gp

6、stimetodoy ( pgt, pdoy)）年積日轉(zhuǎn)換到gps時（doytogpstime (pdoy, pgt)）3.算例及結(jié)果通過在vc+6.0環(huán)境下編寫了各個坐標(biāo)系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換，并得到了轉(zhuǎn)換的結(jié)果，在試驗(yàn)中使用的已知數(shù)據(jù)是即使數(shù)據(jù)，取的時間是當(dāng)時時間2011年1月7日19時38分45.26秒，用這個已知數(shù)據(jù)代入函數(shù)中，分別求得各個時間系統(tǒng)的gps時、儒略時、年積日時，并通過各個時間系統(tǒng)的各自相互轉(zhuǎn)換，最后輸出的結(jié)果如下圖所示通過上圖我們可以看出，得到的結(jié)果還是非常滿意的，程序基本完成了各個時間系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換，從各個時間相互轉(zhuǎn)換后得到的時間結(jié)果，并還原成轉(zhuǎn)換前的數(shù)據(jù)，得到的結(jié)果都是完全

7、符合，由此可見我們的計(jì)算結(jié)果是正確的，4.心得體會首先得向魏老師說聲對不起，現(xiàn)在我感到很慚愧，第一次的作業(yè)做得實(shí)在不像話，最終只得了個b+，太對不起魏老師了，希望這次作業(yè)能夠彌補(bǔ)。這次編程試驗(yàn)，雖說這次試驗(yàn)比較簡單，但還是花了較長的時間，修修改改的，以前看到過類似程序，覺得自己應(yīng)該沒啥問題，應(yīng)該很簡單，自己能輕易拿下，可真做起來并不是這么一回事，總是出現(xiàn)一些小bug，不知道問題出在那里，明明感覺公式輸入對的，語法也沒啥問題，偏偏結(jié)果不對，與期望的值差別很大，最后經(jīng)過調(diào)試總算解決了這些問題，比如有次明明記得公式輸入是正確的，最后發(fā)現(xiàn)還是不小心輸錯了，結(jié)果導(dǎo)致錯誤。經(jīng)過這次編程，這次試驗(yàn)，使自己的

8、編程水平有了較大的提高，以前很多的時候都是只看程序，感覺很簡單，并不自己動手，其實(shí)其中很多問題，只有自己親自經(jīng)歷才知道一些簡單的東西也會出問題，卡住思維，最后經(jīng)過努力解決了問題，心里還是蠻開心的，有一定的成就感。經(jīng)過這次試驗(yàn)，學(xué)到了很多東西，有比較深的感觸，對vc+不像以前那么排斥了，不像以前總感覺有點(diǎn)兒懼怕它，現(xiàn)在總算不抵觸他了，希望在以后的學(xué)習(xí)中能夠喜歡上它，使自己成為一個合格的研究生、一個優(yōu)秀的研究生。5.附錄（程序中的源代碼）#include<iostream>using namespace std;typedef struct tagcommontimeint year;

9、int month; int day; int hour;int minute;double second;commontime;/通用時typedef commontime *pcommontime; typedef struct tagtodlong sn; /秒數(shù)的整數(shù)部分double tos;/秒數(shù)的小數(shù)部分tod;typedef tod *ptod;typedef structlong day; /整數(shù)天數(shù)tod tod; /一天內(nèi)的秒數(shù)julianday;/儒略日typedef julianday *pjulianday;typedef struct tagmjuliandaylo

10、ng day;tod tod;mjulianday;/新儒略日typedef mjulianday *pmjianday;typedef struct tagtowlong sn;/秒整數(shù)部分double tos;/秒小數(shù)部分tow;typedef tow *ptow;typedef struct taggpstimeint wn; /周數(shù)tow tow;/一周內(nèi)的秒數(shù)gpstime;/gps時typedef gpstime *pgpstime;typedef struct tagdoyunsigned short year;unsigned short day;tod tod;doy;/年積

11、日typedef doy *pdoy;double frac(double morigin)return morigin-long(morigin);/ 取小數(shù)部分void commontimetojulianday(pcommontime pct,pjulianday pjd) /通用時到儒略日的轉(zhuǎn)換 if(pct->year<1900)if(pct->year<80)pct->year+=2000;else pct->year+=1900;double ut=pct->hour + pct->minute/60.0 + pct->sec

12、ond/3600.0;if(pct->month<=2)pct->year-=1;pct->month+=12;pjd->day=int(365.25*pct->year)+int(30.6001*(pct->month+1)+pct->day+int(ut/24+1720981.5);pjd->tod.sn= (pct->hour+12)%24)*3600+pct->minute*60+(int)pct->second;/秒的整數(shù)部分pjd->tod.tos=pct->second-(int)pct->

13、second;/秒的小數(shù)部分 void juliandaytocommontime(pjulianday pjd,pcommontime pct)/儒略日到通用時的轉(zhuǎn)換double x=pjd->day+(pjd->tod.sn+pjd->tod.tos)/(60.0*60.0*24);int a=int(x+0.5);int b=a+1537;int c=int(b-122.1)/365.25);int d=int(365.25*c);int e=int(b-d)/30.6001);pct->day=b-d-int(30.6001*e);pct->month=e

14、-1-12*int(e/14);pct->year=c-4715-int(7+pct->month)/10);pct->hour=(pjd->tod.sn/3600+12)%24;pct->minute=(pjd->tod.sn%3600)/60;pct->second=pjd->tod.sn%60+pjd->tod.tos;int n=a%7; void juliandaytogpstime(pjulianday pjd,pgpstime pgt)/儒略日到gps時的轉(zhuǎn)換double x=pjd->day+(pjd->tod.

15、sn+pjd->tod.tos)/(60.0*60.0*24);pgt->wn=int(x-2444244.5)/7);pgt->tow.sn=int(pjd->day-2444244)%7+(pjd->tod.sn/(60.0*60.0*24)-0.5)*86400);pgt->tow.tos=pjd->tod.tos;void gpstimetojulianday(pgpstime pgt,pjulianday pjd)/gps時到儒略日的轉(zhuǎn)換pjd->day=int(pgt->wn*7+double(pgt->tow.sn)/8

16、6400.0+2444244.5);pjd->tod.sn=(pgt->tow.sn+43200)%86400;pjd->tod.tos=pgt->tow.tos;void commontimetogpstime(pcommontime pct,pgpstime pgt)/通用時到gps時的轉(zhuǎn)換pjulianday pjd=new julianday;commontimetojulianday(pct,pjd); juliandaytogpstime(pjd,pgt);void gpstimetocommontime(pgpstime pgt,pcommontime p

17、ct)/gps時到通用時的轉(zhuǎn)換pjulianday pjd=new julianday;gpstimetojulianday(pgt,pjd);juliandaytocommontime(pjd,pct);void commontimetodoy (pcommontime pct, pdoy pdoy)pcommontime pcto=new commontime;pcto->year=pct->year;pcto->month=1;pcto->day=1;pcto->hour=0;pcto->minute=0;pcto->second=0;pjuli

18、anday pjdo=new julianday;double jd,jdo;commontimetojulianday(pcto,pjdo);jdo=pjdo->day+(pjdo->tod.sn+pjdo->tod.tos)/86400;pjulianday pjd=new julianday;commontimetojulianday(pct,pjd);jd=pjd->day+(pjd->tod.sn+pjd->tod.tos)/86400;pdoy->day=short(jd-jdo+1);pdoy->year=pct->year;

19、pdoy->tod.sn=long(pct->hour*3600+pct->minute*60+pct->second); pdoy->tod.tos=pct->second-int(pct->second); /*pct->hour*3600+pct->minute*60+pct->second-pdoy->tod.sn;*/void doytocommontime (pdoy pdoy, pcommontime pct)pcommontime pcto=new commontime;pcto->year=pdoy-&g

20、t;year;pcto->month=1;pcto->day=1;pcto->hour=0;pcto->minute=0;pcto->second=0;pjulianday pjdo=new julianday; double jd,jdo;commontimetojulianday(pcto,pjdo);jdo=pjdo->day+(pjdo->tod.sn+pjdo->tod.tos)/86400;jd=jdo+pdoy->day+(pdoy->tod.sn+pdoy->tod.tos)/86400-1;long a,b,c

21、,d,e;a=(long)(jd+0.5);b=a+1537;c=(long)(b-122.1)/365.25);d=(long)(365.25*c);e=(long)(b-d)/30.6001);pct->day=short(b-d-(long)(30.6001*e)+frac(jd+0.5);pct->month=short(e-1-12*(long)(e/14);pct->year=short(c-4715-(long)(7+pct->month)/10);pct->hour=short(pdoy->tod.sn+pdoy->tod.tos)/3

22、600);pct->minute=short(pdoy->tod.sn+pdoy->tod.tos-pct->hour*3600)/60);pct->second=pdoy->tod.sn+pdoy->tod.tos-pct->hour*3600-pct->minute*60;void gpstimetodoy (pgpstime pgt, pdoy pdoy)pjulianday pjd=new julianday;gpstimetojulianday (pgt, pjd);pcommontime pct=new commontime;j

23、uliandaytocommontime (pjd,pct); commontimetodoy (pct,pdoy);void doytogpstime (pdoy pdoy, pgpstime pgt) pcommontime pct=new commontime;doytocommontime (pdoy,pct); commontimetogpstime (pct, pgt);void juliandaytodoy (pjulianday pjd, pdoy pdoy) pcommontime pct=new commontime;juliandaytocommontime (pjd,

24、pct);commontimetodoy (pct,pdoy);void doytojulianday (pdoy pdoy, pjulianday pjd)pcommontime pct=new commontime;doytocommontime (pdoy,pct);commontimetojulianday(pct,pjd);void main() pcommontime pct=new commontime; pjulianday pjd=new julianday; pdoy pdoy=new doy; pgpstime pgt= new gpstime; pct->year

25、=2011; pct->month=1; pct->day=6; pct->hour=19; pct->minute=38; pct->second=45.26; cout<<"轉(zhuǎn)換之前的通用時（當(dāng)?shù)貢r間）：" cout<<pct->year<<" "<<pct->month<<" "<<pct->day<<" "<<pct->hour<<":&

26、quot;<<pct->minute<<":"<<pct->second<<endl; cout<<endl; commontimetojulianday( pct, pjd);/通用時->儒略日的轉(zhuǎn)換 cout<<"通用時->儒略日的轉(zhuǎn)換:" cout<<pjd->day<<" "<<pjd->tod.sn<<" "<<pjd->tod.to

27、s<<endl; cout<<endl; juliandaytocommontime( pjd, pct);/儒略日->通用時的轉(zhuǎn)換 cout<<"儒略日->通用時的轉(zhuǎn)換:" cout<<pct->year<<" "<<pct->month<<" "<<pct->day<<" "<<pct->hour<<":"<<pc

28、t->minute<<":"<<pct->second<<endl; cout<<endl; juliandaytogpstime( pjd, pgt);/儒略日->gps時的轉(zhuǎn)換 cout<<"儒略日->gps時的轉(zhuǎn)換:" cout<<pgt->wn<<" "<<pgt->tow.sn<<" "<<pgt->tow.tos<<endl; co

29、ut<<endl; gpstimetojulianday( pgt, pjd);/gps時->儒略日的轉(zhuǎn)換 cout<<"gps時->儒略日的轉(zhuǎn)換:" cout<<pjd->day<<" "<<pjd->tod.sn<<" "<<pjd->tod.tos<<endl; cout<<endl; commontimetogpstime( pct, pgt);/通用時->gps時的轉(zhuǎn)換 cout&l

30、t;<"通用時->gps時的轉(zhuǎn)換:" cout<<pgt->wn<<" "<<pgt->tow.sn<<" "<<pgt->tow.tos<<endl; cout<<endl; gpstimetocommontime( pgt, pct);/gps時->通用時的轉(zhuǎn)換 cout<<"gps時->通用時的轉(zhuǎn)換:" cout<<pct->year<<&qu

31、ot; "<<pct->month<<" "<<pct->day<<" "<<pct->hour<<":"<<pct->minute<<":"<<pct->second<<endl; cout<<endl; commontimetodoy ( pct, pdoy);/通用時->年積日 cout<<"通用時->年積

32、日:" cout<<pdoy->year<<" "<<pdoy->day<<" "<<pdoy->tod.sn<<" "<<pdoy->tod.tos<<endl; cout<<endl; doytocommontime (pdoy, pct);/年積日->通用時 cout<<"年積日->通用時:" cout<<pct->year&l

33、t;<" "<<pct->month<<" "<<pct->day<<" "<<pct->hour<<":"<<pct->minute<<":"<<pct->second<<endl; cout<<endl; gpstimetodoy ( pgt, pdoy);/gps時->年積日 cout<<"gps時->年積日:" cout<<pdoy->year<<" "<<pdoy->day<<" &q