(2)-2.1 天球坐標(biāo)系統(tǒng)GNSS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理

2.1天球坐標(biāo)系2.2地球坐標(biāo)系2.3時(shí)間系統(tǒng)2.4連續(xù)紀(jì)時(shí)方法第2章GNSS定位的時(shí)空基準(zhǔn)時(shí)空基準(zhǔn)，即坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)及時(shí)實(shí)現(xiàn)，是描述衛(wèi)星在軌運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行GNSS數(shù)據(jù)處理，開(kāi)展導(dǎo)航、定位和授時(shí)服務(wù)的數(shù)學(xué)與物理基礎(chǔ)。2.1天球坐標(biāo)系2.2地球坐標(biāo)系2.3時(shí)間系統(tǒng)2.4連續(xù)紀(jì)時(shí)方法第2章GNSS定位的時(shí)空基準(zhǔn)1.天球的基本概念2.天球空間直角坐標(biāo)系3.天球球面坐標(biāo)系4.瞬時(shí)天球坐標(biāo)系5.協(xié)議天球坐標(biāo)系1.天球的基本概念§2.1天球坐標(biāo)系1.天球的基本概念天球：指以任一點(diǎn)為中心，半徑r為任意長(zhǎng)度的一個(gè)假想球體，包括地心天球、日心天球、站心天球等。天軸與天極：地球自轉(zhuǎn)軸的延伸直線為天軸，天軸與天球的交點(diǎn)Pn(北天極)Ps(南天極)稱為天極。天球赤道面與天球赤道：通過(guò)地球質(zhì)心與天軸垂直的平面為天球赤道面，該面與天球相交的大圓為天球赤道?！?.1天球坐標(biāo)系1.天球的基本概念天球子午面與天球子午圈：包含天軸并經(jīng)過(guò)天球上任一點(diǎn)的平面為天球子午面，該面與天球相交的大圓為天球子午圈。時(shí)圈：通過(guò)天軸的平面與天球相交的半個(gè)大圓。黃道：地球公轉(zhuǎn)的軌道面與天球相交的大圓，即當(dāng)?shù)厍蚶@太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，地球上的觀測(cè)者所見(jiàn)到的太陽(yáng)在天球上的運(yùn)動(dòng)軌跡。黃道面與赤道面的夾角稱為黃赤交角，約23.5°。§2.1天球坐標(biāo)系1.天球的基本概念黃極：通過(guò)天球中心，垂直于黃道面的直線與天球的交點(diǎn)?？拷碧鞓O的交點(diǎn)

n稱北黃極，靠近南天極的交點(diǎn)

s稱南黃極。春分點(diǎn)：當(dāng)太陽(yáng)在黃道上從天球南半球向北半球運(yùn)行時(shí)，黃道與天球赤道的交點(diǎn)。秋分點(diǎn)：當(dāng)太陽(yáng)在黃道上從天球北半球向南半球運(yùn)行時(shí)，黃道與天球赤道的交點(diǎn)。2.1天球坐標(biāo)系2.2地球坐標(biāo)系2.3時(shí)間系統(tǒng)2.4連續(xù)紀(jì)是方法第2章GNSS定位的時(shí)空基準(zhǔn)1.天球的基本概念2.天球空間直角坐標(biāo)系3.天球球面坐標(biāo)系4.瞬時(shí)天球坐標(biāo)系5.協(xié)議天球坐標(biāo)系2.天球空間直角坐標(biāo)系2.天球空間直角坐標(biāo)系天球坐標(biāo)系

在天球坐標(biāo)系中，任一天體的位置可用天球空間直角坐標(biāo)系和天球球面坐標(biāo)系來(lái)描述。天球空間直角坐標(biāo)系：原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心，z軸指向天球的北極Pn，x軸指向春分點(diǎn)，y軸與x、z軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。知識(shí)點(diǎn)§2.1天球坐標(biāo)系2.1天球坐標(biāo)系2.2地球坐標(biāo)系2.3時(shí)間系統(tǒng)2.4連續(xù)紀(jì)是方法第2章GNSS定位的時(shí)空基準(zhǔn)1.天球的基本概念2.天球空間直角坐標(biāo)系3.天球球面坐標(biāo)系4.瞬時(shí)天球坐標(biāo)系5.協(xié)議天球坐標(biāo)系3.天球球面坐標(biāo)系3.天球球面坐標(biāo)系原點(diǎn)位于地球的質(zhì)心，赤經(jīng)為含天軸和春分點(diǎn)的天球子午面與經(jīng)過(guò)天體s的天球子午面之間的交角，赤緯為原點(diǎn)至天體的連線與天球赤道面的夾角，向徑r為原點(diǎn)至天體的距離。知識(shí)點(diǎn)§2.1天球坐標(biāo)系天球空間直角坐標(biāo)系與天球球面坐標(biāo)系在表達(dá)同一天體的位置時(shí)是等價(jià)的，二者可相互轉(zhuǎn)換。§2.1天球坐標(biāo)系2.1天球坐標(biāo)系2.2地球坐標(biāo)系2.3時(shí)間系統(tǒng)2.4連續(xù)紀(jì)是方法第2章GNSS定位的時(shí)空基準(zhǔn)1.天球的基本概念2.天球空間直角坐標(biāo)系3.天球球面坐標(biāo)系4.瞬時(shí)天球坐標(biāo)系5.協(xié)議天球坐標(biāo)系4.瞬時(shí)天球坐標(biāo)系§2.1天球坐標(biāo)系4.瞬時(shí)天球坐標(biāo)系以瞬時(shí)天球赤道面為基圈、以瞬時(shí)春分點(diǎn)為主點(diǎn)定義的天球坐標(biāo)系為瞬時(shí)天球坐標(biāo)系，也稱為真天球坐標(biāo)系。歲差和章動(dòng)：在日月和其他天氣引力作用下，地球自轉(zhuǎn)軸在慣性空間中存在長(zhǎng)周期運(yùn)動(dòng)和短周期運(yùn)動(dòng)。歲差歲差+章動(dòng)2.1天球坐標(biāo)系2.2地球坐標(biāo)系2.3時(shí)間系統(tǒng)2.4連續(xù)紀(jì)是方法第2章GNSS定位的時(shí)空基準(zhǔn)1.天球的基本概念2.天球空間直角坐標(biāo)系3.天球球面坐標(biāo)系4.瞬時(shí)天球坐標(biāo)系5.協(xié)議天球坐標(biāo)系5.協(xié)議天球坐標(biāo)系§2.1天球坐標(biāo)系5.協(xié)議天球坐標(biāo)系通常選擇某一時(shí)刻t0作為標(biāo)準(zhǔn)歷元，將此刻地球的瞬時(shí)自轉(zhuǎn)軸（指向北極）和地心至瞬時(shí)春分點(diǎn)的方向，經(jīng)過(guò)歲差和章動(dòng)改正后，作為z軸和x軸。構(gòu)成的空固坐標(biāo)系稱為所取標(biāo)準(zhǔn)歷元的平天球坐標(biāo)系，或協(xié)議天球坐標(biāo)系，也稱協(xié)議慣性坐標(biāo)系（ConventionalInertialSystem—CIS）。§2.1天球坐標(biāo)系5.協(xié)議天球坐標(biāo)系J2000.0歷元儒略日（JD）2451545.0儒略日TT時(shí)2451545.0，或是TT時(shí)2000年1月1日12時(shí)，即相對(duì)于TAI的2000年1月1日，11:59:27.816或UTC時(shí)間2000年1月1日11:58:55.816為了將協(xié)議天球坐標(biāo)系的衛(wèi)星坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換為觀測(cè)歷元t的瞬時(shí)天球坐標(biāo)系，通常分兩步進(jìn)行。協(xié)議天球坐標(biāo)系瞬時(shí)平天球坐標(biāo)系瞬時(shí)天球坐標(biāo)