四種衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)與時間系統(tǒng)以及他們的轉(zhuǎn)換關(guān)系課件

四種衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)與時間系統(tǒng)以及他們的轉(zhuǎn)換關(guān)系課件contents目錄全球定位系統(tǒng)（GPS）俄羅斯GLONASS系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)與時間轉(zhuǎn)換通用模型全球定位系統(tǒng)（GPS）01WGS-84坐標(biāo)系01GPS使用的坐標(biāo)系統(tǒng)是WGS-84，它是一個基于地球橢球的坐標(biāo)系統(tǒng)，以地球質(zhì)心為原點，以WGS-84橢球體的幾何中心為參考。該坐標(biāo)系常用于GPS定位和導(dǎo)航。地理坐標(biāo)系02WGS-84坐標(biāo)系可以表示為經(jīng)度和緯度形式，即地理坐標(biāo)系，方便人們使用和理解。UTM坐標(biāo)系03UTM（UniversalTransverseMercator）坐標(biāo)系是一種投影坐標(biāo)系，將地球表面劃分為多個區(qū)域，每個區(qū)域使用獨立的投影方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)系統(tǒng)GPS使用的是UTC（協(xié)調(diào)世界時）時間系統(tǒng)，它與原子時（TAI）相差不超過0.9秒。GPS時間從1980年1月6日00:00:00UTC開始，以秒為單位遞增。GPS時間系統(tǒng)為了表示一周中的秒數(shù)，GPS使用周數(shù)，從1980年1月6日00:00:00UTC開始計算，每周從0開始計數(shù)。GPS周數(shù)為了保持與UTC時間的同步，GPS時間系統(tǒng)中會插入或刪除leapsecond，即在每逢閏年的最后一分鐘內(nèi)，將時間調(diào)整到與UTC時間相同。leapsecond時間系統(tǒng)俄羅斯GLONASS系統(tǒng)02地球中心地固坐標(biāo)系（ECEF）以地球質(zhì)心為原點，以地球自轉(zhuǎn)軸為Z軸，以連接地球質(zhì)心和協(xié)議地點的法線為X軸，以在協(xié)議地點的子午面與X軸正半軸的交角為基準(zhǔn)的右手坐標(biāo)系。衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系（SOG）以衛(wèi)星質(zhì)心為原點，以衛(wèi)星運動軌道為X軸，以軌道升交點為Y軸，以軌道傾角為Z軸的右手坐標(biāo)系。坐標(biāo)系統(tǒng)GLONASS時間系統(tǒng)（GLOTT）基于UTC時間系統(tǒng)，但與UTC時間相差不大，通常認(rèn)為相差幾個小時內(nèi)。GLONASS頻率偏移由于GLONASS衛(wèi)星信號傳播路徑長，受地球自轉(zhuǎn)、電離層影響較大，因此需要引入頻率偏移來修正這些影響。時間系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)03北斗坐標(biāo)系北斗坐標(biāo)系是基于WGS84橢球體模型的坐標(biāo)系，它采用了與GPS相同的WGS84參考橢球體參數(shù)。CGCS2000坐標(biāo)系中國大地坐標(biāo)系（CGCS2000），它是中國自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所采用的大地坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系以WGS84橢球體參數(shù)為基礎(chǔ)，采用了與GPS相同的WGS84參考橢球體參數(shù)。WGS84坐標(biāo)系世界測地坐標(biāo)系（WGS84），它是一種廣泛使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)坐標(biāo)系，包括GPS和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都采用了該坐標(biāo)系。坐標(biāo)系統(tǒng)協(xié)調(diào)世界時（UTC），它是全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所采用的標(biāo)準(zhǔn)時間。UTC時間GPS時間系統(tǒng)是GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中使用的時間系統(tǒng)，它與UTC時間相差不大，但存在一些微小的偏差。GPS時間北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中使用的時間系統(tǒng)，它與UTC時間相差不大，但存在一些微小的偏差。北斗時間時間系統(tǒng)歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)04伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用的是右手直角坐標(biāo)系，其中x軸指向衛(wèi)星向東方向，y軸指向衛(wèi)星向北方向，z軸指向衛(wèi)星向上方向。衛(wèi)星在軌道上的位置由三維坐標(biāo)系確定，同時還需要考慮衛(wèi)星的時鐘差和接收機(jī)時鐘差。坐標(biāo)系統(tǒng)衛(wèi)星軌道直角坐標(biāo)系伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用的是GPS時間系統(tǒng)，該時間系統(tǒng)以美國海軍天文臺為參考點，以協(xié)調(diào)世界時（UTC）為標(biāo)準(zhǔn)。GPS時間系統(tǒng)伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的時鐘與UTC之間存在一定的差異，主要是由于衛(wèi)星時鐘的漂移和接收機(jī)時鐘的差異所導(dǎo)致。這種差異需要進(jìn)行修正，以便實現(xiàn)精確定位。與UTC的差異時間系統(tǒng)四種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)與時間轉(zhuǎn)換通用模型05地球中心地固坐標(biāo)系（ECEF）該坐標(biāo)系以地球質(zhì)心為原點，以地球自轉(zhuǎn)軸為Z軸，以地球表面上的某一點為原點在WGS84參考橢球上的投影點為原點，X軸指向格林尼治子午線與地球赤道交點，Y軸與X軸垂直。與ECEF類似，但在Y軸上多了一個地球自轉(zhuǎn)角。以某一點為原點，以該點在地球表面上的投影點為原點，X軸指向格林尼治子午線與地球赤道交點，Y軸與X軸垂直。與LO類似，但在Y軸上多了一個本地旋轉(zhuǎn)角。地球中心地固旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（ECR）本地地理坐標(biāo)系（LO）本地旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（LR）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通用模型世界時（UT1）以國際原子時（TAI）為基準(zhǔn)，以秒為單位計算