第二章坐标系统和时间系统.pptx

第一节 地球的运转
2.2 地轴对于地球本体内部结构的相对位置变化（极移） 1.极移：地球自转轴相对于地球体自身内部结构的相对位置变化，
从而导致极点在地球表面上的位置随时间而变化，称为地极移动，简 称极移。
2.瞬时极：与观测瞬间相对应的自转轴所处的位置，称为该瞬时的 地球极轴，相应的极点称为瞬时极。
时间； （2）平太阳:由于真太阳的视运动速度是不均匀的，因而真太阳时
不是均匀的时间尺度。为此引入虚拟的在赤道上匀速运行的 平太阳，其速度等于真太阳周年运动的平均速度。 （3）平太阳时:以平太阳作为参考点，由它的周日视运动所确定的 时间。 （4）计量时间单位：平太阳日、平太阳小时、平太阳分、平太阳 秒；
⑥ 春分点 :当太阳在黄道上从天球南半球刚北半球运行时，
黄道与天球赤道的交点r。
3）黄道
：太阳公转的轨道，是一椭圆，称为黄道。但由于 其它星球的影响，使轨道产生摄动，并不严格的 椭圆。
4）黄极
天球 黄道
黄赤交角23°27′
第一节 地球的运转
2. 地球自转：绕其自身旋转轴的转动。周期为24小时。 2.1 地轴方向相对于空间的变化：由于日月等天体的影响及 地球自身的不规则，地球自转轴方向是不断变化的。
a.运动是连续的； b.周期有足够的稳定性； c.运动可观测；
第二节 时间系统
在实际应用中，根据需要选取满足上述条件的周期运动，从而 定义了多种时间系统。
例如： （1）以地球自转运动为基础，建立了恒星时(ST)和世界时(UT)； （2）以地球公转运动为基础，建立了历书时(ET)，并进一步发展
为太阳系质心力学时(TDB)和地球质心力学时(TDT)； （3）以物质内部原子运动特征为基础，建立了原子时(TAI)。
6.平春分点：相应于平极的春分点。
第二节 时间系统
大地测量学研究的对象是随时间变化的，大地测量观测量与时间密 切相关、在卫星定位与导航技术中，时间系统是描述卫星运行位置的重 要基准。
(1) 时刻：某一时间点，也就是发生某一现象的瞬间，也称历元。 (2) 时间间隔：两个时刻之间的时间差。 (3) 时间系统的要素：时间原点、度量单位（时间尺度）。 (4) 任何一个周期运动满足如下要求方可作为计量时间的方法：
第二章坐标系统和时间系统 (一)
第一节 地球的运转
1.地球公转：围绕太阳的旋转
★ 公转一周的周期为一恒星年，为365.256354个太阳日
★ 地球连续两次经过春分点所需的时间为一回归年，长
度为365.24219个太阳日。
春分点
远日点Hale Waihona Puke Baidu
近日点
1）满足开普勒三大行星定 地球 律
秋分点
第一节 地球的运转
第二节 时间系统
1. 恒星时（ST） 定义：以春分点为参考点，由它的周日视运动所确定的时间称为恒
星时。 计量时间单位：恒星日、恒星时、恒星分、恒星秒；
（1）恒星日：春分点连续两次经过同一子午圈上中天的时间间隔。 一恒星日=24恒星时=1440恒星分=86400恒星秒
（2）分类：真恒星时和平恒星时。 真恒星时等于真春分点的地方时角(LAST)，平恒星时等于平春分 点的地方时角(LMST)
① 行星运行的轨道是一个椭圆，该椭圆的一个焦点与 太阳的质心相重合
② 行星质心与太阳质心间的距离向量，在相同的时间 内所扫过的面积相等
③ 行星运动周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比 为一常量
第一节 地球的运转
2)天球 ：以地球质心为中心以无穷大为半径的假想球体。
① 天轴与天极：地球自转轴的延伸直线为天轴；天轴与天 球的交点称为天极( Pn 为北天极， Ps 为南天极)。
② 天球赤道面与天球赤道：通过地球质心O与天轴垂直的 平面，称为天球赤道面．它与天球相交的大圆，称为天 球赤道。
③ 天球子午面与子午圈：包含天轴并通过地球上任一点的 平面，称为天球子午面，它与天球相交的大圆，称为天 球子午圈。
④ 时圈：通过天球的平面与天球相交的半个大圆。
第一节 地球的运转
⑤ 黄道 :地球公转的轨道面与天球相交的大圆，黄道面与 赤道面的夹角，称为黄赤交角，约为 。
1）岁差：在日月引力和其它天体引力对地球隆起部分的作用 下，地球在绕太阳运行时，自转轴的方向不再保持不变， 从而使春分点在黄道上产生缓慢的西移，这种现象在天文 学中称为岁差。 在岁差的影响下，地球自转轴在空间绕北黄极产生缓慢 的旋转(从北天极上方观察为顺时针方向)，形成一个倒圆 锥体，其锥角等于黄赤交角23°27′。 岁差的周期约为25800年。岁差使春分点每年西移50.3″ 。
（3）某一地点的恒星时：在数值上等于春分点相对于这一地方子午圈 的时角。
第二节 时间系统
(4) 真春分点的格 林尼 治时角 (GAST) 、平春 分 点的格 林尼 治时 角 (GMST)与LAST、LMST的关系：
其中，Δψ为黄经章动， ε黄赤交角
第二节 时间系统
2.平太阳时（MT） （1）真太阳时:以真太阳作为参考点，由它的周日视运动所确定的
3.平 极：某段时间内地极的平均位置。
4.国际协定原点CIO：国际天文联合会IAU和国际大地测量与物理联 合会IUGG采用国际上5个纬度服务站的资料，以1900至1905年地球自 转轴瞬时位置的平均位置作为地球的固定极称为国际协定原点CIO。 也称协议地球极CTP。
第一节 地球的运转
5.地极坐标系：以CIO为原点，零子午线方向为X轴，以零子午线以西 为了描述90°子午线为y轴。用来描述极移规律。任意瞬时t的极点位 置可用( )表示。
岁差
第一节 地球的运转
2）章动：在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时 平北天极产生旋转，大致成椭圆形轨迹，其长半径约为 9.2″，周期约为18.6年。这种现象称为章动。
第一节 地球的运转
真赤道: 某一时刻的赤道.(由于岁差和章动的影响,每一时 刻赤道的位置不同) 平赤道:只有岁差影响时的赤道. 交角章动:章动引起的黄赤交角的变化. 黄经章动:章动引起的黄经变化.即平春分点与真春点 的角距.
第二节 时间系统
（5）平太阳日:平太阳连续两次经过同一子午圈的时间间隔. 一回归年=365.24219879平太阳日 一平太阳日=24平太阳小时=1440平太阳分=86400平太阳秒。