时间系统

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大地测量学基础-第2章坐标系统与时间系统

大地测量学基础-第2章坐标系统与时间系统
的影响,地球的旋转轴在空间围绕黄极缓慢旋转,类似于一个旋 转陀螺,形成一个倒圆锥体(见左下图),其锥角等于黄赤交角 ε=23.5 °。 • 旋转周期为25786年,这种运动称为岁差,是地轴方向在宇宙空 间中的长周期运动(以黄极为中心)。
章动(周期18.6年)
岁差(周期25786年)
23.5 °
黄道 赤道
PS
πS
πN
πS
6、春分点与秋分点
• 黄道与赤道的两个交点称为春 分点和秋分点。
• 从地球上看,太阳沿黄道逆时 针运动。
• 黄道和赤道在天球上存在相距 180°的两个交点,其中太阳沿 黄道从天赤道以南向北通过天 赤道的那一点,称为春分点(3 月21日前后),与春分点相隔 180°的另一点,称为秋分点(9 月23日前后) 。
• GAMT 表示格林尼治平太阳时角。
• 未经任何改正的世界时表示为UT0;
• 经过极移改正的世界时表示为UT1:
UT1=UT0+Δλ
§2-1 地球的运转 §2-2 时间系统 §2-3 坐标系统
§2-1 地球的运转
• 众所周知,我们生存的地球一直处于运动之中。 • 从不同的角度来看,地球的运转可分为四类: (1)与银河系一起在宇宙中运动 (2)与太阳系一起在银河系内运动 (3)与其它行星一起绕太阳旋转(公转) (4)绕其自身旋转轴(瞬时)旋转(自转,或叫周日视运动) • 大地测量学主要研究后两类运动。
• 考虑岁差和章动的共同影响时,相应的旋转轴、天极、天球赤道 等术语前加上“真”,即真旋转轴、真天极、真天球赤道。
• 若只考虑岁差,则分别称作平旋转轴、平天极、平天球赤道。
章动(周期18.6年)
岁差(周期25786年)
23.5 °

时间管理系统的设计与实现

时间管理系统的设计与实现

时间管理系统的设计与实现1. 引言时间管理是一项重要的技能,对于提高工作效率、实现个人目标非常关键。

随着科技的发展,人们越来越倾向于使用时间管理系统来帮助他们更好地组织自己的时间。

本文将介绍一个时间管理系统的设计与实现,旨在帮助用户高效地管理他们的时间。

2. 功能需求时间管理系统主要应具备以下功能需求:2.1 日程管理用户可以创建、编辑和删除日程,设置提醒时间,查看每天的日程安排。

2.2 任务管理用户可以创建、编辑和删除任务,设置任务的优先级和截止日期,将任务分配给其他用户。

2.3 记录时间用户可以记录自己完成任务所需的时间,以便评估自己在时间管理方面的表现,并做出相应的调整。

2.4 统计分析系统应提供统计分析功能,包括每天完成的任务数量,平均完成任务的时间等指标,以便用户了解自己的工作效率和时间利用情况。

2.5 数据同步用户的日程和任务数据应能够在不同设备间进行同步,确保用户能够随时随地访问和更新自己的数据。

3. 技术选型为了实现时间管理系统的功能需求,我们选择使用以下技术:•后端开发框架:使用Node.js和Express框架,提供RESTful API。

•数据库:使用MySQL存储用户的日程和任务数据。

•前端框架:使用React开发前端界面。

4. 系统架构设计为了实现时间管理系统的功能需求,我们将采用以下系统架构:系统架构图系统架构图系统主要分为三层:前端、后端和数据库。

4.1 前端前端使用React框架开发,通过Web界面与用户交互。

用户可以在前端界面上创建、编辑和删除日程、任务等,以及查看统计分析结果。

4.2 后端后端使用Node.js和Express框架开发,主要提供RESTful API供前端使用。

后端负责处理前端发送的请求,与数据库交互,进行业务逻辑处理,并返回相应的结果。

4.3 数据库数据库使用MySQL存储用户的日程和任务数据。

通过与后端的交互,可以实现对用户数据的增删改查操作。

时间时间系统

时间时间系统

时间时间系统确定时刻有两个条件:(1)时间单位(计量单位)。

在这连续的一直向前的时间进行中,可选择一种比较均匀的、有连续重复周期的物质运动现象作为时间的计量单位。

选择不同的计量单位就得到了不同的时间计量系统。

(2)确定时间计量的起点测量时间和发布时间信号是天文台的主要任务之一。

1.世界时系统(Universal Time System)(1)世界时系统建立在地球自转基础上的时间系统,分为:恒星时(s, Sidereal Time):以春分点为参考点的视运动现象得出的时间。

是天文学上的专用时间,在航海中实际应用较少。

视太阳时(T⊙,Apparent Time):以视太阳(Apparent Sun)为参考点的视运动现象得出的时间。

平太阳时(T,Mean Solar Time):以平太阳(Mean Sun)为参考点的运动得出的时间。

平太阳时又可分为地方平太阳时(Local Mean Time)和世界时(Universal Time,UT):零度经线处的平太阳时间。

(2)地球自转不均匀地球自转不但不均匀,而且还有季节性和短期性的变化。

现已弄清的有以下几种原因:①地球自转长期减慢的现象引起长期减慢的原因,一般认为是受潮汐磨擦力的影响。

日长大约在100年内增长0s.0016。

②地球自转不规则的变化地球自转有时快有时慢。

在快慢交替的时候,变化相当显著,变化量将超过地球自转在100年内长期减慢所积累起的数值。

原因:多方面,①内部物质的移动;②太阳光斑喷射的微粒子流与地球磁场耦合而产生得阻尼影响。

③地球自转的季节性变化周期较短,变化周期为一年和半年,变化振幅最大可达0s.03左右。

原因:科学家们认为是由大气环流的季节性变化造成的。

④地球自转的短周期变换周期为一个月和半个月,振幅在1毫秒以下,全部积累起来的影响在最大时也不超过3豪秒。

⑤极移地球除自转速度不均匀外,地极在地球表面上24米×24米范围之内作反时针近似圆形螺旋曲线的周期运动,这种现象称为“极移”。

UTC时间系统实现了全球时间标准化

UTC时间系统实现了全球时间标准化

UTC时间系统实现了全球时间标准化随着全球化的推进,人们对于时间标准化的要求也越来越高。

于是,世界各地都在努力实现一个统一的时间系统,以便更好地协调国际事务、跨时区的交流和合作。

在全球时间标准化的进程中,UTC时间系统功不可没。

UTC(Coordinated Universal Time,协调世界时)是一种由国际原子时标准所衡量的时间计算方法。

它提供了一种全球统一的时间标准,使各个时区都能够根据相同的基准来计算时间,确保时间的一致性。

通过UTC,世界各地的人们不再因为时差而产生混乱和误解,能够更加便捷地进行交流和合作。

UTC时间系统的实现,确保了全球时间的准确性和的同步。

在UTC时间系统中,时间的计算基准是国际原子时,这是一种利用原子振荡频率进行时间计算的方法,具有极高的精确度。

通过利用多个全球分布的原子钟,UTC时间系统能够确保时间的统一和准确,使世界各地的时间保持同步。

UTC时间系统的全球应用涵盖了各个领域。

在科学研究领域,UTC时间系统的准确性和统一性,为天文学、地球物理学等领域的研究提供了可靠的时间基准。

在航空航天领域,UTC时间系统的应用使得航班调度、飞行控制等工作更加规范和安全。

在国际贸易和金融领域,UTC时间系统的统一标准化确保了跨国交易和金融结算的顺利进行。

可以说,UTC时间系统深刻地影响和改变了人们的生活和工作方式。

UTC时间系统的实现并非一蹴而就,其中涉及到了许多技术和组织层面的挑战。

首先,如何确保时间的准确性是一个关键问题。

为此,国际原子时标准的建立和维护发挥了重要作用。

各国利用原子钟等精密设备,通过国际协作,共同维护国际原子时标准,确保时间的高精度和准确性。

其次,UTC时间系统的实现还需要确定国际标准的制定和协调机构。

国际地球自转及参考系统服务(IERS)便是这样一个机构,它负责管理和维护UTC时间系统,并与各国科学机构进行合作。

IERS通过收集和处理全球各地的时间数据,校正和调整全球时间标准,保持UTC时间系统的一致性。

时间系统资料

时间系统资料

时间系统时间,是宇宙中最基本的概念之一,也是我们日常生活中无法回避的主题。

人类早在远古时代就开始意识到时间的重要性,随着社会的发展,人们对时间的认识也越来越深刻。

时间系统,作为一种组织时间的方式,不仅在日常生活中起到重要作用,也在科学、经济、文化等各个领域具有重要意义。

时间的概念时间是一个难以捉摸的概念,它是宇宙运动的产物,是事物变化的基准。

在日常生活中,我们通常用钟表来衡量时间的流逝。

然而,在物理学中,时间被定义为一种度量事物变化的参数,是时空的一个维度。

时间的概念涵盖了过去、现在和未来,是人类对宇宙的一种认识方式。

时间的划分为了更好地组织时间,人们发明了各种时间系统。

最常见的时间系统是日历和时钟。

日历将时间按照年、月、日划分,是人们日常生活中不可或缺的工具。

而时钟则按照小时、分钟、秒来划分时间,是人们生活中的另一种重要工具。

除此之外,人们还根据不同的需求,发展了各种特殊的时间系统,比如工作日历、学年等。

时间系统的应用时间系统在各个领域都有着广泛的应用。

在科学领域,时间系统被用来记录实验数据、推导物理定律,是科学研究的重要基础。

在经济领域,时间系统被用来安排生产计划、制定经济政策,是经济活动的调度工具。

在文化领域,时间系统被用来纪念重要事件、庆祝节日,是文化传承的方式之一。

时间系统的发展随着社会的发展,时间系统也在不断演变。

从最早的日晷、水钟,到后来的机械钟、电子钟,再到现在的原子钟、GPS时间,时间系统的精度和准确性不断提高。

同时,人们对时间的认识也越来越深刻,时间不再仅仅是日常生活中的工具,更成为了一种哲学思考和科学研究的对象。

结语时间系统作为人类组织时间的方式,承载着人类对时间的认识和理解。

它不仅在日常生活中发挥着重要作用,也在科学、经济、文化等各个领域具有重要意义。

随着科技的进步和社会的发展,时间系统将继续不断完善和发展,为人类的生活和工作提供更加准确的时间参照。

GPS时间系统

GPS时间系统

时间系统①时间尺度(单位)(1)定义时间系统的两个条件�②原点(起始历元)(2)时间尺度的选取理论上,任何一个周期运动,只要它的运动是连续的,其周期是恒定的,并且是可观测和用实验复现的,都可以作为时间尺度(单位)。

概括为周期性、稳定性、复现性。

1.1.1恒星时ST(Sidereal Time)以春分点为参考点,由春分点的周日视运动所定义的时间系统。

其时间尺度为:春分点连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一恒星日1.1.2平太阳时MT(Mean Solar Time)假设一个平太阳以真太阳周年运动的平均速度在天球赤道上做周年视运动,其周期与真太阳一致。

以平太阳为参考点,由平太阳的周日视运动定义的时间系统称为平太阳时。

其时间尺度为:平太阳连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一平太阳日。

1.1.3世界时UT(Universal Time)以平子午夜为零点起算的格林尼治平太阳时定义为世界时。

1.1.4协调世界时UTC(Coordinated Universal Time)以原子时秒长为基准,采用跳秒(闰秒)的方法使协调时与世界时的时刻相接近。

1.1.5原子时AT(Atomic Time)以物质内部原子运动特征为基础,起点为1958年1月1日0h整,此时原子时AT与世界时UT对齐。

但由于技术方面原因,事后发现这一瞬间原子时AT 与世界时UT并未精确对准,两者之间存在0.0039s的差异,即(AT−UT)1958.0=−0.0039s1.1.6国际原子时TAI(International Atomic Time)原子时由原子钟来确定和维持,但同一瞬间每台原子钟给出的时间并不严格相同,,为避免混乱,需要建立一种更为可靠、更为精确、更为权威且能被世界各国所共同接受的统一的时间系统——国际原子时TAI。

1.1.7GPS时(GPST)以原子时秒长为时间基准,起点为1980年1月6日0h00m00s,启动后不跳秒,保持时间的连续。

第二章 坐标系统和时间系统

第二章 坐标系统和时间系统

地球坐标系根据描述点位方式的不同分作: 1、地球空间直角坐标系
原点O与地球质心重合,Z轴指向地球北极,X轴 指向格林尼治子午面与地球赤道的交点,Y轴垂 直于XOZ平面,构成右手坐标系统。 P(X,Y,Z)
2、大地坐标系统
参考椭球----参考椭球的中心与地球的质心重合,椭球的短轴与 地球自转轴重合,根据科学家测量的长半轴a和短半轴b来近似模 a b 拟地球的数学球体。
天球赤道面与天球赤道-——通过地球质心与天轴垂直的平 面,称为天球赤道面。该赤道面与天球相交的大圆,称为天 球赤道。 黄道——地球公转的轨道面与天球相交的大圆,即地球上的 观测者所看到的,太阳绕地球运动的轨迹。 春分点——当太阳在黄道上从地球南半球向北半球运行时, 黄道与天球赤道面的交点。春分点不随地球转动。
对应于 WGS-84大地坐标系有一个WGS-84椭球,其常数 采用 IUGG第 17届大会大地测量常数的推荐值。下面给 出WGS-84椭球两个最常用的几何常数: 长半轴: 6378137± 2(m) 扁 率: 1:298.257223563
§2.3坐标系之间的变换
1.
2.
3.
坐标系的变换包括: 不同空间直角坐标系之间的转换(3参数 或7参数) 不同大地坐标系(球面坐标系)之间的转 换(5参数和9参数) 大地坐标系(B,L)转换为高斯平面坐标 (X,Y)
大地坐标系——是建立在参考椭球上,原点与地球质 建立在参考椭球 建立在参考椭球上 心重合,大地纬度B为过某地面点的椭球法线与椭球 赤道面的夹角;大地经度L为过该地面点的椭球子午 面与格林尼治子午面之间的夹角,大地高H为地面点 沿椭球法线至椭球面的距离。 地面点P的大地坐标为 (B,L,H)
对同一空间点,直角坐标系与大地坐标系参数间有如下转换关系:

2、时间系统和坐标系统

2、时间系统和坐标系统
(1)区时 15º 时区地方时 格林尼治0子午线东西个7.5º 为0时区 (2)世界时
格林尼治起始子午线处的平太阳时(地方时)
经极移改正:UTI=UT0+Δλ 1 X P sin YP cos tan 15 经地球自转季节性改正:UT2=UT1+ΔT
T 0.022s sin 2 t 0.012s cos 2 t 0.006s sin 4 t 0.007 s cos 4 t
4.授时和时间对比
5.时钟的主要技术指标
频率标准度、频率漂移率、频率稳定度
(1)频率标准度 与理论频率之差
(2)频率漂移率(频漂) 频率的变化率(老化率)
(3)频率稳定度 随机变化程度
(二)恒星时与太阳时
1.恒星时
以春分点为参考点
恒星时在数值上等于春分点相对于本地子午圈的时角 是地方时 真恒星时与平恒星时
(二)恒星时与太阳时
2.真太阳时和平太阳时
(1)真太阳时
以地球自转为基础,以太阳中心为参考点 太阳时=本地子午圈时角+12 太阳时长度不同,不具备时间系统条件
(2)平太阳时
以地球自转为基础,以平太阳中心为参考点
周年是运动轨迹位于赤道面,角速度恒定 太阳时=平太阳时角+12 由归算得到 是地方时
3. 区时和世界时
更多见教材P26
(3)阴阳历(农)
年以回归年为依据,而月则按朔望月为依据。 单月为30日,双月为29日,每月平均为29.5日; 以新月始见为月首,12个月为一年,总共354日。 每19年中有7年为闰年。闰年中增加一个月,称 为闰月。 更多见教材P26
2.儒略日JD
根据公历的年(Y)、月(M)、日(D)来计算对应的儒略日JD

第二章-GPS坐标系统与时间系统资料

第二章-GPS坐标系统与时间系统资料

例如:极移改正
平地球坐标系
瞬时地球坐标系
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第二节 :GPS中的坐标系统
WGS-84坐标系 我国的国家大地坐标系 地方独立坐标系 ITRF坐标框架 站心坐标系
p16
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1、地方独立坐标系
国家统一坐标系 ——〉有利于统一互算 ——〉投影变形
地方独立坐标系 ——〉以当地子午线为中央子午线 ——〉以当地平均海拔高程面为参考椭球面
高斯平面直 角坐标系
站心赤道 坐标系
站心地平 坐标系
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2)GPS中的坐标系统
WGS-84坐标系 我国的国家大地坐标系 地方独立坐标系 ITRF坐标框架 站心坐标系
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3)天球坐标系和地球坐标系
北天极
春分点
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4)坐标系的变换
空间大地坐标系 —〉空间直角坐标系
平地球坐标系
协议地极原点
地心
(如1900.00~1905与. 地心和CIO连线正交之平面 00年地球自转轴 和格林尼治平子午面的交线
的瞬时平均位置)
协议地球坐 标系??
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WGS-84坐标系 World geodetic system
类型:协议地球坐标系,地心地固坐标系(ECEF)
(2)天球的_________和地球的__________重合;
(3)瞬时天球坐标系和瞬时地球坐标系的_________ 重合;
(4)天球坐标系与地球坐标系X轴分别指向________ 和____________;
(5)瞬时天球坐标系和历元平天球坐标系之间的变 换可以通过_____和_____两次变换来实现。

GPS时间综述

GPS时间综述

GPS时间概念一、时间系统1、协调世界时(UTC)以平子夜时为零时的格林尼治平太阳时(以地球自转为基准)称为世界时(UT)。

在世界时中引入极移改正和地球自转速度的季节改正,由此得到的世界时表示为UT1、UT2:UT1 =UT + 极移改正;UT2 =UT1 + 地球自转速度的季节改正;由于地球自转有长期变慢趋势,世界时每年比原子时慢1s左右。

为避免原子时与世界时相差太大,1972年引入协调世界时(UTC):以原子时为秒长,在时刻上尽量接近于世界时。

当UTC与世界时的时刻差超过0.9秒,便在协调世界时中引入一闰秒,即跳秒。

UTC与IAT关系为:IAT =UTC +1s*N;N为跳秒次数2、GPS时间(GPST)GPS时零时为1980年1月6日零时,起始时间与UTC时间对齐。

属原子时系统,秒长与原子时相同。

GPST与原子时(IAT)关系为:IAT =GPST + 19s(1980年1月6日前的跳秒数)=UTC + 1s*N;GPST与UTC关系为:GPST =UTC + 1s*N -19s;综上,世界时和UTC是都是在变慢,世界时是因为秒长变长,UTC是为了保持与世界时一致引入跳秒,人为延缓,GPS时则与原子时保持一致,固定不变的计时,导致GPS时总是大于UTC时。

二、卫星位置计算中的时间1、星历中时间变量及含义Toc:卫星钟改正参数的参考时刻,time of clock,计算卫星钟差a0+a1*(t-Toc)+a2*(t-Toc)*(t-Toc)Tow:卫星周秒,time of weekToe: 星历参数参考时刻,time of ephemeris,初相时Toa:历书参考时刻,time of almanacZ计数:Z计数从本质上讲是一个时间计数,它给出了下一子帧开始的GPS 时,为方便起Z计数给出的是从每星期的的起始时刻(周六午夜)开始播发的子帧数。

由于每一子帧持续时间为6s,所以下一子帧开始的时刻为6*Z秒///////////////////意义待考证IODCAODC: 卫星钟改正参数的数据龄期表示钟改正参数的外推时间,外推时间越短,精度越高AODC = Toc - TL ,TL为计算卫星钟改正参数时所用到的观测资料中最后一次观测值的观测时间。

坐标系统与时间系统

坐标系统与时间系统
可推得GALILEO系统与GPS系统间的转换系数为:
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时间系统
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1.时间系统——GPS
GPS时间系统采用原子时AT1秒长作时间基准,秒长定义 为铯原子CS133基态的两个超精细能级间跃迁幅射振荡192631170 周所持续的时间,时间起算的原点定义在1980年1月6日世界协调时 UTC0时,启动后不跳秒,保证时间的连续。以后随着时间积累, GPS时与UTC时的整秒差以及秒以下的差异通过时间服务部门定期 公布。 目前,GPS卫星广播星历采用WGS-84(G873)世界大地 坐标系,其起始时元为1996年9月29日,而它的坐标基准时元是 1997.0。【6】
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1.坐标系统——GPS
WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统,GPS所发布的 星历参数就是基于此坐标系统的。WGS-84坐标系统的全称是World Geodetic System(世界大地坐标系-84),它是一个地心地固坐标系统。 WGS-84坐标系统由美国国防部制图局建立,于1987年取代了当时GPS 所采用的坐标系统―WGS-72坐标系统而成为GPS的所使用的坐标系统。 WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心,Z轴指向BIH1984.0定义 的协议地球极方向,X轴指向BIH984.0的起始子午面和赤道的交点,Y 轴与X轴和Z轴构成右手系。采用椭球参数为: a=6 378 137m f=1/298.257 223 563 【2】
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5.坐标系统转换
在GPS与GLONASS之间的坐标系转换,即为WGS—84 与PE—90间的转换。俄罗斯MCC(Russian Mision Control Center)的Mitrikas等 人经过长期实验与精确计算,所提出的且已经应用于GPS/GLONASS组合型接 收机中的转换参数, 被认为是目前最精确的坐标转换参数,其表达式为:

坐标系统与时间系统

坐标系统与时间系统

坐标系统与时间系统在物理学和数学中,坐标系统和时间系统是两个基本概念。

坐标系统是一种方式来描述一个物体在空间中的位置,而时间系统则是一种方式来描述事件的顺序和时间。

在本文中,我们将探究什么是坐标系统与时间系统,它们的重要性以及它们如何相互关联。

什么是坐标系统?坐标系统是一个用于描述物体在空间中位置的方法。

它通常由一个数轴组成,数轴上的每个点都对应一个唯一的位置,这个点就是物体的坐标。

坐标系统通常使用x、y和z轴来描述三维空间中的位置。

在二维坐标系中,我们使用x、y轴来描述平面上的位置。

例如,图中所示的点(3,4)代表了在平面上x轴方向上距离原点3个单位,y轴方向上距离原点4个单位的位置。

此外,在三维坐标系中,我们需要使用z轴来描述物体在z轴方向上的位置。

二维坐标系示意图二维坐标系示意图图:二维坐标系示意图坐标系统不仅仅被用于描述物体在空间中的位置,还可以用来描述其他属性,例如温度,压力,颜色等等。

坐标系统在物理学,数学,计算机科学等领域都有广泛的应用。

什么是时间系统?时间系统是一种用于描述事件顺序和时间的系统。

尽管它看起来很简单,但其实是一个非常复杂的概念。

时间是一个连续的进程,它不能被随意停止或复制。

因此,每个时间点都是唯一的,它不能被重复。

时间系统通常由一组标准组成,这些标准被用来标记时间和时间间隔。

例如,在天文学中,我们使用“儒略日”来标记时间。

儒略日是指从公元前4713年1月1日中午12点到某个时刻之间的天数。

在其他领域,例如计算机科学和物理学中,我们通常使用时间戳来标记事件发生的时间。

时间戳是指从一个特定的时间点到事件发生时的时间间隔。

时间系统的设计是为了表达时间的准确性和可靠性。

因此,它在日常生活和科学研究中都有重要意义。

例如,在国际贸易和金融市场中,时间掌控着交易的进程,是有效监管和管理交易的重要工具,使得交易双方能够基于同一标准和时间计量单位。

坐标系统与时间系统的关系坐标系统和时间系统之间存在着密切的关系。

全球定位系统概论之坐标系统和时间系统

全球定位系统概论之坐标系统和时间系统
• 大地/椭球坐标系
– 定义:以大地基准为基础建立的坐标系被称为大地 坐标系,由于大地基准又是以参考椭球为基础,因 此,又被ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为椭球坐标系。
– 大地坐标
• 大地纬度(B) • 大地经度(L) • 大地高/椭球高(H)
13
大地坐标系
• 大地坐标系 参考面长半轴为a,短半轴b为旋转轴的
椭球面;椭球面几何中心与直角坐标系原 点重合,短半轴与直角坐标系Z轴重合。
全球旋转; CGCS 2000大地坐标系是右手地固直角坐标系。原点在地
心; 轴为国际地球自转局(IERS)参考极(IRP)方向, 轴为IERS的参考子午面(IRM)与垂直于 轴的赤道面的 交线, 轴与 轴和 轴构成右手正交坐标系。
24
2000国家大地坐标系
• 经国务院批准,根据《中华人民共和国测绘法》, 中国自2008年7月1日起启用2000国家大地坐标系。 为此,国家测绘局6月18日发布公告。
32
时间基准的要求
• 运动应该是连续的周期的。
• 运动的周期应该由充分的稳定性。
• 运动的周期必须具有复现性。
• 对于GPS最重要的时间系统有三种:恒
25
2000国家大地坐标系(CGCS 2000 )
• 2000国家大地坐标系(CGCS 2000 )
– 椭球参数
• 长半轴:
a 6378137m
• 地球(包括大气)引力常数: GM 3.9860044181014 m3s2
• 地球动力形状因子:
J2 0.001082629832258
• 地球自转速度:
• 在空间固定的坐标系统:与地球自转无 关,对于描述卫星的运动位置和状态极 其方便
• 与地球体固联的坐标系统:对于表达地 面观测站的位置和处理GPS观测数据尤 为方便

时间系统与坐标参照系GNSS

时间系统与坐标参照系GNSS
时间系统与坐标参照系GNSS
主要内容
(一)地球的运转 (二)时间系统 (三)坐标系统
一 地球的运转
1.1 天文学基本概念 1.2 地球绕太阳公转 1.3 地球的自转
1.1 天文学基本概念 天球坐标系
北天极
1.1 地球绕太阳公转
天球:以地球质心为中心,半径为任意长的假想球体。
在天文学中,通常均把天体投影到天球的球面上,并利用球面坐标来表达或研 究天体的位置及天体之间的关系。
在1967年第13届国际计量大会上,正式确定原子秒的定义,把海平面 实现的原子时秒作为国际参照时标,规定为国际单位制中的时间单位,即SI (International System)秒。
2)BIH比较、综合世界各地的原子钟数据,最后确定的原子时称为国 际原子时,简称TAI。TAI是基于原子秒的,IERS利用来自分布在全球的60
地球绕太阳运行的轨道面,是一个通过太阳质心的静止平面。
轨道椭圆一般称开普勒椭圆,其形状和大小不变。 在开普勒椭圆轨道上,地球离太阳质心最近的点称为近日点,
而离太阳质心最远的点称为远日点;它们在惯性空间中的位置是
固定不变的。
1.1 地球绕太阳公转
开普勒第二运动定律:地球的太阳质心向径,即地球质心 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。
地球绕地轴旋转,可以看做巨大的 陀螺旋转。由于日、月等天体的影响, 类似于旋转陀螺在重力场中的进动。地 球旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转,
形成一个倒圆椎体,这种运动称为岁差。
岁差是地轴方向相对于空间的长周期运
动,其锥角等于黄赤交角ε=23.5 º旋转 周期为26000年,并使春分点每年向西 移动50.3"。
交点称为北黄极,靠近南天极的交点称为南黄极。

坐标系统与时间系统

坐标系统与时间系统
JD=367×Y-7×[Y+(M+9)
/12]/4+275×M/9+D+1721014
其中Y,M,D表示年月日,/表示整除.
一、地球的运转
1.地球公转
2.地球自转 二、时间系统 1.恒星时ST 2.平太阳时MT 3.世界时UT 4.原子时AT 5 .协调世界时UTC
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时间 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。 计量时间单位:平太阳日、平太阳小时、平太阳分、平太阳秒;
岁差使春分点每年西移50.3″。
一、地球的运转
1、地球公转 2、地球自转
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。
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)
春分点
远日 点
地球
近日点 秋分点
一、地球的运转
1、地球公转 2、地球自转
赤道 黄道
2)、黄道:太阳公转的轨道,是一椭圆。但由于其它星球 的影响,使轨道产生摄动,并不严格的椭圆。
一、地球的运转
1、地球公转 2、地球自转
恒星年:平太阳连续两次过同一恒星黄经圈的时间间隔。 为365.256354个太阳日
一恒星日=24恒星时=1440恒星分=86400恒星秒 分类:真恒星时和平恒星时。
1.恒星时ST 2.平太阳时MT 3.世界时UT 4.原子时AT 5 .协调世界时UTC 6 .GPS时间系统 GPST 7.历书时(ET) 8.力学时(DT)
LAST LMST GAST GMST cos GMST LMST GAST LAST GMST 1.0027379093 s UT 1 24110 .54841 S 8640184 .812866 S T 0.093104 s T 2 6.2 地球的运转

09.第五周定位与导航技术教案-时间系统

09.第五周定位与导航技术教案-时间系统
【讲授新课】
2.6时间系统
一.时间
时间是一个重要的物理量,在GPS 测量中对时间提出了很高的要求。如利用GPS 卫星 发射的测距信号来测定卫星至接收机间的距离时,若要求测距误差小于等于1cm, 则测量信 号传播时间的误差必须小于等于0.03ns。
时间有两种含义:时间间隔和时刻。时间间隔是指事物运动处于两个(瞬间)状态之间 所经历的时间过程,它描述了事物运动在时间上的持续状况;而时刻是指发生某一现象的时间。所谓的时刻实际上也是一种特殊的(与某一约定的起始时刻之间的)时间间隔,而时间 间隔是指某一事件发生的始末时刻之差。时刻测量也被称为绝对时间测量,而时间间隔测 量则被称为相对时间测量。
授课教案
课程名称:定位与导航技术任课教师:张斌
授课日期
授课班级
授课节次
授课题目:
2.6时间系统
教学时数
2
授课类型
□理论课
☑ 理实一体化课
□实训课
教学目标:
1.学生能够掌握时间系统的基本概念,理解授时、时间比对、时间基准等关键知识
2.学生通过小组讨论和项目研究,培养解决问题的能力和团队合作精神
3.培养学生分析和解决实际问题的能力
不同的时间比对方法具有不同的精度,其方便程度和所需费用等也不相同,用户可以根 据需要选择合适的方法。
目前,国际上有许多单位和机构在建立和维持各种时间系统,并通过各种方式将有关的 时间和频率信息传递给用户,这些工作统称为时间服务。我国国内的时间服务是由国家时中心(NTSC)提供的。
教师以引人入胜的方式介绍时间和空间作为物质存在基本形式的概念,强调时间在物质运动中的重要性。
学生会思考授时技术如何影响日常生活,比如手机和电脑如何获取准确时间,以及时间比对在科学研究中的作用。

时间系统和坐标参照系GNSS

时间系统和坐标参照系GNSS
现象称为章动。
在岁差和章动的共同影响下,地球在某一时刻的实际旋转轴,称为真旋转 轴或瞬时轴,对应的赤道为真赤道。(瞬时真天极、瞬时真春分点)
假定只有岁差的影响,则地球旋转轴为平轴,对应的赤道为平赤道。(瞬 时平天极、瞬时平春分点)
时间系统和坐标参照系GNSS
1.2 地球的自转
地轴相对于地球本体内部结构的相对位置变化
国际极移服务(IPMS)和国际时间局
(BIH)采用非刚体地球理论并融合传统光
学观测技术和VLBI等空间观测技术计算得到新 的协议地球极CTP(Conventional Terrestrial Pole),以1984.0为参考历元的CTP被广泛采 用,如: WGS84(GPS) ITRF(IERS) 都是采用BIH1984.0的CTP作为Z轴的指向。
时间系统和坐标参照系GNSS
1.1 地球绕太阳公转
开普勒第一运动定律:地球运行的轨道是一个椭圆, 而椭圆的一个焦点与太阳的质心相重合。
地球绕太阳运行的道面,是一个通过太阳质心的静止平面。
轨道椭圆一般称开普勒椭圆,其形状和大小不变。 在开普勒椭圆轨道上,地球离太阳质心最近的点称为近日点,
而离太阳质心最远的点称为远日点;它们在惯性空间中的位置是固
地轴是过地球中心和两极的轴线,在某一时刻的旋 转轴称为瞬时旋转轴,它在空间的指向、与地球的相
对关系、地球绕地轴的旋转速度是不断变化的,具体表 现为:
岁差和章动
极移
日长变化
时间系统和坐标参照系GNSS
1.2 地球的自转
地轴方向相对于空间的变化
地球绕地轴旋转,可以看做巨大的 陀螺旋转。由于日、月等天体的影响, 类似于旋转陀螺在重力场中的进动。地 球旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转,
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具体跳秒时间和方法可查阅英版《无线电信号表
》第二卷或英版《航海通告》第VI部分。
协调世界时UTC从1972年1月1日世界时00h开始实
施。
最近一次闰秒于北京时间 2015 年 7 月 1 日早晨出现, 当时北京时间出现了07:59:60的特殊现象。
时间系统框图
时 间
世界时系统 建立在地球自转基础 上的时间系统
• 经差Dλ计算时: 东经E为“+”值, 西经W为“-”值。
第三节 视时
• 视时(apparent time)是建立在地球自转基础上 的时间系统,它是以太阳⊙为参考点,以其周日 视运动的周期作为时间的计量单位。
视太阳日 视时
视太阳日作为时间计量单位的缺陷
视太阳日
• 定义:在周日视运动中,太阳中心连续两次经过某地
:在周日视运动中,春分点由格林午圈起,向
西运行所经历的时间间隔称为格林恒星时。
地方恒星时(LST)
在同一时刻,任意经度上的地方恒星时LST与格林恒 星时GST同样存在如下“东大西小”的关系: • LST2 =LST1+Dλ • Dλ =λ 2 -λ 1 上式中: • LST1是测者1的经度λ 1所对应的地方恒星时; • LST2是测者2的经度λ 2所对应的地方恒星时;
公元前722~221年
春秋战国
公元前201~公元9年
西汉
公元85年 公元132年
东汉 东汉
“玉函山房辑佚书”、 张衡“漏水转浑天仪制”
“晋书”
公元450
公元450
“初学记”
公元502 ~ 557年 公元660年 公元665年 公元618 ~ 906年 公元725年 公元1030年 公元1135年 公元1050年 公元1074年

h
平太阳日(mean solar day)
• 定义:在周日视运动中,平太阳连续两次经过 某地子圈所经历的时间间隔称为1平太阳日。 • 1平太阳日 =24平太阳小时(24h);
• 1平太阳小时=60平太阳分钟(60m);
• 1平太阳分钟=60平太阳秒钟(60s)。
在一个平太阳日中,平太阳在同一子圈上连续两次下 中天,这期间平太阳正好完成一整周 360°的周日视运动 。所以平时与角度之间同样存在着时、分秒与角度之间的 换算关系,只是平时的时、分和秒的长短与恒星时和视时 的有所不同。
时 (universal time ,UT、GMT)
• 从实测中证实地球自转的速率是不均匀的,并具有相 当复杂的表现形式,其中包含周期性变化、长周期性 变化、短周期性变化和不规则变化等等各种因素。从 而导致以地球的自转周期作为时间的计量单位也是不
均匀的。
• 另外,地球在自转的过程中还存在“扭动”现象,从而 使地极产生移动,简称极移。
某地午圈所经历的时
间间隔称为1恒星日
(sidereal day)。
E

恒星时(具有地方性)
• 地方恒星时(Local sidereal time,LST):在 周日视运动中,春分点由某地午圈起,向西运 行所经历的时间间隔称为地方恒星时。
• 格林恒星时(Greenwich sidereal time, GST )
美国国家标准局的 铯原子钟NIST F-1
纪元
公元前2357~2258年
朝代

计时仪器史
圭表、日晷测时已 达相当高的精度 中国的漏壶记时已 达很高的水平 日晷和漏刻计时同 时使用 浮子和漏箭 张衡制漏水浑天仪 李兰制“停表刻漏”, 又名“马上奔驰”
主要文献
殷墟出土卜辞“尚 书· 尧典” “周礼”、“初学记”、 唐孔款达“诗疏” “前汉书”、“中国科学 技术史”滴、清· 梅文 鼎“日晷”备考三考
• 时差(equation of time,ET)
平太阳
• 平太阳(mean sun)是一个假想的天体,它
在天赤道上向东作匀速的周年视运动,其速度
等于视太阳在黄道上运行的平均速度。
360 DRA 59.14 365.2422


24 m s DRA 3 56 .56 365.2422
第一周期运动的稳定性(均匀性);
第二周期运动的复现性(重复性)。
• 这就是说,只能用一种均匀的、具有连续重复周 期的现象作为时间的计量单位。
古代计时工具:日晷
沙漏 滴漏 铜壶漏刻报时装置
浑仪 圭表
燕 肃 莲 花 漏
香 漏
水运仪象台
水运仪象台 的内部结构
西汉漏刻
红木星图节气天文钟
中科院国家授时中 心的铯原子钟
“宣城县志”卷二十七
公元1745年

“雪桥县志”卷九
公元1773年 公元1796年
清 清
清史档案 存南京博物院
• 迄今为止时间计量标准可分为三类: 建立在地球自转基础上的世界时系统; 建立在地球公 转 基础 上由力学 定律所确定的 历书时 系统; 建立在原子能级跃迁频率基础上的原子时系统。
第二节 恒星时
• 恒星时(sidereal time)是建立在地球自转运动基础上 的时间系统,以春分点为参考点,以其周日视运动的周
期作为时间的计量单位。
恒星日 恒星时
地方恒星时 格林恒星时
恒星时与春分点时角的关系
恒星日
在周日视运动中,春
分点连续两次经过
PN
原子时(atomic time,AT):以铯(Cs 133) 原子超精细能级跃迁的电磁振荡9,192,631,770周 所经历的时间间隔定义为原子时1s的长度。
原子时的起始历元为1958年1月1日0时(世界
时UT2)。 由于世界时不均匀——秒长不固定,近些年大 致逐年变长。因此,原子时与世界时时刻的差距越 来越大,一年可差1S左右。
视太阳日作为时间计量单位的缺陷
• 视太阳日与天球旋转所经历时间的关系

太 阳 日 = 天 球 旋 转 (
360+DRA)所经历的
时间 DRA 太阳赤经日变化 量
Q Z E
PN
为何视时不能作为时间的计量单位? • 一年中,太阳赤经日变化量DRA最大约66´ .6, 最小约53´. 8 ,所以最长和最短的视太阳日相 差约51S,并且在逐日变化。
第三章 时间与天体位置
航海教研室 刘强

• 第二节 恒星时 • 第三节 视时 • 第四节 平时 • 第五节 区时

• 第一节 时间系统概述
• 第六节 时间与天体位置
第一节 时间系统概述
• 时间 和空间 是物质 存在的基本属 性。任何物质运动 都
何 为 时 间 ?
在时间 和空间内发 生。人类 的一切活动 都离不开时间
视时
• 定义:在周日视运动中,太阳中心由某地子圈起,向 西运行所经历的时间间隔称为视时LAT。
• 太阳上中天时LAT=12h,下中天时LAT=00h。
• 与圆周地方时角的关系:
• LAT=LHA⊙±180° 其中:LHA⊙<180°取“+” LHA⊙>180°取“-”
Q S LHA Z E
PN
LAT
和空间 ,所以说 ,时间 在科学 上和日常生活中均是必 不可少的。 • 时间的含义有两个: (1)时间间隔:时间间隔是指客观物质运动过程 所经历的时间历程 (2)时 刻:时 刻是指客观 物质运动 某一状态发 生的瞬间
• 人们通过科学实践,相继选用了各种周期性变化 过程作为时间的测量标准,即时间的计量单位。 同时满足两个要求:
天文航海所需要的世界时;
UT2:UT1经过季节改正后得出的世界时。
• UT2是1972年以前国际上公认的时间标准。
二、原子时系统(atomic time syst频率基础上的 时间系统。 原子时(atomic time,AT) 协调世界时(coordinated universal time, UTC)

殷夔制漫水或恒定 水位漏
“初学记”,殷夔“漏刻法”
隋 唐 唐 唐 北宋 金 北宋 北宋
耿询、宇文恺制大 “玉海”卷十一、“国史志”、 称式刻漏,献于隋 “宋史” 炀帝
吕才制“多壶式受 水壶刻漏”
“事林广记”、“六经图”
杨禹“山居新话”、“中国 唐代盛行赤道式日 元· 梅文鼎 晷,并于十七世纪 科学技术史”、清· 前传入欧洲 “日晷”备考三考 天文志”、“中国科 梁令瓒,一行制擒 “新唐书· 纵机构 学技术史” 燕肃制“莲花漏” 初学记 “六经图”、“大清会典” “初学记”
子圈所经历的时间间隔称为1视太阳日。
1视太 阳 日=24视太阳小时(24h); 1视太阳小时=60视太阳分钟(60m); 1视太阳分钟=60视太阳秒钟(60s) 在一个视太阳日中,太阳在同一子圈上连续两次下中天,
这期间太阳正好完成一整周360°的周日视运动。所以视时
与角度之间同样存在着时、度换算的关系。
平太阳日与恒星日之间的关系
• 在天文航海中,平太阳赤经日变化量 DRA=59´ .14可以 认为是一个定值。
• 由于平太阳有周年视运动,而春分点没有,所以1个平太 阳日比1个恒星日长3m56s.564m。 • 1平太阳日=天球旋转(360+DRA)所经历的时间 =天球旋转(360+59.14)所经历的时间 =1恒星日+3m56s.56
出现复式多壶漫流 刻漏
舒易简、于渊、周 宗制皇祐刻漏
沈括革新皇祐漏刻 沈括“梦溪笔谈”、“浮漏仪”
公元1090年 公元1250年
北宋 南宋
苏颂、辅公濂制 水运仪像台
“新仪像法要”
“香篆”钟和灯钟记 洪刍“香谱”、杨禹“山居新 时在中国广为流 话” 行 地平式日晷由西 方传入(携带式 日晷) 郭守敬制“周公测 景台”、“大明殿灯 漏” 宋代农夫已开始 使用田漏 杜子威、冼运行 制广州铜壶滴漏 詹希元制五轮沙 漏 “元史· 天文志”、“中国科 学技术史” “元史· 天文志” 王祯“农书”、“中国刻漏”、 梅晓臣“田漏” “广州延祐铜壶记” “明史· 天文志”、宋濂“五 轮沙漏铭”
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