地球自转和时间系统
航海学Ⅱ天文航海3-时间
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。 • 一、视太阳日 • 在周日视运动中，太阳中心连续两次经过 某地子圈所经历的时间间隔称为l视太阳日。 l视太阳日可分为： • l视太阳日＝24视太阳小时(24h)； • l视太阳小时=60视太阳分钟(60m)； • l视太阳分钟=60视太阳秒钟(60s)。
• 正 跳 秒 ： 23h59m60s 之 后 是 次 日 的 00h00m00s 这实质上是把原子时AT的时 刻推迟ls。 • 负 跳 秒 ： 23h59m58s 之 后 是 次 日 的 00h00m00s 。这实质上是把原子时AT的 时刻提前1s。 • 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。
• 在天文航海中，恒星时是以春分点时角来表 示的。恒星时是天文学上采用的时间计量单 位。它不宜用于日常生活和工作中。这主要 是恒星时与昼夜关系不固定的缘故。我们已 知，春分点每天中天的时间比太阳提前约4m。 例如，3月21日，太阳位于春分点，这一天 春分点与太阳同时上中天，恒星日从中午开 始，到6月22日，春分点上中天的时间比太 阳提前约6h，恒星日从黎明开始。同理，9 月23日恒星日从午夜开始，12月22日恒星日 从黄昏开始，由此可见，恒星时的时刻与昼 夜的关系不固定。然而，人们的日常生活工 作一般是。根据“昼夜”来安排的，所以恒 星时不宜用于日常生活之中。
• 1．建立在地球自转基础上的世界时系统； • 2．建立在地球公转基础上由力学定律所 确定的历书时系统； • 3．建立在原子能级跃迁频率基础上的原 子时系统。
• 一、世界时系统 • 世界时系统(universal time system) 是建立在地球自转运动基础上的时间系 统。也就是说，以地球自转周期作为时 间的计量单位。 • 地球上的人们无法直接测量地球的自转 周期，但是，可以选择地球以外的一点 作为参考点，观测该点的周日视运动的 周期来间接地测出地球自转的周期，从 而得到时间的计量单位。选择不同的参 考点，得到的时间计量单位也不同。
大地测量学基础-第2章坐标系统与时间系统
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”。
世界时、UTC、GPS时、本地时间、闰秒
世界时、UTC、GPS时、本地时间、闰秒（一）时间系统世界时是基于地球自转的一种时间计量系统，反映了地球在空间的位置。
原子时是基于原子物理技术的一种更加均匀的时间系统，对于测量时间间隔非常重要。
由于两种时间尺度速率上的差异，一般来说1～2年会差1秒。
协调世界时（UTC , Universal Time Coordinated）是我们日常生活所用的时间，是一种折衷的时间尺度，它用原子时的速率，而在时刻上逼近世界时，所用方法就是“闰秒”，当协调世界时和世界时之差即将超过±0.9秒时，就对协调世界时作一整秒的调整。
UTC在本质上还是一种原子时，因为它的秒长规定和原子时秒长相等，只是在时刻上，通过人工干预（闰秒），尽量靠近世界时。
方法是：必要时对协调世界时作一整秒的调整（增加1秒或去掉1秒），使UTC和世界时的时刻之差保持在±0.9秒以内。
这一技术措施就称为闰秒（或跳秒），增加1秒称为正闰秒（或正跳秒）；去掉1秒称为负闰秒（或负跳秒）。
是否闰秒，由国际地球自转服务组织（IERS）决定。
闰秒的首选日期是每年的12月31日和6月30日，或者是3月31日和9月30日。
如果是正闰秒，则在闰秒当天的23时59分59秒后插入1秒，插入后的时序是：…58秒，59秒，60秒，0秒，…，这表示地球自转慢了，这一天不是86400秒，而是86401秒；如果是负闰秒，则把闰秒当天23时59分中的第59秒去掉，去掉后的时序是：…57秒，58秒，0秒，…，这一天是86399秒。
最近的一次闰秒是在2005年底实施的。
2005年7月4日，国际地球自转服务组织（IERS）发布C公报，协调世界时（UTC）将在2005年底实施一个正闰秒，即增加1秒。
届时，所有的时钟将拨慢1秒。
具体实施步骤如下：UTC协调世界时：23时59分59秒（2005年12月31日）23时59分60秒（2005年12月31日）00时00分00秒（2006年1月1日）相应地，北京时间：7时59分59秒（2006年1月1日）7时59分60秒（2006年1月1日）8时00分00秒（2006年1月1日）之前的一次闰秒发生在1999年1月1日。
第二章坐标系统和时间系统
• 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。
• 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。
第一节 地球的运转
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 ：以地球质心为中心以无穷大为半径的假想球体。 球
① 天轴与天极：地球自转轴的延伸直线为天轴；天轴与天
• 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 • 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；
•第一节 地球的运转
•⑤
• :地球公转的轨道面与天球相交的大圆，黄道面
黄道
与赤道面的夹角，称为黄赤交角，约为 。
• ⑥ 春分 • :当太阳在黄道上从天球南半球刚北半球运行时
GPS时间系统概述和世界时系统
GPS时间系统概述和世界时系统6．1 GPS时间系统概述 时间包含“时刻”和“时间间隔”2个概念。
所谓时刻，即发⽣某⼀现象的瞬间。
在天⽂学和卫星定位中、与所获数据对应的时刻也称为历元。
时间间隔则是指发⽣某⼀现象所经历的过程，是这⼀过程始末的时刻之差。
所以，时间间隔测量也称为相对时间测量，⽽时刻测量相应地称为绝对时间测量。
要测量时间，必须建⽴⼀个测量基准，即时间的单位（尺度）和原点（起始历元）其中，时间的尺度是关键．⽽原点可以根据实际应⽤加以选定。
⼀般地，任何⼀个可观察的周期运动现象，只要符合以下要求．都可以⽤做确定时问的基推： （1）运动应是连续的，周期性的。
（2）运动的周期应具有充分的稳定性。
（3）运动的周期必须具有复现性、即要求在任何地⽅和时间，都可以通过观测和实验，复现这种周期性运动。
时间测量基准不同，则描述的时刻和时间间隔都不相同，从⽽得到了不同的时间系统。
在天⽂学和空间科学技术中，时间系统是精确描述天体和⼈造卫星运⾏位置及其相互关系的重要基准，因⽽也是⼈类利⽤卫星进⾏定位的重要基难。
在GPS卫星定位中，时间系统的重要意义主要表现为如下⼏点。
（1）GPS卫星作为⼀个⾼空观测⽬标，其位置是不断变化的。
因此，在给出卫星运⾏位置的同时．必须给出相应的瞬间时刻。
例如，当要求GPS卫星的位置误差⼩于1M时，则相应的时刻误差应⼩于2．6xl0。
（2）GPS定位是通过接收和处理GPS卫星发射的⽆线电信号来确定⽤户接收机（即观测站）⾄卫星间的距离（或距离差），进⽽确定观测站的位置的。
因此，准确地测定观测站⾄卫星的距离，必须精密地测定信号的传播时间。
若要求其距离误差⼩于1M，则信号传播时间的测定误差应⼩于3xlo—10。
（3）由于地球的⾃转，地球上点在天球坐标系中的位置是不断交化的。
若要求⾚道上⼀点的位置误差不超过1cm，则时间的测定误差应⼩于2x10-5s。
显然，利⽤GPS进⾏精密的导航与测量，应尽可能获得⾼精度的时间信息。
参心坐标系名词解释
参心坐标系名词解释
参心坐标系是一种描述地球表面位置和方向的坐标系统，其中参考椭球中心、地球自转轴、地球短轴、经度与纬度、大地水准面、高度和深度、地球引力场以及时间系统等概念在系统中扮演重要角色。
1. 参考椭球中心：参考椭球中心是参心坐标系的原点，通常与地球质心重合，但并不一定。
参考椭球中心的位置通过定位测量和天文观测等方式来确定。
2. 地球自转轴：地球自转轴是地球绕其自身轴线旋转的轴线，其方向与地球公转轨道面垂直，并指向北极星附近。
在参心坐标系中，地球自转轴通常与参考椭球的长轴重合。
3. 地球短轴：地球短轴是参考椭球赤道面与地球自转轴的交点之间的距离，也称为短半轴或横截面半径。
4. 经度与纬度：经度和纬度是用来描述地球表面点位置的坐标系。
经度是以本初子午线为0°，以东为东经，以西为西经；纬度是以赤道为0°，向北为北纬，向南为南纬。
5. 大地水准面：大地水准面是指与平均海水面重合并延伸至大陆内部的连续曲面。
大地水准面是参心坐标系中描述地球表面位置的基础。
6. 高度和深度：在参心坐标系中，高度是指从大地水准面到地球表面上任意一点的垂直距离；深度则是指从大地水准面到地下任意一点的垂直距离。
7. 地球引力场：地球引力场是地球对周围物体产生的引力作用分布。
在参心坐标系中，地球引力场是用来描述地球表面点和地球自转轴之间引力关系的。
8. 时间系统：时间系统是用来描述时间变化的系统。
在参心坐标系中，时间系统是用来确定地球自转速度和其他天体位置变化的基础。
地球自转
岁差和章动、极移的两个分量X 和Y 以及世界时（Universal Time，UT1）和协调世界时（Universal Time coordinated，UTC）之差UT1-UTC 或者日长变化（其为UT1-UTC 的衍生物）常用来反映地球自转的变化，称为地球定向参数（EarthOrientation Parameters，EOP）。
其中，极移、UT1-UTC 和日长变化称为地球自转参数（EarthRotation Parameters，ERP）（孔祥元等，2010）。
随着现代空间大地测量技术如甚长基线干涉测量（Very Long Baseline Interferometry，VLBI）、卫星激光测距（Satellite Laser Ranging，SLR）、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）等的不断发展，已能为人们提高更高精度、更高分辨率的地球定向参数。
与经典光学测量技术相比，其观测精度提高了两个数量级（王保卫，1999）。
在极移方面，目前观测精度达到0.1 mas（相当于地面上3mm 的距离），日长变化的观测精度可达到0.01 ms（Wlofgang，2008；徐君毅，2010）由于复杂的数据处理过程，利用现在测量技术所获取的海量数据并不能实时的给出地球定向参数解算值，如运用VLBI、SLR 等高精度的观测手段来获取EOP 值往往要延迟2~5 天，而利用GPS，其解算速度相对较快，也要延迟2~3 个小时来获取EOP变化值。
但GPS 技术解算时受系统影响较大，长期性并不好，需要VLBI 和SLR 技术解算值来进行修正（王琪洁，2007；徐君毅，2010）。
基于此，地球自转参数是无法实时获取的，为了解决这一矛盾，利用已有观测资料对EOP 进行预测，建立高精度的预报模型就显得尤为重要。
极移主要包括两种：周期为12 个月的周年受迫摆动和周期为14 个月的Chandler 自由摆动，一般有平均极移和瞬时极移两种方式表示。
地球的运动地方时、区时及日期变更
国际日期变更线是实际用于日期 变更的经度线，它是根据地球的 自转和时区的分布而设定的。
日期变更的影响和意义
避免时间混乱
通过设定日期变更线和规定日期 变更规则，可以避免在不同地区 出现时间上的混乱，确保全球时
间的统一性和准确性。
促进国际交流
标准的日期变更规则有助于促进国 际间的交流和合作，方便各国之间 的商务、旅游和文化交流活动。
地球的运动、地方时、 区时及日期变更
目录
• 地球的运动 • 地方时 • 区时 • 日期变更
01
地球的运动
地球的自转
地球自转的概念：地 球绕自身轴线旋转一 周的运动。
地球自转的周期：一 个恒星日，即23小时 56分4秒。
地球自转的方向转的概念：地球绕太阳 旋转的运动。
02
地方时
地方时的定义
01
地方时是指在不同地理位置上由 于地球自转造成的时刻差异。
02
由于地球自转一周为360度，所 需24小时，因此每15度经度对应 的时间差为一个小时。
地方时的计算方法
已知某地的经度，可以通过计算得出 该地的地方时。
例如，如果某地的经度为东经120度 ，则该地的时间比格林尼治时间早8小 时。
在航空中，飞行员需要知道目 的地的时间，以便进行时间转
换和协调。
在航海中，船员需要知道当地 时间和UTC时间，以便进行导
航和通信。
在通信中，不同地区的用户需 要知道对方的时间，以便进行
准确的交流和协调。
04
日期变更
日期变更线的定义
日期变更线是地球上用于区分东十二区和西十二区的经度线，也称为国际日期变更 线。
方便日常生活
日期变更规则的标准化也方便了人 们的日常生活和工作，使得日程安 排、计划和行程更加有序和高效。
以地球自转为基础的时间计量系统
以地球自转为基础的时间计量系统。
地球自转的角度可用地方子午线相对于天球上的基本参考点的运动来度量。
为了测量地球自转，人们在天球上选取了两个基本参考点：春分点（见分至点）和平太阳，由此确定的时间分别称为恒星时和平太阳时。
世界时区的划分，是以本初子午线为标准的。
从西经7度5分到东经7度5分（经度间隔为15度）为零时区；从零时区的边界分别向东和向西，每隔经度15度划一个时区，东、西各划出12个时区；东十二时区与西十二时区相重合。
全球共划分成24个时区。
各时区都以中央经线的地方平时为本区的区时。
相邻两时区的区时相差一小时。
时区界线原则上按照地理经线划分，但在具体实施中，为了便于使用，往往根据各国的政区界线或自然界线来确定。
地球自转与时间计算的关联
地球自转的角速度是恒定的，约为每小时15度。
地球自转的周期和速度
地球自转的周期为24小时，也就是一天。这个周期也被称为太阳日，是人们日常生活的基础。
地球自转的速度并不是均匀的，因为地球的赤道附近自转线速度最快，而越接近两极速度越慢。此外 ，地球自转的速度还受到多种因素的影响，如地球内部的物理特性和地球外部的力，例如潮汐力。
原子钟的精度与时间测量
01
原子钟利用原子能级跃迁频率作为计时基准，具有极高的稳定 性和精度，是目前最准确的时间测量工具。
02
原子钟的精度可以控制在秒级以下，甚至达到纳秒级，为科学
研究、通信、导航等领域提供了可靠的时间基准。
原子钟的发展推动了时间测量技术的进步，提高了时间测量的
03
可靠性和准确性。
科技对时间标准的影响
05
现代科技对时间计算的影响
卫星定位系统与时间测量
卫星定位系统通过接收地球上不 同位置的信号，可以精确测定时 间差，为全球提供准确的时间服
务。
卫星定位系统可以实时监测地球 自转速度的变化，确保时间测量
的准确性。
卫星定位系统的发展使得时间测 量更加便捷，不受地理位置限制 ，提高了时间测量的覆盖范围。
时间科学的发展
时间科技的发展将促进时间科学的研究，进一步揭示时间与宇宙的奥历法与地球自转密切相关，用于指导人类生活和农业生产等活
动。
04
时区与地球自转的关联
时区的定义和划分
总结词
时区是地球上根据经度划分的区域， 同一时区内的地区拥有相同的时间。
详细描述
时区是为了统一全球时间而设定的， 地球被分成24个时区，每个时区覆盖 经度15度。每个时区的中心经度被选 定为该时区的标准时间。
地理地球的自转和公转
地理地球的自转和公转地球是我们生活的家园，它不断地进行着自转和公转，这两个运动对地球的气候、季节等有着重要的影响。
本文将详细介绍地理地球的自转和公转的过程以及其对地球的影响。
一、地球的自转地球的自转是指地球绕着自身的轴线旋转的运动。
地球的自转周期是24小时，我们常说的一天就是指地球绕一圈所需的时间。
地球的自转轴是一个想象的直线，称为地轴，地轴穿过地球的南北两极。
地球的自转带来了白昼和黑夜的交替。
在地球自转时，太阳只能照射到地球的一半，没有被照射到的一半面对着太阳的一侧就是黑夜，而受到太阳照射的一半则是白昼。
南北极之间有一个寒带，这里的地区由于地球倾斜，所以白昼和黑夜的时间不同。
地球自转还带来了地球的赤道膨胀和极地扁平化。
由于地球自转造成的离心力，使得地球的赤道半径比两极半径要大，所以地球是一个略微扁平的椭球体。
二、地球的公转地球的公转是指地球绕太阳运动的轨迹。
地球的公转周期是365.25天，我们常说的一年就是指地球绕太阳一周所需的时间。
地球绕太阳的轨道是一个椭圆，将太阳放置在椭圆的一个焦点上。
地球的公转轨道呈现出一个相对固定的倾斜角度，这个角度被称为地球轨道倾角。
地球轨道倾角的存在导致了地球的季节变化。
当地球公转到太阳附近的时候，该地区就是夏季，太阳照射时间长；而当地球公转离太阳较远的时候，该地区就是冬季，太阳照射时间短。
由于地球公转轨迹的椭圆性质，春秋两季为变温季节。
地球的公转也带来了平年和闰年的概念。
由于地球的公转周期是365.25天，所以为了与太阳的实际位置相对应，我们采用了闰年的概念，每4年设置一个闰年，多出来的0.25天被累积到4年中，让年份更为准确。
总结：地理地球的自转和公转是地球重要的运动方式。
自转使地球产生了白昼和黑夜的交替，造成了赤道膨胀和极地扁平化；公转则导致了季节的变化和平年闰年的设定。
这两个运动使地球充满了生机和多样性，也给人类的生活带来了很多的便利和挑战。
我们应该更加关注和爱护我们的地球，共同守护这个美丽的家园。
地球自转引起昼夜交替
地球自转引起昼夜交替地球的自转是指地球围绕其轴心运动一周所需的时间。
这个自转运动使得地球不断旋转，导致地球上出现昼夜交替的现象。
本文将探讨地球自转引起昼夜交替的原理、周期和对地球生态系统的影响。
地球自转的原理是地球围绕其轴心从西向东旋转。
这个轴心又被称为地轴，它是连接地球两个地理极点的想象线。
地球自转的速度较快，每小时约1,670千米（1,040英里）。
由于地球自转，地球表面的物体看起来从早晨到晚上都在不断移动，形成了昼夜交替的现象。
地球自转所需的时间被定义为地球的自转周期，也称为地球日。
通常我们认为一个地球日是24小时，但实际上地球自转周期约为23小时56分4秒。
这是因为地球还在绕太阳公转，所以每天相对于太阳而言，地球需要稍微多转一点。
因此，为了使太阳每天能够出现在相对固定的时间，我们使用了人为设定的时间标准，即24小时的制度。
地球自转引起昼夜交替的过程可以用一个简单的实验来解释。
当我们在昼时站在地球的一侧，这一侧正面朝太阳，在地球自转时，我们会逐渐远离太阳，并且太阳的位置会逐渐下降，天空变暗。
这时，地球另一侧开始暗下来，形成夜晚。
当地球自转一周后，我们再次面对太阳，这时又是一个新的白天。
地球自转引起昼夜交替对地球生态系统有着重要的影响。
昼夜交替是植物和动物生活的基础。
在白天，太阳光照射到地球表面，提供了光合作用所需的能量。
光合作用是植物将太阳能转化为化学能的过程，同时释放出氧气，维持了地球上几乎所有生命的存在。
白天的阳光还提供了动物们追捕食物，寻找伴侣和栖息地的视觉线索。
而在夜晚，地球的自转使得太阳光离开了当地，地球表面进入黑暗。
这个黑暗的环境为夜行动物提供了理想的捕食条件，因为很多猎物变得更容易被捕捉，而且夜晚的生物活动可以避免白天的高温和紫外线辐射。
昼夜交替也对地球的气候和季节变化有着深远的影响。
由于地球各个地区在自转中相对于太阳的角度不同，所以不同地区的温度和气候也不同。
赤道地区因为阳光直射的关系，气温较高，而极地地区由于阳光角度偏低，气温则较低。
地理地球的自转和公转
地理地球的自转和公转地球的自转和公转是地理学中非常重要的概念，对于理解地球的运动、季节、日照和气候等有着重要的意义。
下面，我将为大家详细介绍地球的自转和公转。
地球的自转是指地球围绕着地轴自西向东旋转的运动。
地球自转的速度是相对较快的，大约为每小时1670公里，所以我们在日常生活中感觉不到地球在自转。
地球自转的周期是24小时，这就是我们常说的一天的时间。
地球自转的结果是形成了地球的昼夜交替现象，即地球的一半面对太阳时是白天，另一半背对太阳时是夜晚。
地球的公转是指地球围绕太阳运动的轨道。
地球绕太阳公转的路径被称为地球轨道，它是一个近似椭圆形的轨道。
地球的公转周期为365.25天，这就是我们常说的一年的时间。
地球的公转速度相对较慢，约为每小时30公里，因此我们也很难直接感受到地球在公转。
地球的自转和公转对地理学有着重要的影响。
首先，地球的自转导致了地球的昼夜交替，昼夜的变化直接影响了人们的生活和活动节奏。
比如在白天人们进行工作、学习和其他活动，而夜晚人们则会休息和睡眠。
其次，地球的自转和公转共同决定了地球的季节变化。
当地球公转到不同的位置上时，太阳直射的位置也会改变，从而导致了季节的变化。
最后，地球的自转和公转也影响了地球不同地区的日照时间和气候。
在地球赤道附近，日照时间相对较长，气候也相对较热；而在高纬度地区，日照时间相对较短，气候也相对较冷。
通过以上的介绍，我们可以看到地球的自转和公转是地理学中非常重要的概念。
它们不仅影响着地球的季节、日照和气候等自然现象，也直接影响着人们的生活和活动方式。
因此，我们应该更加深入地了解地球的自转和公转，才能更好地理解地理学中的相关知识和现象。
希望通过学习这些知识，大家对地球的运动和地理学有一个更加全面和深入的认识。
坐标系统与时间系统
/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
高考地理2025年地球自转公转知识点详解
高考地理2025年地球自转公转知识点详解在高考地理中，地球自转和公转是非常重要的知识点。
理解地球的自转和公转对于我们解释许多自然现象、掌握气候和季节变化等都具有关键意义。
接下来，让我们详细地了解一下这两个重要的地理概念。
地球自转，简单来说，就是地球绕着自己的地轴不停地转动。
它的方向是自西向东，从北极上空看是逆时针旋转，从南极上空看则是顺时针旋转。
地球自转一周的时间约为 23 小时 56 分 4 秒，这被称为一个恒星日。
地球自转带来了许多显著的地理现象。
首先就是昼夜交替。
由于地球是一个不透明的球体，太阳只能照亮地球的一半，另一半则处于黑暗之中。
随着地球的自转，昼半球和夜半球不断交替，从而形成了昼夜交替的现象。
这一现象使得地球上不同地区在不同时间经历白天和黑夜，对生物的作息和人类的生产生活产生了重要影响。
其次，地球自转还导致了地方时的差异。
由于地球自西向东自转，东边的地区总是比西边的地区先看到日出，时间也就更早。
我们将全球划分为 24 个时区，每个时区相差 1 小时。
这样，当我们跨越时区旅行时，就需要调整手表上的时间。
另外，地球自转还会产生地转偏向力。
在北半球，运动的物体向右偏转；在南半球，运动的物体向左偏转。
这种地转偏向力对于大气环流、洋流的运动方向以及河流的冲刷和沉积等都有着重要的影响。
接下来，我们再看看地球的公转。
地球公转是指地球绕着太阳进行的运动，公转的方向也是自西向东，公转一周的时间约为 365 天 6 小时 9 分 10 秒，这被称为一个恒星年。
地球公转的轨道是一个近似正圆的椭圆形，太阳位于其中的一个焦点上。
在公转过程中，地球与太阳的距离会发生变化，从而产生了四季的更替。
当地球公转到近日点时，大约是每年的 1 月初，此时地球距离太阳较近，但由于太阳直射点的位置在南半球，北半球处于冬季；当地球公转到远日点时，大约是每年的 7 月初，此时地球距离太阳较远，但太阳直射点在北半球，北半球处于夏季。
时间系统和坐标参照系GNSS
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，
地球的运转时间系统坐标系统
大地测量参考框架（Geodetic Reference Frame)
大地测量参考系统：它的具体实现，是通过大地测量手段确定的固
定在地面上的控制网(点)所构建坐标参考架、高程参考框架、重力参考
框架。
31
国家平面控制网
是全国进行测量工作的平面位置的参考框架，国家平面控制网是按控制 等级和施测精度分为一、二、三、四等网。目前提供使用的国家平面 控制网含三角点、导线点共154348个。 国家高程控制网：是全国进行测量工作的高程参考框架，按控制 等级和施测精度分为一、二、三、四等网，目前提供使用的1985国家 高程系统共有水准点成果114041个，水准路线长度为4166191公里。
TDT与TDB的关系式为： TDB＝TDT＋0. 001658 sin（ ＋0. 0167 sin g
g=（357. 528°＋35999.050°T）（2 /360）
18
原子时（AT）
原子时：是一种以原子谐振信号周期为标准。原子时的基本单位是原子 时秒，定义为：在零磁场下，位于海平面的铯原子基态两个超精细能级 间跃迁辐射9192631770周所持续的时间为原子时秒，规定为国际单位制 中的时间单位。 根据原子时秒的定义，任何原子钟在确定起始历元后，都可以提供 原子时。由各实验室用足够精确的原子钟导出的原子时称为地方原子时 。
由于地球的旋转轴是不断变化的通常约定某一刻作为参考历元把该时刻对应的瞬时自转轴经岁差和章动改正后的指向作为轴的指向点以xoy的垂直方向为建立天球坐标系称为协议天球坐标系或协议惯性坐标系ciscisconventionalinertialsystem383838惯性坐标系cis与协议天球坐标系协议天球坐标系与瞬时平天球坐标系的差异是岁差导致的轴方向发生变化产生的通过对协议天球坐标系的坐标轴旋转就可以实现两者之间的坐标变换393939协议天球坐标系转换到瞬时平天球坐标系404040cismt20040182032306017998414141协议天球坐标系转换到瞬时平天球坐标系瞬时真天球坐标系与瞬时平天球坐标系的差异主要是地球自转轴的章动造成的两者之间的相互转换可以通过章动旋转矩阵来实现
什么是时间系统
什么是时间系统
时间是物质存在和运动的客观形式，建立时间单位必须以物质的运动为依据。
选取的物质运动形式不同，就会有不同的时间系统。
早期当人们把地球自转看作均匀运动时，就以地球自转作为时间计量的基准，以春分点（真太阳）连续两次上中天的时间间隔叫做一个恒星回（真太阳日）。
由于真太阳运动复杂，使得真太阳时不均匀。
1895年纽康引入了假想的参考点――平太阳，定义了平太阳时。
建立了平太阳时与恒星时之间的相互转换关系。
1928年国际天文学会正式将格林尼治平太阳时命名为世界时。
从此以地球自转为基准的时间计量系统的世界时被全世界统一使用。
我们用的北京时，是东经120o 的平太阳时。
由于地球自转速度不均匀，测绘导致用其测得的时间不均匀。
1960年起，人们开始以地球公转运动为基准来量度时间，用历书时系统代替世界时。
历书时的秒长规定为1900年1月0日12时整回归年长度的1／31 556 925.974 7，起始历元定在1900年1月0日12时。
随着科技的发展，历书时的精度已不能满足需要，1967年后，历书时被原子时所取代。
原子时的时间单位在目前来说是最精确的，但原子时不能确定时刻。
为了得到既有准确时刻，又有精确秒长的时系，国际上规定了协调世界时。
协调世界时的秒长与原子时秒长一致，在时刻上尽量与世界时接近（其差值在全0．9秒以内。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、地球绕太阳公转
（1） 符合开普勒三大定律 ） （2） 旋转的椭圆轨道称为黄道 ）
二、地球的自转
地轴， 地轴，瞬时旋转轴 1. 地轴方向相对于空间的变化（岁差和章动） 地轴方向相对于空间的变化（岁差和章动） 岁差：地轴在空间绕黄极发生缓慢的旋转的现象。 岁差：地轴在空间绕黄极发生缓慢的旋转的现象。 周期为26000年。 周期为 年 章动：由于月球引力的影响， 章动：由于月球引力的影响，导致地轴在岁差的基础上叠加 了周期为18.6年的短周期运动，这种现象称为章动。 年的短周期运动， 了周期为 年的短周期运动 这种现象称为章动。 周期为18.6年。 周期为 年
1960 年以前，CIPM（世界度量衡標準會議）以地球自轉為基礎，定義以平均 太陽日之 86400 分之一作為秒定義。即 1秒 = 1/86400 1967年舉行的第13屆國際計量大會(General Conference on Weights and Measures)選擇了以銫原子的躍遷做為秒的新定義，即銫原子同位素133基態超精 細能階躍遷的9192631770個週期所持續的時間定為1秒，稱作原子秒，新定義使 得計時進入了原子時的時代。
上节回顾
一．课程的必要性和特点和学好本 门课方法 二 、 大地测量学概念 。 又称测地学 , 是地 大地测量学概念。 又称测地学, 球科学的一个分支学科。 球科学的一个分支学科。是一门研究地球形状 及行星几何和物理形态特征及其变化规律的基 础科学。包括：物理大地测量学、 础科学。包括：物理大地测量学、几何大地测 量学、卫星大地测量学和空间大地测量学。 量学、卫星大地测量学和空间大地测量学。
在恒星背景上的相对运动﹐即周年视运动 在恒星背景上的相对运动﹐即周年周日视运动 绕其瞬时旋转轴旋转(自转或周日视运动 绕其瞬时旋转轴旋转 自转或周日视运动)
(由于地球自转﹐地面上的观测者看到天体自东向西沿着与赤道平行的小圆 由于地球自转﹐ 由于地球自转 转过一周。这种直观的运动称为天体的周日视运动) 转过一周。这种直观的运动称为天体的周日视运动
第2章 坐标系统与时间系统 章
2.1 地球的运转 地球的运转分为四类: 地球的运转分为四类 (1) 与银河系一起在宇宙中运动 (2) 在银河系内与太阳系一起运转 (3) 与其他行星一起绕太阳旋转(公转或周年视运动) 与其他行星一起绕太阳旋转(公转或周年视运动 公转或周年视运动) (太阳除参与因地球自转引起的周日视运动外﹐还存在因地球公转引起的 太阳除参与因地球自转引起的周日视运动外﹐
三、大地测量的发展和展望 圆球阶段:同一时间,同一子午线上不同点处天 顶距差别子午线弧长. 椭球阶段：长度单位的确立;最小二乘法地提 出;椭球大地测量学的形成;弧度测量大规模展开 ;推算了不同的地球椭球参数 大地水准面阶段：国家天文网的布设;几何水 准,因瓦基线尺,平行测微器;大规模三角测量;新 椭球;平差. 现代大地测量：大规模水准网布设;工程控制 网;卫星多普勒技术,海洋卫星雷达测高,以及激 光卫星测距等都得到应用;优化设计,配置;国家 区域,GPS网大会战.
2.2 时间系统
课程中细讲， （GPS课程中细讲，大地测量中不多讲） 课程中细讲 大地测量中不多讲）
1、 意义 描述卫星或天文现象相应的时间（时空合一）。 描述卫星或天文现象相应的时间（时空合一）。 2、 时间系统组成 一维时间坐标轴＋时间原点为＋ 一维时间坐标轴＋时间原点为＋时间度量单位 3、秒的定義 、
2. 地轴相对于地球本体内部结构的相对位置变化（极移） 地轴相对于地球本体内部结构的相对位置变化（极移） 极移：地极点在地球表面的位置随时间变化的现象。 极移：地极点在地球表面的位置随时间变化的现象。 国际协议原点CIO 国际协议原点 3. 地球自转的速度变化（日长变化） 地球自转的速度变化（日长变化） 地球的自转速度变化， 地球的自转速度变化，导致日长的视扰动和缓慢 变长， 变长，从而 使以地球自转为基准的时间尺度发生变化。 使以地球自转为基准的时间尺度发生变化。 小结：掌握岁差，章动， 小结：掌握岁差，章动，极移的基本概念
至 10-16
0.005
英国原子钟 美国原子钟
大地测量技术
GPS(Global Positioning System) GLONASS (Global Navigation Satellite System) Galileo SLR(Satellite Laser Ranging) VLBI(Very Long Baseline Interferometry) DORIS(Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) INS(Inertial Navigation System) 以及组合导航系统： 以及组合导航系统：GNSS,GPS+GLONASS,GPS+INS, GPS+INS+Pseudolite、CHAMP、 GPS+INS+Pseudolite、CHAMP、GAOCE
守时精度和稳定度
钟的类型 机械钟 石英钟 铷 钟 6 834 682 613 铯 钟 氢 钟 9 192 631 770 1 410 405 751 振荡频率（GHz） 精度（秒） 稳定度（⊿f/f）
10-1 10-4 10-7 10-8 10-10
10-6 10-9 10-12 10-13 10-15