地球自转和时间系统

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
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﹐即周年视运动)
(4)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 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
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
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.
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。
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
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﹐
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Fra Baidu bibliotek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
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。