【时间管理】第二章坐标系统和时间系统(1)
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0.093104s T 2 6.2 106T 3
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
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″ 。
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
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)
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：
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 23.5。
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)。
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 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。
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.
（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：
LAST LMST GAST GMST cos GMST LMST GAST LAST
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( xt，yt)表示。
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。
0.093104s T 2 6.2 106T 3
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
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″ 。
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
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)
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：
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 23.5。
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)。
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 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。
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.
（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：
LAST LMST GAST GMST cos GMST LMST GAST LAST
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( xt，yt)表示。
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。