春分点的经纬度

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1、春分点的经纬度【篇一:空间大地测量】 时间系统学习总结摘要：本次作业重要涉及两部分内容，第一部分系统简介时间系统有关知识;第二部分给出几种常用时间系统的转换算法并给出相应的程序代码(frta语言）实现，且经算例检查无误。第一部分时间系统有关知识.1时间系统基本知识 1)时间测量所需要的公共原则：? 时间的起算基准:时间的起算基准和尺度基准一起决定事件发生的时刻 ？ 时间的尺度基准:尺度基准决定两事件之间的时间间隔,也就是决定期段 2）时间基准的条件 ? 运动是持续、周期性的 ？ 运动周期充足稳定 ？ 运动周期必须具有复现性 )重要时间基准及其依赖的运动: ? 4)守时系统:被用来建立和维持时间

2、频率基准,拟定任一时刻的时间的系统(时钟)。措施:通过时间频率测量和比对技术来评价和维持该系统的不同步钟的稳定度和精确度,并据此给与不同的权重，以便用多台钟来共同建立和维持时间系统的框架。 ）授时：通过授时设施向顾客传递精确的时间信息和频率信息。 .2恒星时和太阳时 恒星时和太阳时都是以地球自转作为时间基准的，其重要差别在于量测自转时所选用的参照点不同。 1)恒星时是以春分点作为参照点的。春分点持续两次通过地方上子午圈的时间间隔为一恒星日。以恒星日为基本均匀分割而获得恒星系统中的“小时”、“分”和“秒”。由于章动的影响，地球自转轴在空间的方向是不断变化的,故春分点有真春分点和平春分点之分。相应

3、的恒星时也有真恒星时和平恒星时之分。真恒星时也即真春分点的地方时角记为as,平恒星时也即平春分点的地方时角记为lmst,这两者只差即为真春分点和平春分点之差， ? 为黄经章动,？为黄赤交角。 last?lmst?cs? 2)太阳时？ 真太阳时是以太阳中心作为参照点的,太阳中心持续两次通过某地的上子午圈的时间间 隔称为一种真太阳日;再均匀分割为小时、分和秒。由于地球环绕太阳的公转轨道为一椭圆,其运动角速度是不相似的，再加上地球公转是位于黄道平面,而时角是在赤道平面量度这一因素，故真太阳时的长度是不相似的。 平太阳时是用一种假太阳来替代真太阳。这个假太阳也和真太阳同样在做周年视运动，但有两点不同:

4、其周年视运动轨迹位于赤道平面而不是黄道平面；它在赤道上的运动角速度是恒定的,等于真太阳的平均角速度。我们称这个假太阳为平太阳；以地球自转为? 基本，以上述的平太阳中心作为参照点而建立起来的时间系统称为平太阳时。3)世界时：格林尼治零子午线处的民用时(即零时区的区时)称为世界时。随着科学技术的发展,人们发现： ？ 地球自转轴在地球内部的位置是在变化的,即存在极移现象； 地球自转的速度也是不均匀的。它不仅涉及长期减缓的趋势，并且还会有某些短周期的变化和季节性的变化,状况比较复杂。 为了弥补上述缺陷,从195年起,便在世界时ut中加入极移改正？?和地球自转速度的季节性改正?t 。由此得到的世界时分别

5、称为u1和t2。 t1?ut0？? u2?ut？?ts ?？1 5 （pn?ypcs？)g? 式中,?、? 分别为天文经度和天文纬度。？t?0.02sn2？t?0.012cs2?t？0.00n?t？007cs4?tt 是以贝塞尔年为单位的日期,?(mjd（)？515403)365242;mjd()为儒略日。1.历书时（pemris ie， et） 为了避免世界时的不均匀性,1960年起引入了一种以地球绕日公转周期为基本的均匀时间系统,称为历书时。历书时是一种以牛顿天体力学定律来拟定的均匀时间,并成为牛顿时。 ? 历书时的秒长：为18年1月05日所相应的回归年长度的1/3155625.747（地

6、球绕日?公转时两次通过春分点的时间间隔为1回归年)。 历书时的起点定义:以19初太阳的平黄经为的瞬间即11月0日世界时12h作为历书时191月0日12h。 历书时的测量:将观测得到的天体位置与用历书时计算得到的天体历表比较，就能内插 出观测瞬间的历书时。 ?历书时缺陷: ?太阳、月球、行星历表中的位置与某些天文常数有关。若修改这些天文常数进行，将导? ? 致历书时的不持续; 由于月球的视面积很大，边沿又很不规则，很难精确找准其中心的位置,因此求得的历书时比理论精度要差的多； 要通过较长时间的观测和数据解决才干得到精确的时间； 由于星表自身的误差，同一瞬间观测月球与观测行星得出的历书时et也许不

7、相似。1. 原子时（tomic time, at） 1)原子时的定义 ? 秒长： 铯133元子基态，在两个超精细的能级间跃迁辐射振荡周所 持获得时间为一种原子秒。 ？ 起点：原子时的起算历元1958年1月1日0h,其值与ut2相似。事实上 (a-2)1580=-0.039 2）国际原子时(tpmgue internatioatai ) 原子时是由原子钟来拟定和维持的。但由于电子元器件及外部运营环境的差别,同一瞬间每台原子钟所给出的时间并不严格相似。为了避免混乱,有必要建立一种更为可靠、更为均匀、能被世界各国所共同接受的统一的时间系统国际原子时ta。tai是17年由国际时间局建立的。目前，根据全

8、球5个时间实验室(截止1月）中大概40台自由运转的原子钟所给出的数据,采用algos算法将得到自由原子时eal，再经时间频率基准钟进行频率修正后求得的; 3)协调世界时(u：nrtie codnatd) 稳定性和复现性都较好的原子时能满足高精确度时间间隔测量的规定，但有不少领域,如天文导航、大地天文学等又与地球自转有密切关系,离不开世界时。为同步兼顾上述顾客的规定,国际无线电科学协会于20世纪6年代建立了协调世界时u。协调世界时的秒长严格等于原子时的秒长,而协调世界时与世界时ut间的时刻差规定需要保持在0.9秒以内,否则将采用闰秒的方式进行调节。 4）gps时 gps时是全球定位系统gs使用的

9、一种时间系统。它是由gs的地面站和gps卫星建立和维持的一种原子时。其起点为10年1月日0h00m。在起始时刻gps时与uc对齐。 uc?pt?n整秒?c0 tai？gst?19？s 国际上有专门单位在测定并发布c0值。 5)goass时 gloss为满足导航和定位的需要也建立了自己的时间系统。我们将其称为glonass时。gnss时也存在跳秒,且与ut保持一致。它们之间有下列关系: utc?oss?1 1.5原子钟? 原子钟的分类 ? 基准型原子钟基准型原子钟是在实验室环境中运营的(对运营的外部条件有很高规定的）具有自我评价能力的最高精度的时间频率原则。目前在全球已有1台正在运营或正在研制的

10、冷原子喷泉钟。巴黎天文台的三台喷泉钟和美国原则与技术研究院研制的喷泉钟的精度和日稳定度都已进入0量级。中国计量科学研究院研制的铯原子喷泉钟，在鉴定期的精确度为? 应用型原子钟守时型原子钟和星载原子钟 .6脉冲星时 16恒星演化到晚期，原子中的电子被压缩到原子核中与质子生成中子，这种星称为中子星。 直径一般只有100k,是宇宙中最小的恒星质量和太阳等恒星相仿。中子星的自转轴与磁轴一般并不一致，随着中子星的自转，这些辐射束也将在空间旋转。中子星自转周期从数毫秒至数秒不等。毫秒脉冲星的自转周期非常稳定,自转周期变化率可不不小于10-2 s。这些脉冲星可成为自然界中最佳的时钟。脉冲星只是自然界中一种具

11、有非常稳定的自转周期的天体。要运用它们的自转周期作为时间基准进而来建立一种可供实用的高精度的时间系统，尚有许多基本性的工作要做。 ? ? 继续寻找脉冲星 广泛开展长期的高精度的to计时测量。只有在广泛开展高精度的长时间的toa测量 的基本上,我们才有也许建立各脉冲星的钟模型: ？?0?f(t?t）? ?df(t?t0)dt2!?d（t？0）dt23！?制定统一规定,协调各国工作,为建立统一的脉冲星时发明条件 1.7 相对论框架下的时间系统 牛顿力学觉得时间是与空间的位置与能量无关的一种独立变量。随着观测技术和计时精度的不断改善,这种典型理论与观测成果之间的矛盾就开始显现。96年第6届u大会作出

12、决策,正式在天文学领域中引进了相对论时间尺度，给出了地球动力学时tdt和太阳系之心动力学时tdb的具体定义。991年召开的第1届大会上又决定将地球动力学时tt改称为地球时t,并引入了地心坐标时tg和太阳系质心坐标时tcb。 ）地球动力学时(emps dynaigueterrestr，tdt) 地球动力学时是用于解算环绕地球质心旋转的天体(如人造卫星)的运动方程，编算其星历时所用的一种时间系统。地球动力学时tdt与国际原子时tai间有下列关系： 目前计算卫星位置、编制卫星星历时所用的时间都采用地球时tt。 d?ti?32.s。 )太阳系质心动力学时(tmps daigue rycenrigueb

13、) 太阳系质心动力学时有时也被简称为质心动力学时。这是一种用以解算坐标原点位于太阳系质心的运动方程(如行星运动方程)并编制其星表时所用的时间系统。3)地心坐标时(emps cordingeocenguetg) 地心坐标时是原点位于地心的天球坐标系中所使用的第四维坐标时间坐标。它是把tdt从大地水准面上通过相对论转换到地心时的类时变量。4）质心坐标时（te coordinat barycetrgueb) 质心坐标时cb是太阳系质心天球坐标系中的第四维坐标。1.8时间传递 时间传递的措施和手段诸多，不同措施的传递精度、以便限度、所需付出的代价及应用的范畴各不相似。 1）短波无线电时号 ? ？ ?

14、频率一般为3mhz0mhz。 比对措施有耳目法、停表法、电子计数器法和时号示波器法。 若经时间比对后测的本地钟的秒信号与接受到的秒信号间的时间差为,则本地钟的钟差u可用下式计算：u?e?d?(?？?r?t)?e?？d-? ? 根据传播距离的不同，d可分别按下列措施来计算： ? 传播距离在10k之间可将地球视为圆球，用球面公式来解算两地之间的球面距离 d0?rarco?n?in?b？os?cos?bcos(?a？?b)?式中 r为地球半径，(?a，?)为发射机的地理经纬度，(?b,？b)为接受机的地理经纬度。 v为无线电信号在大气层中的传播速度,其经验值为8.5万m/。 ？ 距离不小于km r?

15、13r?1？2d0cos2?1i?22c2s按椭球面上的大地线长度公式来计算距离?d0?2dsin?1cos2？2)长波无线电时号 ？ ? 重要以地面波的形式传播,具有衰减小、传播稳定的长处，但传播距离较短。其精度可达1s或更好。 如果将长波发射台构成一种台链，则可进行地基无线电导航。其中最有代表性的是罗兰c系统。 导航台链一般是有一种主台和两个以上的副台构成的。主台和副台均按事先规定的 时延依次用同一频率发射信号。流动顾客只需用接受机测定这些信号达到的时间差后,即可根据发射台的已知站坐标用距离差交会（双曲交会)的措施来测定自己的位置，精度一般可达0.20.5海里。？ 8年代后期，国内又先后在

16、南海、东海等沿海地区建立了长波导航台链,既可用于 导航也可以承当长波授时服务。 3) 电视比对 ? 有源比对：在电视信号的空白段插入时间信号编码。顾客接受信号并经译码和比对后即 可拟定本地钟的钟差。？ 时间比对措施：? 独立定期法：授时精度约为m；共视法:顾客在ut时间0h或1进行卫星电视时刻比对后，再根据“时间频率公报” ?无源比对：直接采用电视信号中的某一行同步脉冲来进行时间比对。4） 搬运钟法:将便携式原子钟搬运至a地与钟进行比对,然后再将其搬运至b地与钟b进行比对，从而求出、b两台钟之间的相对钟差的措施称为搬运钟法。 ? 为了提高精度，一般遵循下述原则进行时间比对：？ ? ? 尽量缩短

17、两次比对间的时间间隔,因而搬运工作一般均用飞机来完毕，也称为飞行钟比对法。 在搬运工程中便携式原子钟应处在较好的外界环境中。 采用来回测的措施对搬运钟自身的误差进行改正。 5）运用卫星进行时间比对:自0世纪中叶以来，运用卫星进行长距离高精度的时间比对技术迅速发展，得到了广泛的应用,成为一种重要的卫星应用领域,运用卫星进行时间比对可分下列两种措施：？ ? 卫星中继法 运用卫星导航定位系统进行精密授时和时间比对 ? 卫星中继法：卫星上无需配备原子钟,只转发来自地面站的时间信号。？ 单向中继法 通过电视直播卫星来传递时间信号的。其原理与电视无源比对法相似。由于受到顾客和卫星【篇二：大地测量学基本-第

18、二版 武汉大学出版社 复习】级 地信班 方游游 第一章大地测量学定义 在一定期间空间的参照系统中，测量和描绘地球以及其她行星体的一门学科。 大地测量学作用1. 在国民经济各项建设和社会发展中发挥着基本先行性的重要保证作用。2. 在防灾减灾救灾以及环境监测、评价和保护中发挥着独具风貌的特殊作用 . 是发展空间技术和国防建设的重要保证4.在现代地球科学研究中地位越来越重要 是测绘学科各分支学科的基本科学 现代大地测量学的特点 1. 测量范畴大 2. 从静态发展到动态，从表面进一步到地球内部构造及动力过程 3. 观测精度高 4. 测量周期短 大地测量学基本内容 1. 拟定地球形状以及外部重力场及其随

19、时间的变化,建立统一的大地测量坐标系，研 究地球形变,测定极移以及海洋水面地形及其变化等 2. 研究月球及太阳系行星的形状及重力场 .建立和维持具有高科技水平的国家和全球的天文大地水平控制网和精密水准为以 及海洋大地控制网，以满足国民经济和国防建设的需要 4.研究为获得高精度测量成果的仪器和措施等 5 研究地球表面向托球迷或平面投影数学变换及有关的大地测量计算6. 研究大规模高精度和多类别的地面网、空间网及其联合网的数据解决的理论和措施， 测量数据库建立及应用等 大地测量学发展简史 1.地球圆球阶段 2. 地球椭球阶段. 大地水准面阶段 4现代大地测量新时期 大地测量的展望 . ss,slr，

20、vb是主导本学科发展的重要的空间大地测量技术 . 空间大地网是实现本学科科学技术任务的重要技术方案3 精化地球重力场模型是大地测量学的重要发展目的 4. 新一代国家测绘基准建设工程已经启动 第二章开普勒三大行星运动定律 1. 行星轨道是一种椭圆，太阳位于椭圆的一种焦点上。2. 行星运动中，与太阳连线在单位时间内扫过的面积相等 3.行星绕轨道运动周期的平方与轨道长半轴立方之比为常数。 岁差 由于日月等天体影响，地球的旋转轴在空间环绕黄极发生缓慢旋转，是地轴方向相对于空间的长周期运动。 章动 地球旋转轴在岁差的基本上叠加18.6年的短周期圆周运动,振幅为9.21。 极移 地轴相对于地球本体内部构造

21、的相对位置变化。 国际合同原点cio 国际上五个i站以10019的平均纬度所拟定的平极作为基准点。 时间的计量涉及哪两大元素 1 时间原点。.度量单位。 计量时间的措施满足的条件（点） 运动是持续的；2. 运动的周期具有足够的稳定性; 运动是可观测的。 春分点 当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运营时，黄道与天球赤道的交点。 什么是大地测量基准?用以描述地球形状的参照椭球的参数、参照椭球在空间中的定位及定向、描述这些位置时所采用的单位长度的定义。涉及:平面基准、高程基准、重力基准等。 什么是大地测量参照系统与参照框架,两者有何关系? 大地测量系统涉及坐标系统、高程深度基准和重力参照系统。 大地

22、测量参照框架有坐标（参照）框架、高程（参照）框架和重力测量(参照)框架三种。是大地测量参照系统的具体实现。 什么是椭球定位与定向？ 椭球定位指拟定椭球中心的位置,分为局部定位和地心定位； 椭球定向指拟定椭球旋转轴的方向。 椭球定向一般要满足哪些条件？（双平行条件) . 椭球短轴平行于地球自转轴； 2. 大地起始子午面平行于天文起始子午面。 恒星时 春分点周日视运动拟定的时间，真恒星时等于真春分点的地方时角,平恒星时等于平春分点的地方时角。 恒星日春分点持续两次通过同一子午圈上中天的时间间隔。 真太阳时 真太阳周日视运动拟定的时间（不均匀）。 平太阳日 平太阳持续两次通过同一子午圈的时间间隔。

23、世界时 以格林尼治子夜起算的平太阳时。原子时在零磁场下，铯-3原子基态两个超精细能级间签约辐射周所持续的时间。 什么是参照椭球？ 具有拟定参数、通过局部定位和定向同某一地区大地水准面最佳拟合的地球椭球。什么是总地球椭球? 除了满足地心定位和双平行条件外,在拟定椭球参数时能使它在全球范畴内与大地体最密合的地球椭球。 什么是惯性坐标系?在空间固定不动或做匀速直线运动的坐标系。 岁差旋转矩阵 m极移旋转矩阵n章动旋转矩阵 e地球自转 合同天球坐标系、瞬时平天球坐标系、瞬时真天球坐标系的定义合同天球坐标系:商定某一时刻作为参照历元,把该时刻相应的瞬时自转轴经岁差和章动改正后的指向作为z轴，以相应的春分

24、点作为x轴的指向点,xoz的垂直方向作为轴尖利的直角坐标系；瞬时平天球坐标系(与合同有岁差差别）：以此瞬时北天极和平春分点方向为z轴和x轴方向瞬时真天球坐标系(与合同有章动、岁差差别;与平天球有章动差别):以瞬时北天极和真春分点为参照建立的天球坐标系。 什么是地心地固坐标系？原点与地球质心重叠，固定在地球上与地球一起旋转的坐标系。 如何定义合同地球坐标系与瞬时地球坐标系，两者关系如何？合同地球坐标系:采用合同地极方向、国际通用的地固坐标系；、 瞬时地球坐标系：采用瞬时地极方向的地球坐标系;关系:两者的差别是由于极移引起的。xycs=mxyzt，其中xzcts为采用合同地极方向的合同地球坐标,m

25、为极移旋转矩阵。 如何建立合同地球坐标系与合同天球坐标系的转换？借助瞬时地球坐标系与瞬时天球坐标系的指向相似来实现。xyzct=menpxyzcis什么是大地原点，有何作用？什么是起算数据? 大地原点也称大地基准点或大地起算点，是国家地理坐标经纬度的起算点和基准点。作用是建立坐标系。起算数据也称大地测量起算数据,涉及大地经度,大地纬度，大地方位角。 什么是ies、itrs、trf？iers的建立涉及哪些大地测量技术？ ers：国际地球自转服务; irs:国际地球参照系统; rf:国际地球参照框架; 涉及vlbi、slr、gps、dri等空间大地测量技术。 世界协调时 以原子时秒长为计量单位、在

26、时刻上与平太阳时只差不不小于0.秒的时间系统。天球 以地球质心为中心，以无穷大为半径的假想球体。 天轴与天极 地球自转轴延伸直线为天轴;天轴与天球的交点为天极。天球赤道面与天球赤道 通过地球质心与天轴垂直的平面;与天球相交的大圆。 天球子午面与天球子午圈 涉及天轴并通过地球上任一点的平面；它与天球相交的大圆。 时圈 通过天球的平面与天球相交的半个大圆。 黄道 地球公转轨道面与天球相交的大圆 黄极 通过天球中心，且垂直于黄道面的直线与天球的交点。 子午线收敛角 高斯投影面上任意点子午线的投影线的切线方向与该点坐标的正北方向的夹角。 iers的重要任务 . 维持icrs和crf； 2.维持ts和r

27、f；3. 为目前应用和长期研究提供及时精确的erp; 第三章 重力是如何定义的，与物理学的重力有何区别?重力:地球引力及由于质点绕地球自转周旋转而产生的离心力,两者的合力称地球重力。区别在于物理学中重力的方向总是竖直向下指向地心 重力的单位伽gal，单位cms-2 位是如何定义的?它与引力的关系是什么？ 位是一种有质量的物体所产生的标量场。 引力位是单位质点收到物质的引力作用产生的位能/单位之巅从无穷远移动到该点引力所做的功。 重力位有何性质？是如何得到这些性质的? 1. 重力位对任意方向的余弦等于重力在该方向上的分力; . 重力位函数不是调和函数; 大地水准面的定义完全静止的海水面所形成的重力等位面。 水准面不平行给测量带来的问题 水准测量时，两固定点的高差沿不同测量路线测得的成果不一致。 为什么要引入正常地球讨论正常地球重力位和正常引力位？目前一般是用什么形状的正常地球？ 要精确计算出地球重力位，必须懂得地球表面形状及内部物质密度。前者是我们要研究的，后者极其不规则。引入正常地球后,真的地球重力位被分为正常重力位和扰动位两部分,实际重力也被分为正常重力和重力异常两部分。