(2)-2.1 天球坐标系统GNSS测量与数据处理

2.1天球坐标系2.2地球坐标系2.3时间系统2.4连续纪时方法第2章GNSS定位的时空基准时空基准，即坐标系统和时间系统及时实现，是描述卫星在轨运动，进行GNSS数据处理，开展导航、定位和授时服务的数学与物理基础。2.1天球坐标系2.2地球坐标系2.3时间系统2.4连续纪时方法第2章GNSS定位的时空基准1.天球的基本概念2.天球空间直角坐标系3.天球球面坐标系4.瞬时天球坐标系5.协议天球坐标系1.天球的基本概念§2.1天球坐标系1.天球的基本概念天球：指以任一点为中心，半径r为任意长度的一个假想球体，包括地心天球、日心天球、站心天球等。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Pn(北天极)Ps(南天极)称为天极。天球赤道面与天球赤道：通过地球质心与天轴垂直的平面为天球赤道面，该面与天球相交的大圆为天球赤道。§2.1天球坐标系1.天球的基本概念天球子午面与天球子午圈：包含天轴并经过天球上任一点的平面为天球子午面，该面与天球相交的大圆为天球子午圈。时圈：通过天轴的平面与天球相交的半个大圆。黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，即当地球绕太阳公转时，地球上的观测者所见到的太阳在天球上的运动轨迹。黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角，约23.5°。§2.1天球坐标系1.天球的基本概念黄极：通过天球中心，垂直于黄道面的直线与天球的交点。靠近北天极的交点

n称北黄极，靠近南天极的交点

s称南黄极。春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点。秋分点：当太阳在黄道上从天球北半球向南半球运行时，黄道与天球赤道的交点。2.1天球坐标系2.2地球坐标系2.3时间系统2.4连续纪是方法第2章GNSS定位的时空基准1.天球的基本概念2.天球空间直角坐标系3.天球球面坐标系4.瞬时天球坐标系5.协议天球坐标系2.天球空间直角坐标系2.天球空间直角坐标系天球坐标系

在天球坐标系中，任一天体的位置可用天球空间直角坐标系和天球球面坐标系来描述。天球空间直角坐标系：原点位于地球的质心，z轴指向天球的北极Pn，x轴指向春分点，y轴与x、z轴构成右手坐标系。知识点§2.1天球坐标系2.1天球坐标系2.2地球坐标系2.3时间系统2.4连续纪是方法第2章GNSS定位的时空基准1.天球的基本概念2.天球空间直角坐标系3.天球球面坐标系4.瞬时天球坐标系5.协议天球坐标系3.天球球面坐标系3.天球球面坐标系原点位于地球的质心，赤经为含天轴和春分点的天球子午面与经过天体s的天球子午面之间的交角，赤纬为原点至天体的连线与天球赤道面的夹角，向径r为原点至天体的距离。知识点§2.1天球坐标系天球空间直角坐标系与天球球面坐标系在表达同一天体的位置时是等价的，二者可相互转换。§2.1天球坐标系2.1天球坐标系2.2地球坐标系2.3时间系统2.4连续纪是方法第2章GNSS定位的时空基准1.天球的基本概念2.天球空间直角坐标系3.天球球面坐标系4.瞬时天球坐标系5.协议天球坐标系4.瞬时天球坐标系§2.1天球坐标系4.瞬时天球坐标系以瞬时天球赤道面为基圈、以瞬时春分点为主点定义的天球坐标系为瞬时天球坐标系，也称为真天球坐标系。岁差和章动：在日月和其他天气引力作用下，地球自转轴在惯性空间中存在长周期运动和短周期运动。岁差岁差+章动2.1天球坐标系2.2地球坐标系2.3时间系统2.4连续纪是方法第2章GNSS定位的时空基准1.天球的基本概念2.天球空间直角坐标系3.天球球面坐标系4.瞬时天球坐标系5.协议天球坐标系5.协议天球坐标系§2.1天球坐标系5.协议天球坐标系通常选择某一时刻t0作为标准历元，将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时春分点的方向，经过岁差和章动改正后，作为z轴和x轴。构成的空固坐标系称为所取标准历元的平天球坐标系，或协议天球坐标系，也称协议惯性坐标系（ConventionalInertialSystem—CIS）。§2.1天球坐标系5.协议天球坐标系J2000.0历元儒略日（JD）2451545.0儒略日TT时2451545.0，或是TT时2000年1月1日12时，即相对于TAI的2000年1月1日，11:59:27.816或UTC时间2000年1月1日11:58:55.816为了将协议天球坐标系的卫星坐标，转换为观测历元t的瞬时天球坐标系，通常分两步进行。协议天球坐标系瞬时平天球坐标系瞬时天球坐标