定位坐标系和时间标准讲义课件(PPT 107页).ppt

1、第一章位置，坐标系和时间标准，1.1问题毽子1.2公共坐标系1.3时间系统，1.1问题毽子，1.1.1基本目的和基本位置系统1.1.2时钟问题1.1.3改进系统1.1.4改进后的系统摘要，图1.1二维世界中的A老师，1.1.1的基本目的和基本定位系统，A如图1 2所示如果他知道自己在P1和P2上的距离S1和S2，那么两个茄子方程，1.1.1的默认目的和默认定位系统，图1.2 A使用两个参考点来确定位置，1.1.1的默认目的和默认定位系统，P1和P2点的坐标，1.1.1默认目的和默认定位系统，在参考点已知的时刻tsc是光速。同步两个参考点以共享发射时间ts，但接收时间始终不同于tr1和tr2。距

2、离测量转换为时间测量，现在的问题是：如何测量闪存到达时间？1.1.1基本目的和基本定位系统，在P1、P2和A本身上分别放置时钟，在3个时钟的开头安排徐璐，承诺P1和P2在同一时间开始闪存发射，例如733600336000。每个参照点必须使用唯一的徽标，例如7:0:00。点P1是红色闪存，点P2是蓝色闪存，A是哪个闪存来自哪个参考点。因此，如果A分别在7336000:01和733600:02上看到点P1和点P2的闪光灯，他就会发现自己与点P1的距离是闪存1s的距离，而与点P2的距离是闪存2s的距离。、1.1的基本目的和基本定位系统、牙齿时间测量方案看起来很简单，但仔细想想，几个茄子明显的问题将发

3、现。在第一个困难中，如果P1和P2发射相同的闪光灯，A如何区分P1和P2连续接收的闪光灯？解决方法：在P1点是红色闪存，P2点是蓝色闪存，A可以知道哪个闪存来自哪个参考点。也就是说，每个参考点使用唯一的识别(ID)显示其发出的信号。，1.1.1基本目的和基本市场定位系统，在第二个困难时如何确保接收点tr1和tr2的准确测量？在1s小时内可以走大约30万千米。a携带的时钟精度不太准确的话，1毫秒的时间误差会导致300公里的距离误差。很小的差距达一千里。第二个问题比较棘手。为了理解牙齿问题，我们需要先了解时钟的工作原理。、1.1.2时钟问题，现代时钟以频率为基准使用了很多晶体振荡器。例如，在327

4、68Hz石英晶振的情况下，用一个计数器计算振动，当计数器装满32768个振动周期时，产生1秒舍入信号。只有当晶体真的以32768Hz频率值振动时，超振信号才是准确的1秒。32768Hz只是牙齿晶振的公称值，实际测量值不一定是这样。、1.1.2时钟问题、测量晶振最重要的两个茄子指标是频率准确度和频率稳定性频率准确度：晶振的频率测量与标称值之间的偏差相对频率准确度：标称值为：相对频率准确度为1 PPM，标称值为，、1.1.2由于时钟问题，面临A老师牙齿问题3360，除非他不断纠正P1和P2的时钟，否则这是不现实的第三个问题:时钟严格校准是困难的，我们如何瞄准P1和P2的时钟(威廉莎士比亚，Nort

5、hern Exposure(美国电视电视剧)，前面讨论的内容都是在P1和P2的闪存的基础上严格同时发行的。否则，无法谈论后续讨论。、1.1.2时钟问题，第三个困难只有两个这样解决的：参考点，所以我们可以利用非常复杂的技术和高成本制作两个非常精确的时钟。牙齿两种时钟的准确度都接近完美。实际上，为了确定GPS卫星的位置，使用铷或铯原子钟，实现相对频率稳定性，同时地面站总是卫星原子钟监控，必要时及时曹征。、1.1.2时钟问题，如果A老师也组成一台原子钟，第二个困难就不能解决吗？理论上可以，但实际上是不可能的，但是由于原子钟成本高、技术复杂，最终用户无法使用原子钟接收器参考点来负担原子钟配置。因为它的

6、数量少，用户多。(大卫亚设，美国电视电视剧)所以，到目前为止，解决第二个困难的好方法还有些遗憾。，1.1.3，1.1.3，首先，从参考点发射闪光灯的频率加快了。以前是1s脚，现在每秒1百万次，即1us一次，同时从P1和P2发射的红色蓝色闪光灯仍然同步。第二，通过调节每个闪光灯中有关发射时间的信息，可以用A老师(A)接收闪光灯后上面调节的时间信息知道牙齿闪光灯的发射时间。，1.1.3，、牙齿严格的同步关系仅在参考点上是正确的。接收点A老师接收器没有牙齿结论。这是因为老师A和两个参考点之间的距离不同，闪存所需的传输时间也不同，接收端破坏红色、蓝色、闪烁的同步关系。，1.1.3，如上所述，两个牙齿的

7、闪光同时到达，但两个发射时间不同。，然后，老师A接受了三个茄子时间管测量：ts1、ts2和trTs1和ts2总是精确的，因为参考点的原子钟。a老师自己的时钟也是原子钟，所以当地时间牙齿可能是正确的。那么，但是，由于牙齿改进后的系统A老师(A)使用了一台正确的原子钟，问题2仍然没有解决。，1.1.3，方程组(X，Y，B)有三个未知量(X，Y，B)牙齿，但只有两个方程不能解。、1.1.3改进系统；仔细观察(1.9)和表达式(1.10)是发现，每个参考点有方程式，A老师，还有两个参考点P1和P1牙齿参考点，再有一个方程式、1.1.3增强型系统，现在新参考点P 3(x，y)、P 3发射绿色闪存，以及与

8、P1和P 2的红色和蓝色闪存严格同步的发射时间，类似于接收器图(1.4)可以解开、1.1.3增强型系统、1.1.3增强型系统、a老师的牙齿功能可以进行准确的计时这真是意想不到的副产品！老师a说：“我的身体在哪里？然后说：“什么时候有我？单击。、老师A现在可以随时进行位置解释，并获得准确的计时。当然，系统的复杂性要高一些。、1.1.4改进的系统摘要，需要几个参考点，这些参考点座标是已知的。这些参考点传送需要唯一识别资讯(ID)的信号，以区分不同的参考点。参考点连续发射用户的接收设备可以接收的信号。参考点发出的信号根据时间严格同步。用户接收参考点的信号时，可以知道接收信号的准确传输时间。用户本身具

9、有时钟本身，但不必非常精确。、1.2公共坐标系、1.2.1地球中心惯性参考系1.2.2大地坐标系1.2.3 ECEF坐标系1.2.4 ENU坐标系1 . 2 . 4 ENU坐标系惯性坐标系的原点可以位于任意点，三个轴可以是徐璐直角的三个方向，每个方向上的轴定义了徐璐的不同惯性坐标系徐璐其他坐标系之间的相互转换在附录B中进行了详细讨论。1.2.1地球中心惯性参考系，考虑下一个惯性参考系选择：惯性系统原点与地球质心重合的z轴与地球自转轴重合的x轴与y轴重合的地球赤道面，x轴指向春分点y轴，x轴与z轴形成右手系统。此配置的惯性系称为地心惯性参考系，简单地用ECI坐标系表示，如图1.6所示。1.2.1

10、以地球为中心的惯性参考系，1.2.1以地球为中心的惯性参考系，我们都知道，围绕地球太阳公转，公转周期为一年，太阳也围绕银河系转动。地球地轴也在空间中移动。包括复杂的洗车和张东健在内，严格地说，地心惯性坐标系不是真正的惯性系，但在短时间内，它可以被粗略地视为惯性系。1.2.2大地坐标系，“大地坐标系”(Geodetic Frame)是日常生活期间人们常用的“经度”(Latitude)、“纬度”(Longitude)和“高度”(Height)坐标系，因此在定义大地坐标系之前，请先定义大地坐标系，1.2.2大地坐标系，地球形状和椭球体大体相似，极之间的长度比赤道平面的直径略短。可见，与WGS84坐标

11、系相关的参数，地球长半轴为6 378 137米，短半轴为6 356 752米，短半轴比长半轴短近20公里。地球椭球是围绕短半轴旋转的结果，即形状稍平的椭球体。椭球的中心与地球地心一致，因此在完全定义牙齿椭球坐标系时，将两个茄子信息长半轴和短半轴的长度分别记录为a和b。1.2.2从大地坐标系、牙齿两个量中导出其他两个茄子重要量：离心率和扁平率。根据目前广泛使用的WGS84坐标系，地球椭球离心率为0 .可以看出，081 819 19，偏心率为0.003 352 81。1.2.2大地坐标系、1.2.2大地坐标系、纬度-OQ和通过P点的椭球曲面法线之间的角度通常用表示。纬度在赤道附近比较小，随着移动到极地附近而逐渐变大。纬度范围为-90，90，90，北