四種衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)以及他們的轉(zhuǎn)換關(guān)系課件

四種衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)以及他們的轉(zhuǎn)換關(guān)系課件contents目錄全球定位系統(tǒng)（GPS）俄羅斯GLONASS系統(tǒng)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)與時(shí)間轉(zhuǎn)換通用模型全球定位系統(tǒng)（GPS）01WGS-84坐標(biāo)系01GPS使用的坐標(biāo)系統(tǒng)是WGS-84，它是一個(gè)基于地球橢球的坐標(biāo)系統(tǒng)，以地球質(zhì)心為原點(diǎn)，以WGS-84橢球體的幾何中心為參考。該坐標(biāo)系常用于GPS定位和導(dǎo)航。地理坐標(biāo)系02WGS-84坐標(biāo)系可以表示為經(jīng)度和緯度形式，即地理坐標(biāo)系，方便人們使用和理解。UTM坐標(biāo)系03UTM（UniversalTransverseMercator）坐標(biāo)系是一種投影坐標(biāo)系，將地球表面劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域使用獨(dú)立的投影方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。坐標(biāo)系統(tǒng)GPS使用的是UTC（協(xié)調(diào)世界時(shí)）時(shí)間系統(tǒng)，它與原子時(shí)（TAI）相差不超過(guò)0.9秒。GPS時(shí)間從1980年1月6日00:00:00UTC開(kāi)始，以秒為單位遞增。GPS時(shí)間系統(tǒng)為了表示一周中的秒數(shù)，GPS使用周數(shù)，從1980年1月6日00:00:00UTC開(kāi)始計(jì)算，每周從0開(kāi)始計(jì)數(shù)。GPS周數(shù)為了保持與UTC時(shí)間的同步，GPS時(shí)間系統(tǒng)中會(huì)插入或刪除leapsecond，即在每逢閏年的最后一分鐘內(nèi)，將時(shí)間調(diào)整到與UTC時(shí)間相同。leapsecond時(shí)間系統(tǒng)俄羅斯GLONASS系統(tǒng)02地球中心地固坐標(biāo)系（ECEF）以地球質(zhì)心為原點(diǎn)，以地球自轉(zhuǎn)軸為Z軸，以連接地球質(zhì)心和協(xié)議地點(diǎn)的法線為X軸，以在協(xié)議地點(diǎn)的子午面與X軸正半軸的交角為基準(zhǔn)的右手坐標(biāo)系。衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系（SOG）以衛(wèi)星質(zhì)心為原點(diǎn)，以衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道為X軸，以軌道升交點(diǎn)為Y軸，以軌道傾角為Z軸的右手坐標(biāo)系。坐標(biāo)系統(tǒng)GLONASS時(shí)間系統(tǒng)（GLOTT）基于UTC時(shí)間系統(tǒng)，但與UTC時(shí)間相差不大，通常認(rèn)為相差幾個(gè)小時(shí)內(nèi)。GLONASS頻率偏移由于GLONASS衛(wèi)星信號(hào)傳播路徑長(zhǎng)，受地球自轉(zhuǎn)、電離層影響較大，因此需要引入頻率偏移來(lái)修正這些影響。時(shí)間系統(tǒng)中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)03北斗坐標(biāo)系北斗坐標(biāo)系是基于WGS84橢球體模型的坐標(biāo)系，它采用了與GPS相同的WGS84參考橢球體參數(shù)。CGCS2000坐標(biāo)系中國(guó)大地坐標(biāo)系（CGCS2000），它是中國(guó)自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所采用的大地坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系以WGS84橢球體參數(shù)為基礎(chǔ)，采用了與GPS相同的WGS84參考橢球體參數(shù)。WGS84坐標(biāo)系世界測(cè)地坐標(biāo)系（WGS84），它是一種廣泛使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)坐標(biāo)系，包括GPS和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都采用了該坐標(biāo)系。坐標(biāo)系統(tǒng)協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC），它是全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所采用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。UTC時(shí)間GPS時(shí)間系統(tǒng)是GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中使用的時(shí)間系統(tǒng)，它與UTC時(shí)間相差不大，但存在一些微小的偏差。GPS時(shí)間北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中使用的時(shí)間系統(tǒng)，它與UTC時(shí)間相差不大，但存在一些微小的偏差。北斗時(shí)間時(shí)間系統(tǒng)歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)04伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用的是右手直角坐標(biāo)系，其中x軸指向衛(wèi)星向東方向，y軸指向衛(wèi)星向北方向，z軸指向衛(wèi)星向上方向。衛(wèi)星在軌道上的位置由三維坐標(biāo)系確定，同時(shí)還需要考慮衛(wèi)星的時(shí)鐘差和接收機(jī)時(shí)鐘差。坐標(biāo)系統(tǒng)衛(wèi)星軌道直角坐標(biāo)系伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用的是GPS時(shí)間系統(tǒng)，該時(shí)間系統(tǒng)以美國(guó)海軍天文臺(tái)為參考點(diǎn)，以協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）為標(biāo)準(zhǔn)。GPS時(shí)間系統(tǒng)伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)鐘與UTC之間存在一定的差異，主要是由于衛(wèi)星時(shí)鐘的漂移和接收機(jī)時(shí)鐘的差異所導(dǎo)致。這種差異需要進(jìn)行修正，以便實(shí)現(xiàn)精確定位。與UTC的差異時(shí)間系統(tǒng)四種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的坐標(biāo)與時(shí)間轉(zhuǎn)換通用模型05地球中心地固坐標(biāo)系（ECEF）該坐標(biāo)系以地球質(zhì)心為原點(diǎn)，以地球自轉(zhuǎn)軸為Z軸，以地球表面上的某一點(diǎn)為原點(diǎn)在WGS84參考橢球上的投影點(diǎn)為原點(diǎn)，X軸指向格林尼治子午線與地球赤道交點(diǎn)，Y軸與X軸垂直。與ECEF類似，但在Y軸上多了一個(gè)地球自轉(zhuǎn)角。以某一點(diǎn)為原點(diǎn)，以該點(diǎn)在地球表面上的投影點(diǎn)為原點(diǎn)，X軸指向格林尼治子午線與地球赤道交點(diǎn)，Y軸與X軸垂直。與LO類似，但在Y軸上多了一個(gè)本地旋轉(zhuǎn)角。地球中心地固旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（ECR）本地地理坐標(biāo)系（LO）本地旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（LR）坐標(biāo)轉(zhuǎn)換通用模型世界時(shí)（UT1）以國(guó)際原子時(shí)（TAI）為基準(zhǔn)，以秒為單位計(jì)算