GPS测量技术详解.ppt
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GPS测量技术 山西工程技术学院 GPS是什么? 1、军事上的应用 现代装备的美军士兵 2、海陆空的导航应用 海陆空的导航应用 上海的110指挥中心 海陆空的导航应用 4、定位 隔河岩上的变形监测系统 5、授时 6、其他 4、布尔萨(Bursa-Wolf)七参数模型: GPS坐标与我国北京54(西安80)坐标的转换流程图: GPS大地坐标(B,L,H) GPS空间直角坐标 (X,Y,Z) 空间直角坐标 (X,Y,Z)54(80) 大地坐标(B,L,H)54(80) 高斯平面直角坐标(x,y) 返回 §2.2 时间系统 时间的概念 时间包含时刻和时间间隔两个概念。 时刻:发生某一现象的瞬间。在天文学和卫星定位 中,与所获数据对应的时刻也成为历元。 时间间隔:发生某一现象所经历的过程,是这一过 程始末的时刻之差。 所以,时间间隔测量,也称为相对时间测量, 时刻测量,相应地称为绝对时间测量。 卫星大地测量的任何一个观测量归根到底都 是对时间的测量,对时间测量精度要求很高。 时间基准 包含时间原点(时刻)和时间尺度(时间段)。 时间系统与坐标系统一样,应有其尺度(时间 单位)与原点(起始历元)。其中时间的尺度是关 键,而原点可以根据实际应用加以选定。不同的原 点和尺度对应不同的时间系统。任何一个可观测的 周期的运动现象,只要符合条件,都可用作确定时 间间隔。 GPS定位对时间系统的要求 GPS时间系统要求:全球统一的时间原点和高精 度的时间尺度。 原因: ①GPS卫星作为高空动态已知点,其位置是瞬息变化 的。时间度量的精度就意味着空间位置的精度。 例如:若要定轨误差小于1cm,则时间精度至少要求 2.6×10-6s。 ②GPS定位是通过测定电磁波信号传播时间来测定站 星距离的。例:若要距离误差小于1cm,则时间精度 至少要求3×10-11s。 ③惯性坐标系和地固坐标系之间的坐标转换需要精确 的时间尺度。地球在不断的作自转运动,地球上的 点位在惯性系中的坐标也在以相同的速度变化。 例如:时间误差为0.01s,该坐标误差就至少可达 5m。 注:而我们平时所采用的时间,是按地球的自转 规律,以太阳为基准的。如北京时、东京时、 莫斯科时等等,他们的时间原点是不一样的, 尺度也不一样。机械表、石英表、原子钟 。 任何一个可观测的周期的运动现象,只要符 合条件,都可用作确定时间间隔。 运动应是: ①连续的,周期性的; ②运动的周期就具有充分的稳定性; ③运动的周期必须具有复现性(可重复性)。 常用下列同期性运动作为测时标准: ①地球自转; ②地球公转; ③原子内部能级跃迁。 一、恒星时 恒星时:以春分点为参考点,由春分点的周日视运 动所确定的时间。 时间尺度:春分点连续两次经过本地子午圈的时 间间隔为一恒星日,一恒星日分为24 个恒星时。 起算原点:恒星时以春分点通过本地子午圈时刻为 起算原点,所以恒星时在数值上等于春 分点相对于本地子午圈的时角。 恒星时的特性: 恒星时具有地方性,导致时间 尺度不稳定。恒星时是以地球 自转为基础的,由于岁差和章 动的影响,春分点在天球上的 位置并不确定。因此,恒星时 不具有统一的时间原点。 二、平太阳时 平太阳时:以平太阳为参考点,由平太阳的周日视 运动所确定的时间。 时间尺度:平太阳连续两次经过本地子午圈的时间 间隔为一平太阳日,一平太阳日分为24
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