導航時空基準

目錄
“導航與時頻技術叢書”序
前言
第1章緒論1
1.1導航與定位1
1.1.1導航1
1.1.2定位2
1.1.3導航與定位的關系2
1.2衛(wèi)星導航系統(tǒng)3
1.2.1美國的GPS 3
1.2.2俄羅斯的GLONASS5
1.2.3歐洲的Galileo6
1.2.4我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)8
1.3時空觀10
1.3.1絕對時空觀11
1.3.2相對時空觀12
1.4時空基準的概念14
1.5時空基準的作用14
1.5.1坐標基準的作用14
1.5.2時間基準的作用15
1.6時空基準的發(fā)展和現(xiàn)狀16
1.6.1坐標基準的發(fā)展16
1.6.2時頻基準的現(xiàn)狀20
第2章空間基準基礎知識26
2.1坐標系的定義26
2.2地球橢球和參考橢球27
2.3坐標系的不同表示形式29
2.3.1空間直角坐標系29
2.3.2球面坐標系30
2.3.3大地坐標系30
2.3.4地理坐標系33
2.3.5載體坐標系33
2.4坐標系間的坐標轉(zhuǎn)換34
2.4.1布爾莎模型35
2.4.2布爾莎模型參數(shù)的求解37
2.4.3四元數(shù)37
2.5天球及其主要圈、點、線39
2.5.1天球的定義39
2.5.2黃道和黃極40
2.5.3二分點和二至點40
2.6歲差和章動41
2.6.1歲差41
2.6.2章動42
2.7極移43
第3章天球參考系45
3.1參考系和參考框架45
3.2導航中的基本坐標系46
3.2.1天球參考系的定義47
3.2.2地固參考系的形式47
3.3天球參考框架48
3.3.1運動學天球參考框架48
3.3.2動力學天球參考系52
3.4國際天球參考系和國際天球參考框架55
3.4.1天文常數(shù)系統(tǒng)55
3.4.2國際天球參考系55
3.4.3國際天球參考框架56
3.5常用天球坐標系及其轉(zhuǎn)換58
3.5.1瞬時極天球坐標系58
3.5.2歲差與章動的影響58
3.5.3協(xié)議天球坐標系的定義和轉(zhuǎn)換60
第4章地球參考系65
4.1地球參考系的定義65
4.1.1理論定義65
4.1.2近似定義66
4.1.3協(xié)議定義67
4.2協(xié)議地球坐標系的定義68
4.2.1瞬時極地球坐標系69
4.2.2協(xié)議地球坐標系69
4.3協(xié)議天球坐標系與協(xié)議地球坐標系的轉(zhuǎn)換70
4.3.1瞬時極天球坐標系和瞬時極地球坐標系70
4.3.2固定極地球坐標系和瞬時極地球坐標系71
4.3.3協(xié)議天球坐標系和協(xié)議地球坐標系72
4.4協(xié)議地球參考框架的建立72
4.4.1對CTRF的要求73
4.4.2綜合多種技術建立協(xié)議地球參考框架74
4.5協(xié)議地球參考框架的維持76
4.5.1地面點位的綜合表示76
4.5.2板塊運動的影響和改正77
4.5.3局部地殼形變的影響和改正77
4.5.4冰后回彈的影響77
4.5.5海洋負載潮汐形變82
4.5.6大氣負載形變82
4.5.7極潮引起的地殼形變82
4.5.8各種地面沉降83
4.5.9突發(fā)性地殼形變84
4.5.10地球質(zhì)心運動的影響和改正84
第5章國際地球參考框架88
5.1關于IERS88
5.1.1IERS的產(chǎn)生背景88
5.1.2IERS的主要功能89
5.1.3IERS的構成90
5.2ITRF的介紹91
5.2.1ITRF的定義和發(fā)展92
5.2.2ITRF基準定義的實現(xiàn)95
5.3ITRF200897
5.4ITRF2014100
第6章衛(wèi)星導航常用空間基準105
6.1IGS參考框架105
6.2GPS坐標基準WGS 84106
6.2.1 WGS 84的定義106
6.2.2WGS 84的實現(xiàn)107
6.2.3WGS 84橢球及相關常數(shù)107
6.2.4WGS 84的精化108
6.3GLONASS坐標基準PZ-90111
6.4伽利略地球參考框架113
6.52000中國大地坐標系113
6.5.1CGCS2000的歷史背景114
6.5.2CGCS2000的理論定義115
6.5.3CGCS2000參考橢球的定義116
6.5.4CGCS2000的實現(xiàn)117
6.6其他區(qū)域地心參考框架118
6.7我國常用的坐標系統(tǒng)119
6.7.11954年北京坐標系119
6.7.21980年國家大地坐標系120
6.7.31954年北京坐標系（整體平差轉(zhuǎn)換值）121
6.7.4地心一號坐標系122
6.7.5地心二號坐標系123
第7章垂直基準124
7.1高程基準124
7.1.1參考面124
7.1.2大地位數(shù)125
7.1.3正高基準125
7.1.4正常高基準126
7.1.5大地高基準126
7.1.61985國家高程基準127
7.2海洋基準127
7.2.1海洋基準的分類128
7.2.2海岸帶區(qū)域海洋測繪垂直基準的轉(zhuǎn)換技術129
7.3國外的垂直基準131
第8章時間和時間系統(tǒng)135
8.1時間的重要性135
8.2時間的定義136
8.3時間基準137
8.4時鐘的發(fā)展139
8.4.1圭表139
8.4.2日晷139
8.4.3沙漏141
8.4.4機械鐘142
8.4.5原子鐘142
8.5時鐘的主要指標143
8.5.1鐘差143
8.5.2頻率偏差143
8.5.3頻率漂移率144
8.5.4準確度與頻率準確度145
8.5.5頻率穩(wěn)定度146
8.6常用時間系統(tǒng)146
8.6.1世界時系統(tǒng)146
8.6.2歷書時149
8.6.3原子時149
8.6.4協(xié)調(diào)世界時151
8.6.5力學時152
第9章衛(wèi)星導航常用時間基準155
9.1時間頻率的重要作用155
9.2時間系統(tǒng)框架的定義155
9.2.1時頻基準156
9.2.2守時系統(tǒng)156
9.2.3授時系統(tǒng)156
9.2.4覆蓋范圍157
9.3GNSS常用時間系統(tǒng)157
9.3.1GPS的時間基準GPST157
9.3.2儒略日和儒略年159
9.3.3GLONASS的時間基準UTC（SU）160
9.3.4Galileo的時間基準GST160
9.3.5北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的時間基準BDT161
9.4時頻系統(tǒng)的發(fā)展162
9.4.1時頻系統(tǒng)的結(jié)構163
9.4.2美國時頻系統(tǒng)的發(fā)展164
9.4.3俄羅斯時頻系統(tǒng)的發(fā)展166
9.4.4其他國家時頻系統(tǒng)的發(fā)展167
9.4.5我國時頻系統(tǒng)的發(fā)展168
9.5原子鐘技術的發(fā)展169
9.6時間比對技術的發(fā)展171
9.6.1基于衛(wèi)星的時間比對技術172
9.6.2長波時間比對技術173
9.6.3短波時間比對技術174
9.7守時理論的發(fā)展175
9.7.1原子鐘性能分析理論的發(fā)展176
9.7.2守時算法的發(fā)展177
參考文獻180