在天球上,这种顺时针规律运动的北天极称为瞬时平北天极 (简称平北天极),相应的天球赤道和春分点称为瞬时天球 平赤道和瞬时平春分点 在太阳和其它行星引力的影响下,月球的运行轨道以及月地 之间的距离在不断变化,北天极绕北黄极顺时针旋转的轨 迹,除了长期运动外,还会有短周期的变化。如果观测时的 北天极称为瞬时北天极(或真北天极),相应的天球赤道和 春分点称为瞬时天球赤道和瞬时春分点(或真天球赤道和真 春分点)。 则在日月引力等因素的影响下,瞬时北天极将绕瞬时平北天 极产生旋转,轨迹大致为椭圆。这种现象称为章动 205918 GFS技术与应用 4.协议天球坐标系 A 由于岁差和章动的影响,瞬时天球坐标系的坐标轴指向不断 变化,在这种非惯性坐标系统中,不能直接根据牛顿力学定 律研究卫星的运动规律。 为建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系,通常选择某一时 刻作为标准历元,并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,经过该瞬时岁差和章动改 正后,作为z轴和x轴,由此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( Conventional Inertial System-C|S) 2005918 GS技术与应用
6 2005-9-18 GPS技术与应用 11 在天球上，这种顺时针规律运动的北天极称为瞬时平北天极 （简称平北天极），相应的天球赤道和春分点称为瞬时天球 平赤道和瞬时平春分点。 在太阳和其它行星引力的影响下，月球的运行轨道以及月地 之间的距离在不断变化，北天极绕北黄极顺时针旋转的轨 迹，除了长期运动外，还会有短周期的变化。如果观测时的 北天极称为瞬时北天极（或真北天极），相应的天球赤道和 春分点称为瞬时天球赤道和瞬时春分点（或真天球赤道和真 春分点）。 则在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天 极产生旋转，轨迹大致为椭圆。这种现象称为章动。 2005-9-18 GPS技术与应用 12 4. 协议天球坐标系 由于岁差和章动的影响，瞬时天球坐标系的坐标轴指向不断 变化，在这种非惯性坐标系统中，不能直接根据牛顿力学定 律研究卫星的运动规律。 为建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系，通常选择某一时 刻t0作为标准历元，并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，经过该瞬时岁差和章动改 正后，作为z轴和x轴，由此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（Conventional Inertial System—CIS）
天球坐标系的转换 瞬时天球坐标系与协议天球坐标系之间的坐标变换可以通过 岁差与章动两次旋转变换来实现 1.岁差旋转变换 y=R(-Z)R()R2(-54)y 2.章动旋转变换 =R-e-△lR2(-△v)R,ey 205918 GFS技术与应用 23协议地球坐标系 A 1地球坐标系 由于天球坐标系与地球自转无关,导致地球上一固定点在天 球坐标系中的坐标随地球自转而变化,应用不方便 为了描述地面观测点的位置,有必要建立与地球体相固联的 坐标系一地球坐标系(有时称地固坐标系) 地球坐标系有两种表达方式,即空间直角坐标系和大地坐标 2005918 GS技术与应用 7
7 2005-9-18 GPS技术与应用 13 天球坐标系的转换 瞬时天球坐标系与协议天球坐标系之间的坐标变换可以通过 岁差与章动两次旋转变换来实现 1. 岁差旋转变换 2. 章动旋转变换 ( ) ( ) () ( ) ( ) 0 Z A yA Z A M t Mt x x y R ZR R y z z θ ζ ⎡⎤ ⎡⎤ ⎢⎥ ⎢⎥ =− − ⎣⎦ ⎣⎦ ( ) ( ) ( ) () M ( )t x Z x C t z y x R R R z y x ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = − − ∆ − ∆ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ε ε ψ ε 2005-9-18 GPS技术与应用 14 2.3 协议地球坐标系 1.地球坐标系 由于天球坐标系与地球自转无关，导致地球上一固定点在天 球坐标系中的坐标随地球自转而变化，应用不方便。 为了描述地面观测点的位置，有必要建立与地球体相固联的 坐标系—地球坐标系（有时称地固坐标系）。 地球坐标系有两种表达方式，即空间直角坐标系和大地坐标 系