- •Лекция № 1
- •Небесные системы координат.
- •Прецессия и нутация.
- •Реализация небесных координат.
- •Лекция № 2 Земные геоцентрические системы координат.
- •Общеземной эллипсоид grs80
- •Система координат пз-90.
- •Система wgs-84.
- •Системы отсчёта itrs и отсчётные основы itrf.
- •Другие отсчётные основы.
- •Лекция № 3 Системы времени.
- •Системы атомного времени.
Системы отсчёта itrs и отсчётные основы itrf.
Постоянно повышающаяся точность методов космических наблюдений требует соответствующего повышения точности установления координатных систем. Международная служба вращения Земли и референцных систем (МСВЗ) выделяет
Теоретические системыдля которых даются концепция системы, фундаментальная теория и стандарты.
Практические реализации этих системчерез наборы координат точек.
Для теоретических систем применяется термин TerrestrialReferenceSystem(TRS), то есть земная система отсчёта. Концепции таких систем были разработаны астрономами и геодезистами в конце 1980-х годов. Системы второго рода называютTerrestrialReferenceFrame(TRF) – земная отсчётная основа.
Земная отсчётная основа TRF– это набор физических точек с точно определёнными координатами в некоторой координатной системе (декартовой, эллипсоидальной, картографической). Линии, соединяющие пунктыTRF, образуют в теле Земли каркас (слово «frame» может переводиться как «каркас»), жёстко связанный с земной корой.
В настоящее время отсчётные основы ITRFявляются наиболее точными реализациями общеземных систем. НазваниеITRFyyрасшифровывается какInternationalTerrestrialReferenceFrame– Международная земная отсчётная основа (или каркас), уу – две последние цифры года образования системы.
Системы ITRSудовлетворяют следующим требованиям:
Начало систем находится в центре масс всей Земли, включая океаны и атмосферу.
Единицей длины является метр (СИ), определённый в локальной земной системе в смысле релятивистской теории гравитации.
Ориентировка осей задаётся по данным МБВ на эпоху 1984.0.
Временная ориентировка осей такова, что она не имеет остаточной вращательной скорости в плоскости горизонта по отношению к земной коре.
Периодические лунно-солнечные приливы в твёрдой Земле, вызывают смещения до 0,5 м.
Деформации из-за океанических приливных нагрузок, могут достигать десятков миллиметров для станций вблизи континентального шельфа.
Атмосферные нагрузки, являющиеся реакцией эластичной коры на изменяющееся во времени распределение атмосферного давления. (может иметь несколько мм в вертикальном смещении)
Постледниковая отдача, наблюдаемая преимущественно в северных широтах как последствие ледникового периода. Влияние может доходить до нескольких мм в год по высоте.
Полюсной прилив, являющийся реакцией эластичной коры Земли на смещение полюса вращения. При компонентах полярного движения порядка 10 м максимальное смещение будет 10-20 мм.
Для перехода к геодезическим координатам МСВЗ рекомендует применять параметры эллипсоида GRS80.
Другие отсчётные основы.
Кроме реализуемых МСВЗ отсчётных основ ITRF, известны другие, задаваемые преимущественно теми же станциями, что и вITRF, то расположенными на ограниченной территории. К ним относится отсчётная основаEUREF(EuropeanReferenceFrame), созданная и поддерживаемая Европейской подкомиссией Международной ассоциации геодезии. Она представляет собой единую систему на всю Европу, которая согласована с системамиWGS-84 иITRF.
В Южной Америке реализована подобная отсчётная система SIRGAS,
в Австралии – GDA94 ,
в США и Канаде – NAD83(CORS96).
Основные параметры для эллипсоидов GRS80,WGS-84, ПЗ-90 и стандартов МСВЗ 1996 и 2000 гг.
№ п/п |
Названия параметров |
размерность |
Общеземные эллипсоиды | ||||
GRS80 |
WGS-84 |
ПЗ-90 |
Стандарт МСВЗ 1996 г |
Стандарт МСВЗ 1996 г | |||
|
Большая полуось |
м |
6378137 |
6378137±2 |
6378136 |
6378136,49±1 |
6378136,6±1 |
|
Геоцентрическая гравитационная постоянная с учётом атмосферы, GM |
м3с-2 |
398600,5·109 |
(398600,5±0,06)·109 |
398600,44·109 |
398600,4418× ×109±8·105 |
398600,4418× ×109±8·105 |
|
Коэффициент 2-й зональной гармоники, J2 |
б/р. |
1,08263·10-3 |
1,08263·10-3 |
1,08263·10-3 |
1,0826359·10-3± ±1,0·10-10 |
1,0826359·10-3± ±1,0·10-10 |
|
Угловая скорость вращения Земли, ωЕ(или ω ) |
рад./с |
7292115 ·10-11 |
7292115,8553 × ×10-11 +4,3·10-15·Δt* |
7292115 ·10-11 |
7292115 ·10-11** |
7292115 ·10-11** |
|
Знаменатель сжатия, 1/α |
б/р. |
298,257222101 |
298,257223563 |
298,257839303 |
298,25645± ±0,00001 |
298,25642± ±0,00001 |
|
Квадрат первого эксцентриситета е2 |
б/р. |
6,69438002290× ×10-3 |
6,69437999013× ×10-3 |
6,69436619310× ×10-3 |
6,694397236× ×10-3 |
|
|
Нормализованный коэффициент 2-й зональной гармоники , *** |
б/р. |
|
-(484,16685± ±0,00130) ·10-6 |
-484164,953·10-9 |
|
|
|
Гравитационная постоянная для атмосферы |
м3с-2 |
|
±0,01·109 |
0,35·109 |
|
|
|
Нормальный потенциал U0 |
м3с-2 |
62636860,850 |
62636860,8497 |
62636861,074 |
62636856,85±1,0 |
62636856±0,5 |
* Приведение на эпоху определения системы от эпохи J2000.0.
** Переменная величина.
*** Параметры иJ2 связаны соотношением:
Все приведенные в таблице эллипсоиды и координатные системы отнесены к скорости света с =299792458±1,2 м/с.