- •В.И. Крылов Координатно-временные преобразования в геодезии
- •Доктор технических наук, профессор с.Н. Яшкин Московский государственный университет геодезии и картографии в.И. Крылов
- •Оглавление
- •Предисловие
- •1. Релятивистские системы координат и шкалы времени
- •1.1. Системы координат icrs, itrs и их практические реализации icrf, itrf
- •Угловые скорости вращения тектонических плит (в рад/год)
- •1.2. Четырёхмерная метрика в Солнечной системе
- •1.4. Связь промежутков геоцентрического координатного времени tcg с промежутками земного времени tt
- •1.3. Связь промежутков барицентрического координатного времени tcb с промежутками геоцентрического координатного времени tcg
- •1.5. Всемирное, звёздное и атомное время
- •Глава 2. Трёхмерные системы координат и их преобразования
- •2.1. Прямоугольные и полярные координаты
- •2.2. Преобразование координат посредством вращений
- •3.3. Преобразование прямоугольных координат с использованием углов Эйлера
- •2.4. Преобразование прямоугольных координат с использованием углов Кардано
- •Глава 3. Небесные системы координат
- •3.1 Равноденственные истинные и средние координаты
- •Лунно-солнечная нутация
- •3.2. Движение экватора и эклиптики вследствие прецессии и нутации
- •В эпоху из-за влияния нутации истинный экватор займёт положение .
- •3.3. Учёт влияния прецессии
- •3.4. Учёт влияния нутации
- •Глава 4. Земные системы координат
- •4.1. Гринвичские средние и мгновенные координаты
- •4.2. Учёт движения земных полюсов
- •4.3. Геодезические криволинейные и прямоугольные координаты
- •4.4. Связь между общеземной и референцной системами координат
- •4.5. Локальные системы координат enu
- •Глава 5. Связь между небесными и земными координатами
- •5.1. Связь между истинными равноденственными и мгновенными гринвичскими координатами
- •5.2. Преобразование координат точки, заданных в небесной системе к координатам точки в земной системе
- •5.3. Концепция невращающегося начала
- •Глава 6. История создания и современная концепция развития Российской координатной основы
- •6.1. Системы координат ск-42 и ск-95 Плановая составляющая ск-42
- •6.2. Системы координат wgs-84 и пз-90
- •7. Плоские прямоугольные координаты в проекции Гаусса-Крюгера
- •7.1 Общие положения
- •7.2. Методика вычисления прямоугольных координат Гаусса-Крюгера по криволинейным геодезическим координатам
- •7.3. Методика вычисления криволинейных геодезических координат по прямоугольным координатам Гаусса-Крюгера
- •Литература
- •П1.2. Алгоритм вычислений
- •П2. Вычисление прямоугольных координат Гаусса-Крюгера по криволинейным геодезическим координатам п2.1. Формулировка задачи
- •П2.2. Алгоритм вычислений
- •П3. Вычисление криволинейных геодезических координат по прямоугольным координатам Гаусса-Крюгера п3.1. Формулировка задачи
- •П3.2. Алгоритм вычислений
Лунно-солнечная нутация
F1 |
F2 |
F3 |
F4 |
F5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
-17206.4161 |
-17.4666 |
9205.2331 |
0.9086 |
3.3386 |
0.0029 |
1.5377 |
0.0002 |
|
|
2 |
-2 |
2 |
-1317.0906 |
-0.1675 |
573.0336 |
-0.3015 |
-1.3696 |
0.0012 |
-0.4587 |
-0.0002 |
|
|
2 |
|
2 |
-227.6413 |
-0.0234 |
97.8459 |
-0.0485 |
0.2796 |
0.0002 |
0.1374 |
-0.0001 |
|
|
|
|
2 |
207.4554 |
0.0207 |
-89.7492 |
0.0470 |
-0.0698 |
0.0000 |
-0.0291 |
0.0000 |
|
1 |
|
|
|
147.5877 |
-0.3633 |
7.3871 |
-0.0184 |
1.1817 |
-0.0015 |
-0.1924 |
0.0005 |
|
1 |
2 |
-2 |
2 |
-51.6821 |
0.1226 |
22.4386 |
-0.0677 |
-0.0524 |
0.0002 |
-0.0174 |
0.0000 |
1 |
|
|
|
|
71.1159 |
0.0073 |
-0.6750 |
0.0000 |
-0.0872 |
0.0000 |
0.0358 |
0.0000 |
|
|
2 |
|
1 |
-38.7298 |
-0.0367 |
20.0728 |
0.0018 |
0.0380 |
0.0001 |
0.0318 |
0.0000 |
1 |
|
2 |
|
2 |
-30.1461 |
-0.0036 |
12.9025 |
-0.0063 |
0.0816 |
0.0000 |
0.0367 |
0.0000 |
|
-1 |
2 |
-2 |
2 |
21.5829 |
-0.0494 |
-9.5929 |
0.0299 |
0.0111 |
0.0000 |
0.0132 |
-0.0001 |
Для уяснения общего характера перемещения истинного полюса Мира можно ввести подвижную плоскую систему координат xy, начало которой совпадает с положением среднего полюса Мира, ось x направлена по касательной к кругу эклиптических широт с положительным направлением в сторону убывания эклиптических широт, а ось y - по касательной к малому кругу движения среднего полюса Мира с положительным направлением в сторону уменьшения эклиптических долгот. Тогда координаты истинного полюса Мира относительно среднего полюса Мира p в этой системе координат можно вычислить по формулам
.
Учтя в разложении нутации только первые члены, получим формулу, описывающую так называемый брадлеев эллипс:
.
Это означает, что истинный полюс Мира перемещается по подвижному брадлееву эллипсу, центр которого совпадает с движущимся средним полюсом Мира. Схематические траектории движения среднего и истинного полюсов Мира представлены на рис. 3.2.
y
x
Рис. 3.2. Траектории движения среднего и истинного полюсов Мира
Начало средней равноденственной геоцентрической системы
Начало
геоцентрической средней равноденственной
системы координат совмещается с центром
масс Земли, ось аппликат z
направлена в положение среднего полюса
Мира на данный момент времени, ось
абсцисс x
направлена в среднюю точку весеннего
равноденствия
,
ось ординат y
дополняет систему до правой тройки
векторов. Положение внешней точки
(спутника) можно задать её алгебраическими
проекциями на оси системы координат
или же полярными координатами
(
-
геоцентрическое расстояние до точки
s,
– средние геоцентрические прямое
восхождение и склонение точки s).
Наряду со средней равноденственной геоцентрической системой координат используются также средние равноденственные топоцентрические системы координат, отличающиеся от средней геоцентрической системы только положением начала, которое совмещается с пунктом земной поверхности, оси же топоцентрических систем координат параллельны соответствующим осям геоцентрической системы.
Положение
точки s
в топоцентрической системе задаётся
равноденственными средними прямоугольными
координатами
либо средними полярными координатами
.
