Параметры связи координат

В соответствии с рекомендациями МАС преобразование координат, используемое при переходе от земной системы координат (TRS) к небесной системе координат (CRS) в эпоху наблюдений t, представляется выражением[20]:

где - матрицы преобразования за счет движения небесного полюса в небесной системе координат, вращения Земли вокруг своей оси и движения полюса Земли, соответственно. Система координат, реализуемая преобразованием выше, является промежуточной системой координат на эпоху t.

Резолюции МАС дают две эквивалентные процедуры преобразования.

Первая процедура реализует традиционной динамический подход (пересечение истинного экватора и принятой эклиптики), реализующий концепцию, включающую только вращательное и орбитальное движение Земли. В качестве опорной точки принята точка весеннего равноденствия, основным экватором – истинный экватор эпохи t. Параметры процедуры – традиционные параметры прецессии и нутации. Описание вращение Земли – через Гринвичское звёздное время. Модель связи со Всемирным временем – нелинейная, учитывающая зависимость истинного звёздного времени от конкретных моделей прецессии и нутации

,

где

,

– матрица прецессии с экваториальными параметрами прецессии , , ;

,

– матрица нутации с компонентами нутации в долготе и наклоне, соответственно, , – координаты небесного полюса , , получаемые по РСДБ и используемые, как аддитивные к соответствующим компонентам нутации,

- наклон подвижного экватора к неподвижной эклиптике,

,

– матрица звёздного времени, как функция Всемирного времени ,

,

– матрица полюсов, с компонентами движения полюса Земли , .

Система подвижного экватора определяется экваториальными параметрами прецессии , , , задающими положение среднего равноденствия и экватор начальной эпохи.

Истинное гринвичское звёздное время GAST – есть часовой угол истинного равноденствия относительно нулевого меридиана, и определяется суммой среднего гринвичского времени (GMST) и уравнением равноденствия. Уравнение равноденствия включает две компоненты: нутационную (нутацию в прямом восхождении в экваторе) и лунную.

Рекомендованная IAU теория нутации: BIH 2000.

В ИКД ГЛОНАСС нет рекомендованных процедур реализации связи координат. Возможно, что формировании ИКД на новые сигналы, соответствующие рекомендации будут сформированы.

Система геодезических параметров «Параметры земли 1990 года». Государственная геоцентрическая система координат

По определению общеземная система координат «Параметры земли 1990 года» является геоцентрической пространственной прямоугольной системой координат с началом в центре масс Земли. Её статус, как Государственной геоцентрической, закреплён Постановлением Правительства № 568 от 28.07.2000 г.

Последующие определения, взяты из официального документа ПЗ-90.02, который, по мнению авторов имеют неточности, однако авторы не ставили задачу анализа этих неточностей, и формулировки приводятся в оригинальном исполнении.

Ось Z этой системы координат, как определено рекомендациями Международной службы вращения Земли (IERS), направлена к Условному земному полюсу, ось Х - в точку пересечения плоскости экватора и начального меридиана, установленного Международным бюро времени, мер и весов (BIH), ось Y дополняет систему до правой. В этой системе координат положение точки в пространстве определяется значениями координат X, Y, Z.

В геодезических приложениях для этой же цели используются геодезические координаты B, L, H, относящиеся к общеземному эллипсоиду. При этом центр общеземного эллипсоида совпадает с центром масс Земли, его малая полуось (ось вращения) совмещена с осью Z, а оси X и Y расположены в плоскости экватора так, что ось X проходит через начальный меридиан. Общеземная система координат вращается вместе с Землей.

Геодезическая широта B определяется как угол между нормалью к эллипсоиду, проходящей через заданную точку, и плоскостью экватора; геодезическая долгота L - двугранный угол между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через точку (положительное направление счета долгот от начального меридиана к востоку, от 0° до 360°); геодезическая высота H - отрезок нормали к общеземному эллипсоиду от его поверхности до точки. Положительные значения высот соответствуют точкам, расположенным над эллипсоидом.

Общеземная геодезическая система координат ПЗ-90.02 закреплена наземными пунктами, координаты которых определены из обработки спутниковых измерений. Точность установления общеземной системы координат ПЗ-90.02 по отношению к центру масс Земли характеризуется средней квадратической погрешностью (СКП) на уровне 0, 3 -0, 5 м, а для направления осей системы координат - на уровне 0, 002».

Взаимное положение пунктов на территории России определяется с СКП 2 -3 см. Точность определения масштаба системы координат соответствует современному уровню знаний о значениях скорости света, геоцентрической гравитационной постоянной, а также точности лазерных спутниковых дальномеров, которая характеризуется СКП 1 -3 см.

Система координат ПЗ-90.02 распространена на пункты сети Международной геодинамической службы IGS. При этом IERS рекомендует использовать модель Nuvel.

Наиболее точно пространственные прямоугольные координаты точек местности в системе ПЗ-90.02 могут быть определены путем их передачи от пунктов космической геодезической сети современными геодезическими методами.

Аналогами общеземной геодезической системы координат ПЗ-90.02 служат Всемирная геодезическая система координат WGS-84 (США) и Международная земная референцная система координат (ITRS), поддерживаемая Международной службой вращения Земли (IERS). Практическим воплощением ITRS является Международная земная сеть ITRF. Сеть ITRF реализует постоянно обновляемую систему координат.

При установлении общеземных систем координат ПЗ-90.02, WGS-84 и ITRS использовались одни и те же теоретические положения. Однако, при практической реализации этих положений между указанными системами координат обнаруживаются расхождения. Переход из системы А в систему Б и наоборот выполняется по формулам Гилмерта.