導航時空基準

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《導航時空基準》，孫付平，朱新慧 著，出版社： 科學出版社。

科學出版社是中國最大的綜合性科技出版機構，由前中國科學院編譯局與1930年代創建的有較大影響的龍門聯合書局合併而來。科學出版社比鄰皇城根遺址公園，是一個歷史悠久、力量雄厚，以出版學術書刊為主的開放式出版社。

目錄

內容簡介

隨着衛星導航與位置服務技術的普及應用，人們越來越迫切想要了解導航及其時空基準方面的知識。《導航時空基準》系統而全面地討論時空基準的含義、理論、方法及其在導航中的應用等內容，主要涵蓋天球參考系、地球參考系、垂直基準、時間系統、衛星導航中的時間基準等。

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「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導航與定位的關係2

1.2衛星導航系統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我國的北斗衛星導航系統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時空基準的發展和現狀16

1.6.1坐標基準的發展16

1.6.2時頻基準的現狀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坐標系間的坐標轉換34

2.4.1布爾莎模型35

2.4.2布爾莎模型參數的求解37

2.4.3四元數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天文常數系統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協議天球坐標系的定義和轉換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協議定義67

4.2協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協議地球坐標系69

4.3協議天球坐標系與協議地球坐標系的轉換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協議天球坐標系和協議地球坐標系72

4.4協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議地球參考框架74

4.5協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冰後回彈的影響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突發性地殼形變84

4.5.10地球質心運動的影響和改正84

第5章國際地球參考框架88

5.1關於IERS88

5.1.1IERS的產生背景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的定義和發展92

5.2.2ITRF基準定義的實現95

5.3ITRF200897

5.4ITRF2014100

第6章衛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107

6.2.3WGS 84橢球及相關常數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117

6.6其他區域地心參考框架118

6.7我國常用的坐標系統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海岸帶區域海洋測繪垂直基準的轉換技術129

7.3國外的垂直基準131

第8章時間和時間系統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頻率穩定度146

8.6常用時間系統146

8.6.1世界時系統146

8.6.2曆書時149

8.6.3原子時149

8.6.4協調世界時151

8.6.5力學時152

第9章衛星導航常用時間基準155

9.1時間頻率的重要作用155

9.2時間系統框架的定義155

9.2.1時頻基準156

9.2.2守時系統156

9.2.3授時系統156

9.2.4覆蓋範圍157

9.3GNSS常用時間系統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北斗衛星導航系統的時間基準BDT161

9.4時頻系統的發展162

9.4.1時頻系統的結構163

9.4.2美國時頻系統的發展164

9.4.3俄羅斯時頻系統的發展166

9.4.4其他國家時頻系統的發展167

9.4.5我國時頻系統的發展168

9.5原子鐘技術的發展169

9.6時間比對技術的發展171

9.6.1基於衛星的時間比對技術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守時理論的發展175

9.7.1原子鐘性能分析理論的發展176

9.7.2守時算法的發展177

參考文獻180