1、遠日遠日點點近日點近日點地球地球春分點春分點秋分點秋分點 、行星運行的軌道是一個橢圓，而行星運行的軌道是一個橢圓，而該橢圓的一個焦點與太陽的質心相重合該橢圓的一個焦點與太陽的質心相重合 、行星質心與太陽質心間的距離向行星質心與太陽質心間的距離向量，在相同的時間內所掃過的面積相等量，在相同的時間內所掃過的面積相等 、行星運動周期的平方與軌道橢圓行星運動周期的平方與軌道橢圓長半徑的立方之比為一常量長半徑的立方之比為一常量黃赤交角黃赤交角232727在日月引力和其它天體引力對地球隆起部分的作用下，地球在日月引力和其它天體引力對地球隆起部分的作用下，地球在繞太陽運行時，自轉軸的方向不再保持不變，從而使

2、春分點在黃道上產生緩在繞太陽運行時，自轉軸的方向不再保持不變，從而使春分點在黃道上產生緩慢的西移慢的西移，這種現象在天文學中稱為歲差這種現象在天文學中稱為歲差。 在歲差的影響下，地球自轉軸在空間繞在歲差的影響下，地球自轉軸在空間繞北黃極北黃極產生緩慢的旋轉產生緩慢的旋轉(從北天極上從北天極上方觀察為順時針方向方觀察為順時針方向)，形成一個倒圓錐體，其錐角等于，形成一個倒圓錐體，其錐角等于黃赤交角黃赤交角232727。 歲差的周期約為歲差的周期約為2580025800年。歲差使春年。歲差使春分點每年西移分點每年西移50.350.3。：地球瞬時自轉軸在地球上隨時間而變，稱為地極移動，簡稱：地球瞬時

3、自轉軸在地球上隨時間而變，稱為地極移動，簡稱極移。極移。瞬時極瞬時極：與觀測瞬間相對應的自轉軸所處的位置，稱為該瞬時的：與觀測瞬間相對應的自轉軸所處的位置，稱為該瞬時的 地球極軸，地球極軸，相應的極點稱為瞬時極。相應的極點稱為瞬時極。平平 極極：某段時間內地極的平均位置。：某段時間內地極的平均位置。國際協定原點國際協定原點CIO：國際天文聯合會：國際天文聯合會IAU和國際大地測量與物理聯合會和國際大地測量與物理聯合會IUGG采用國際上采用國際上5個緯度服務站的資料，以個緯度服務站的資料，以1900.00至至1905.05年地球自轉軸瞬年地球自轉軸瞬時位置的平均位置作為地球的固定極稱為國際協定原

4、點時位置的平均位置作為地球的固定極稱為國際協定原點CIO。也稱協議地也稱協議地球極球極CTP。 國際時間局國際時間局BIH的的CIO有：有：BIH1968.0，BIH1979.0，BIH1984.0地極坐標系：以地極坐標系：以CIO為原點，零子為原點，零子午線方向為午線方向為X軸，以零子午線以西軸，以零子午線以西90子午線為子午線為y y軸。軸。 用來描述極移規律。用來描述極移規律。平春分點平春分點：相應于平極的春分點。：相應于平極的春分點。 以春分點為參考點，由它的周日視運動所確定的時間以春分點為參考點，由它的周日視運動所確定的時間稱為恒星時。稱為恒星時。 計量時間單位：恒星日、恒星小時、恒

5、星分、恒星秒；計量時間單位：恒星日、恒星小時、恒星分、恒星秒； 恒星日：春分點連續兩次經過同一子午圈上中天的時間間隔。恒星日：春分點連續兩次經過同一子午圈上中天的時間間隔。 分類：真恒星時和平恒星時。分類：真恒星時和平恒星時。362102 . 6093104. 0812866.864018454841.2411010027379093. 1cosTTTUTGMSTLASTGASTLMSTGMSTGMSTGASTLMSTLASTsSSs 其中，其中，為黃經章動，為黃經章動，黃赤交角，黃赤交角，T T為標準歷元為標準歷元J2000.0J2000.0到計算歷元之間的儒略世紀數到計算歷元之間的儒略世紀

6、數儒略歷：是公元前羅馬皇帝儒略儒略歷：是公元前羅馬皇帝儒略凱撤所實行的一種歷法。儒略日凱撤所實行的一種歷法。儒略日（JD）是從公元前是從公元前4713年儒略歷年儒略歷1月月1日格林尼治平正午起算的連續天數。一日格林尼治平正午起算的連續天數。一個儒略世紀有個儒略世紀有36525個儒略日。個儒略日。標準歷元標準歷元J2000.0為為2451545.0儒略日儒略日.簡化儒略日（簡化儒略日（MJD）等于儒略日減去）等于儒略日減去2400000.5日日.1900年年3月以后月以后2100年年2月儒略日計算公式月儒略日計算公式:JD=367Y-7Y+（M+9）/12/4+275M/9+D+1721014其

7、中其中Y,M,D表示年月日表示年月日,/表示整除表示整除. 真太陽時真太陽時:以真太陽作為參考點，由它的周以真太陽作為參考點，由它的周日視運動所確定的時間日視運動所確定的時間 平太陽時平太陽時:以平太陽作為參考點，由它的周以平太陽作為參考點，由它的周日視運動所確定的時間。日視運動所確定的時間。 計量時間單位：平太陽日、平太陽小時、計量時間單位：平太陽日、平太陽小時、平太陽分、平太陽秒；平太陽分、平太陽秒； 平太陽日平太陽日:平太陽連續兩次經過同一子午圈平太陽連續兩次經過同一子午圈的時間間隔的時間間隔. 一回歸年一回歸年=365.24219879平太陽日平太陽日 一平太陽日一平太陽日=24平太陽

8、小時平太陽小時=1440平平太陽分太陽分=86400平太陽秒。平太陽秒。 平太陽時與日常生活中使用的時間系統是平太陽時與日常生活中使用的時間系統是一致的，通常鐘表所指示的一致的，通常鐘表所指示的 時刻正是平太陽時刻正是平太陽時。時。 定義：以平子午夜為零時起算的格林尼治平太陽時定義為世定義：以平子午夜為零時起算的格林尼治平太陽時定義為世界時界時UT。(就是將格林尼冶午夜定為零點的平太陽時就是將格林尼冶午夜定為零點的平太陽時)TUTUTUTUT 1201 tancossin151ppyx ttttT 4cos007. 04sin006. 02cos012. 02sin022. 0 UT0:未經任

9、何改正的世界時未經任何改正的世界時UT1:經過極移改正的世界時經過極移改正的世界時UT2:在在UT1的基礎上經過地球自轉速度的季節性改正的世界時的基礎上經過地球自轉速度的季節性改正的世界時協調世界時協調世界時UTC:由于地球自轉速度有變慢的趨勢，為了避免世界時和原由于地球自轉速度有變慢的趨勢，為了避免世界時和原子時產生過大偏差而采用的一種以原子時秒長為基礎，在時刻上盡量接近子時產生過大偏差而采用的一種以原子時秒長為基礎，在時刻上盡量接近世界時的一種折衷的時間系統。世界時的一種折衷的時間系統。 當二者之差超過當二者之差超過0.90.9秒時，便在秒時，便在協調世界時協調世界時UTC加入一閏秒。閏秒

10、一加入一閏秒。閏秒一般在般在12月月31日或日或6月月30日加入。日加入。 協調世界時協調世界時UTC的秒長與原子時秒長一致。的秒長與原子時秒長一致。協調時與國際原子時之間的關系，如下式所示：協調時與國際原子時之間的關系，如下式所示： TAI=UTC+1sn 式中式中n為調整參數為調整參數原子時：是以物質內部原子運動的特征為基礎建立的時間系統。原子時：是以物質內部原子運動的特征為基礎建立的時間系統。原子時的尺度標準：原子時的尺度標準：(在海平面實現的原子秒在海平面實現的原子秒)國際制秒（國際制秒（SI）。）。原子秒：在零磁場下，銫原子秒：在零磁場下，銫-133原子基態兩個超精細能級間躍遷原子基

11、態兩個超精細能級間躍遷 輻射輻射9192631770周所持續的時間。周所持續的時間。 基于美國海軍觀測實驗室維持的原子時的時間系統?；诿绹＼娪^測實驗室維持的原子時的時間系統。 GPSTGPST屬于原子時系統，它的秒長即為原子時秒長，屬于原子時系統，它的秒長即為原子時秒長，GPSTGPST的的原點與國際原子時原點與國際原子時TAITAI相差相差19s19s。有關系式：。有關系式： TAI-GPST=19TAI-GPST=19（s s） 在在19801980年年1 1月月6 6日，日，GPSTGPST與與UTCUTC相等，它們的關系為：相等，它們的關系為： GPST = UTC + n GPS

12、T = UTC + n GPS時間系統與各種時間系統的關系見圖所示：時間系統與各種時間系統的關系見圖所示：歷書時歷書時(ET):以地球公轉運動為基準的時間系統以地球公轉運動為基準的時間系統.起始歷元為起始歷元為1900年年1月月12時時.秒長為秒長為1900年年1月月12時整回歸年長度的時整回歸年長度的1/31556925.9747.力學時力學時(DT):天體運動力學理論建立的運動方程所采用的時間參數天體運動力學理論建立的運動方程所采用的時間參數.太陽系質心力學時太陽系質心力學時(TDB):相對于太陽系質心的運動方程所采用的時間參數相對于太陽系質心的運動方程所采用的時間參數.地球質心力學時地球

13、質心力學時(TDT):相對于太陽系質心的運動方程所采用的時間參數相對于太陽系質心的運動方程所采用的時間參數.)360/2)(050.35999258.357()sin0167. 0sin(001658. 000 TgggTDTTDB 力學時力學時(DT)所采用的基本單位是國際制秒所采用的基本單位是國際制秒(SI),與原子時的尺度一致與原子時的尺度一致.184.32 TAITDT黃赤交角黃赤交角232727、坐標參考系統：天球坐標系、坐標參考系統：天球坐標系 地球坐標系地球坐標系 點的坐標可用（點的坐標可用（x,y,z）表示，也可用（）表示，也可用（L，B，H）表示。）表示。XYZoP春春分分點

14、點黃道黃道天球天球赤道赤道天球坐標系天球坐標系地球坐標系地球坐標系XYZoP地球地球赤道赤道首首子子午午線線LB、高程參考系統、高程參考系統:正常HH正高正高: 以大地水準面為參考面以大地水準面為參考面P正常高正常高: 以似大地水準為參考面以似大地水準為參考面NHH 正正H正正H正常正常大地水準面大地水準面似大地水準面似大地水準面參考橢球面參考橢球面、坐標參考框架：、坐標參考框架： 具體實現：國家平面控制網，具體實現：國家平面控制網，GPSGPS網網、高程參考框架、高程參考框架: 具體實現：國家高程控制網（水準網）具體實現：國家高程控制網（水準網）XYZoP春分春分點點黃道黃道天球赤天球赤道道

15、CISMtzyxPzyx P0Pir0ri標準歷元平赤道標準歷元平赤道瞬時平赤道瞬時平赤道ZYXZYXAAzA AZAYAZRRZRP 1000cossin0sincoscos0sin010sin0cos1000cossin0sincosAAAAAZAAAAAYAAAAAZRRZZZZZRMttzyxNzyx xZxRRRN cossin0sincos00011000cossin0sincoscossin0sincos0001xZxRRR黃道黃道平赤道平赤道真赤道真赤道平春分點平春分點真春分點真春分點 ZYXZYXCIStzyxNPzyx 原點原點O與地心（參心）重合，與地心（參心）重合，Z軸

16、指向地球北極，軸指向地球北極，X軸指向軸指向地球赤道面與格林尼治子午圈的交點，地球赤道面與格林尼治子午圈的交點，Y軸在赤道平面里與軸在赤道平面里與XOZ構成右手構成右手坐標系。坐標系。XYZoP地球地球赤道赤道首首子子午午線線LB赤道面與起始子午圈的交點為赤道面與起始子午圈的交點為X軸指向軸指向.瞬時地球坐標系：以瞬時極為瞬時地球坐標系：以瞬時極為Z軸方向。軸方向。tCTSZYXMZYX 0ZCTSYCTSXCTSZt YtXt協議赤道協議赤道瞬時赤道瞬時赤道格林尼治格林尼治平子午線平子午線xpypCTP pXpYyRxRM 11001ppppyxyxMttzyxEZYX 春分點春分點起始子午

17、線起始子午線赤道赤道GASTxyzXYZ 100cossin0sincosGASTGASTGASTGASTGASTREztCTStCTSzyxMEZYXZYXMZYX CISCTSCIStzyxMENPZYXzyxNPzyx (X0,Y0,Z0) 舊舊舊舊舊舊舊舊舊舊新新新新新新 NBBLaBBeMBeaNBBNMBeMBBeaNMNmBeNBBeMNLBBNeLBNeLLBLBLBZYXBLBLBHMBHMLBHMLBHNLHNLNzyx cossinsin11sin1cossin1sin2cossin00sin1cossin00coscossinsincossin0cossinsinsin

18、sincossinsinsincoscoscoscossinsincossin0cossin2222222222222000XYZM0XYZLnBPQHPBHeNZLBHNYLBHNXsin)1(sincos)(coscos)(2 以測站以測站P為原點，為原點，P點的垂線為點的垂線為z軸軸(指向天頂為正指向天頂為正),子午線方向子午線方向 為為x軸軸(向北為正向北為正)，y軸與軸與x，z軸垂直軸垂直(向東為正向東為正)構成構成左手左手坐標系。這種坐標系。這種坐標系稱為坐標系稱為 垂線站心直角坐標系，垂線站心直角坐標系，或稱為站心天文坐標系。或稱為站心天文坐標系。 Z(天頂天頂)Y(東東)PZQdX(北北)