- •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
- •1.3. Связь промежутков барицентрического координатного времени tcb с промежутками геоцентрического координатного времени tcg
- •1.4. Связь промежутков геоцентрического координатного времени tcg с промежутками земного времени tt
- •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
В эпоху из-за влияния нутации истинный экватор займёт положение .
Точка
пересечения истинного экватора и
подвижной эклиптики называется истинной
точкой весеннего равноденствия в эпоху
.
При этом угол наклона
называется истинным наклоном эклиптики
к экватору в эпоху
.
Составляющие нутации в долготе
и в наклонности
вычисляются по формулам (3.1) и (3.2)
соответственно.
3.3. Учёт влияния прецессии
Пусть
заданы средние равноденственные
геоцентрические координаты точки s
в системе координат
,
определённой на эпоху
.
В качестве эпохи
для определённости примем стандартную
эпоху
.
Требуется вычислить средние равноденственные
геоцентрические координаты той же точки
s
в системе координат xyz,
определённой на другую эпоху t.
Различие в ориентировке осей рассматриваемых
систем координат вызвано влиянием
прецессий экватора и эклиптики (рис.
3.4).
z z0
x0
y0 y
x
Рис.
3.4. Две средние равноденственные системы
координат:
на
эпоху
и Oxyz
на эпоху t
Напомним, что под влиянием прецессии экватора средняя точка весеннего равноденствия эпохи перемещается в плоскости начальной эклиптики по дуге большого круга и в эпоху t занимает положение . Под влиянием прецессии эклиптики средняя точка весеннего равноденствия перемещается в плоскости среднего экватора эпохи t и занимает положение .
Преобразование координат произвольной точки, определённой в средней равноденственной системе координат эпохи к координатам той же точки, но в средней равноденственной системе координат xyz эпохи t можно осуществить посредством четырёх поворотов по формулам
.
(3.3)
Прецессионные параметры в соответствии с моделью МАС 2000 вычисляются по формулам, полученным Капитейн [17]:
;
;
;
;
.
Вместо рассмотренных четырёх поворотов можно обойтись тремя поворотами, если ввести прецессионные параметры Ньюкома-Андуайе, аналогичные углам Эйлера и связанные с ними соотношениями:
.
Углы
Ньюкома-Андуайе показаны на рис. 3.5. Они
вводятся следующим образом. Угол
– угол между осью
и линией пересечения плоскостей
и
.
Угол
- двугранный угол между плоскостями
и
или плоский угол между осями
и
.
Угол
- угол между линией пересечения плоскостей
и
и осью
.
z0
z
O
y0
x0
y
x
Рис. 3.5. Прецессионные углы Ньюкома-Андуайе
Эти три поворота представляются в виде:
.
(3.4)
Сами же прецессионные параметры Ньюкома-Андуайе вычисляются по формулам модели прецессии-нутации МАС 2000:
;
.
Здесь t выражено в юлианских столетиях, отсчитываемых от эпохи J2000.0 .
