二、原子钟时系统
1. 原子时（Temps Atomique）
原子时是用高精度原子钟来保持的。目前，国际上约有100台原子钟，通过相互比对，并经数据处理推算出统一的原子时，称为国际原子时TAI（Temps Atomique International）
2．协调世界时UTC（Coodinate Universal Time）
为了协调原子时与世界时的关系，建立了一种折衷的时间系统，称之为协调世界时UTC。根据国际规定，协调世界时的秒长采用原子时的秒长，其累积的时刻与UT1时刻之差保持在0.9`之内，当超过时，采用跳秒（闰秒）的办法来调整。闰秒一般规定在6月30日或12月31日最后一秒加入。具体日期由国际时间局（BIH）在两月前通知各国。 3.GPS时间系统GPST
为了精密导航和定位的`需要，全球定位系统（GPS）建立了专用的时间系统，简称GPST。
GPS时属于原子时系统，其秒长与原子时秒长相同，但原点不同。GPS时的原点是，规定于1980年1月6日0时与协调世界时UTC时刻相一致，以后即按原子秒长累积计时。GPST与TAI在任一瞬间均有一常量差，其间关系为 TAI－GPST＝19（s）
GPST与UTC之间的差为秒的整倍数，1987年差值为4s，1989年为5s。
三、力学时系统
1. 质心力学时BDT（Barycentric Dynamic Time） 2. 地球力学时TDT（Terrestrial Dynamic Time）
在人造地球卫星动力学和运动学方程中所要求的一种严格均匀的时间尺度和独立变量；与原子时的尺度完全一致。
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第4部分：卫星基本运动规律介绍
卫星空间位置的确定有3个位置要素和6个轨道参数，并要区分卫星。要正确描述卫星的位置，必须首先描述卫星运动的轨道平面在空间的位置；其次，必须描述卫星在轨道平面上作椭圆运动时椭圆的形状；第三，必须描述卫星在椭圆轨道上的瞬时位置。
描述卫星在空间位置需六个轨道参数，通常把它们称为开普勒轨道参数或轨道根数，如下表所示（参考P27页图作说明）。 参数 意 义 在决定卫星空间位置中的作用 Ω 升交点赤经 确定卫星轨道平面在空间的位置 I 轨道平面倾角 ω 近地点角 确定卫星轨道平面上椭圆轨道的形a 椭圆轨道的半长轴 状和定向 e 椭圆的偏心率 V 真近点角 确定卫星在椭圆轨道上的瞬时位置
一、无摄运动
仅考虑地球质心引力作用的卫星运动称为无摄运动。二体问题。只有V是时间变量。 1．卫星位置计算
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轨道坐标系：Z轴指向轨道平面的法线方向，x轴指向近地点方向。Y轴平行于椭圆轨道短轴与x、z轴构成右手坐标系。
?x??cosV????y????r?sinV?
CIs?RZ(??)RX(?i)RZ(??)
??z??s??0???X??x????Y??CI??s?y? ??Z??I??z??s2．辅助参数E（偏近地角）与r、V 关系
r=a(1-e cosE)
cosV=(cosE-e)/(1-e cosE) sinV=(1-e2)1/2sinE/(1-e cosE) tan(V/2)=[(1+e)/(1-e)]1/2 tan(E/2) 3．偏近地角E计算
开普勒轨道方程： n(t-τ)=E-e sinE n=2π/T 平均角速度
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开普勒第三定律：n2a???GM3
平近点角M：以某起始时刻为参考，卫星以平均角速度n绕地心在轨道中转过的角度。M0为过近地点的平近点角。
M?n(t??)?nt?M0?E?esinE
4．速度计算 求E的偏导
二、受摄运动
考虑了各种摄动力作用的卫星运动称为受摄运动。6开普勒轨道参数都是时间变量。
卫星运动受各种作用力作用。主要有地球引力、日月引力、太阳辐射压力、地球潮汐力、大气阻力等。地球引力主要，其他与它有10-5的量级差。地球等效质心引力为中心引力；地球非对称引力及其他引力为非中心引力也称摄动力，与中心引力有10-3的量级差。
三、卫星星历
卫星星历是描述卫星运动轨道的信息。 1．预测星历
广播星历：包括相对某一参考历元（1）的开普勒轨道参数（6）和必要轨道摄动改正参数（9）
精密星历：采用P码发送的卫星星历，达到5m的精度。 2．后处理星历
一些国家和组织部门利用自建立的卫星跟踪网所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历类似方法计算得到的卫星星历，事后向用户提供。 3．卫星位置参数计算
1）首先按“二体问题”公式计算轨道参数；
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2）根据导航电文给出的轨道摄动参数，进行摄动修正，计算修正后的轨道参数；
3）计算卫星在轨道坐标里的坐标；
4）仅顾及地球自转的影响，将轨道坐标系转为WGS－84坐标系。
4．GPS全球定位系统的基本原理
GPS全球定位系统原理简单而又粗略的描述可以这样来说： 利用刻意分布于地球上空多个人造卫星，与被测点构成有效几何图形，在被测点接收人造卫星随时在播发的数据，最终应用数学方法解算出被测点位置参数。此即GPS定位原理。
GPS定位实际上依据的空间几何模型和原理即相当于空间几何中的三点定位模型和原理。参见下图。
如图可知，被测点与卫星之间的距离R，写成公式便是： R2＝ （x1－x）2＋（y1－y）2＋（z1－z）2 利用多颗星可得多个方程，联立可求解。
得到三颗星距后，即可利用数学方法解算出被测点方位坐标。
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———————————————————— 备注：
儒略历：公元前罗马皇帝儒略?恺撒所实行的一种历法。 儒略日：从公元前4713年儒略历1月1日算起的连续天数。
BIH：国际时间局
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