Система отчета времени и координат в навигационной системе GPS NAVSTAR

Атомная секунда принята в настоящее время за единицу времени в системе СИ. Определение показаний различных атомных эталонов времени, позволило создать шкалу международного атомного времени. Каждый навигационный спутник оснащен своими собственными часами. Относительная погрешность таких часов 1*10^-13. Часы на спутнике постоянно контролируются с Земли и сравниваются с эталонными часами на Земле, для которых создаются наиболее стабильные условия. Эта операция называется синхронизация часов.

Начало отсчета времени в GPS ведется от 5.01.80 г с 0^h, поэтому начало текущей недели в GPS ведется от полуночи с субботы на воскресение. Время в GPS исчисляется числом недель и числом секунд в пределах одной недели. В приемниках, которые используют геодезисты для координатных определений, тоже используются достаточно стабильные часы. Но они в миллион раз менее стабильны, чем часы на спутнике. Для компенсации нестабильности часов приемника при каждом сеансе измерений производится синхронизация часов приемника с часами спутниковой системы.

Движение ИСЗ происходит по законам небесной механики под действием сил инерции и действием сил притяжения Земли. Для описания такого движения используется геоцентрическая инерциальная система координат (Х₀ Y₀ Z₀₎

начало – ЦМЗ, ось Х лежит в плоскости экватора и направлена в точку весеннего равноденствия, ось Z направлена вдоль оси вращения земли в сторону северного полюса, ось Y дополняет систему до правой. Кроме этого используется геоцентрическая подвижная система координат (XYZ). В навигационной сиcтеме GPS она называется WGS-84. Центр системы – совпадает с центром равноденственной системы, Z – вдоль оси вращения Земли, X – проходит через меридиан Гринвича. Ось X в процессе суточного вращения Земли периодически проходит через точку весеннего равноденствия. Интервал времени между двумя такими последовательными моментами соответствует одним звездным суткам. Информация о движениях спутников прогнозируется и вычисляется в геоцентрической подвижной СК.

При спутниковых методах измерения наибольшее распространение получили 2 системы координат: прямоугольная (XYZ) и криволинейные (эллипсоидальные – BLH). Под геодезической высотой понимают длину отрезка нормали к эллипсоиду между точками на поверхности Земли и поверхностью эллипсоида.

Между прямоугольной и криволинейной СК существуют строгие математические зависимости:

Обратный переход: