GPS导航系统中坐标系及星历名词的详细解释

内容详细解析了星历的作用、GPS惯导系统中常用坐标系的定义及其特点，包括大地坐标系WGS-84、地心惯性参考系(ECI)、地心地固参考系(ECEF)、局部切线平面坐标系(如ENU坐标系)和随体坐标系。" 知识点: 1. 星历定义与作用: 星历是GPS卫星广播信息的一部分，提供了描述卫星运动轨道的参数，如轨道根数和轨道根数变率。通过这些参数可以计算出卫星在任何给定时刻的位置和速度，是GPS定位计算的基石之一。 2. 坐标系概念: 坐标系是数学中用来确定物体位置的一种方式，特别在地理信息系统和卫星导航系统中，不同的坐标系对定位和导航精度有着直接影响。 3. 大地坐标系WGS-84: WGS-84是全球定位系统中最广泛使用的坐标系。它以地球质量中心为原点，Z轴指向BIH定义的协议地球极，X轴指向BIH定义的零度子午面与CTP赤道的交点，Y轴根据右手规则确定，它考虑了地球自转和表面重力场，以提供精确位置。 4. 地心惯性参考系(ECI): ECI坐标系是一个非加速参考系，适用于牛顿运动定律，其原点位于地球质心，坐标轴不随地球自转。它的OX轴通过格林尼治线和赤道线的交点，OY轴通过90度经线与赤道的交点，OZ轴指向北极星，是描述卫星等航天器惯性运动的理想坐标系。 5. 地心地固参考系(ECEF): ECEF坐标系与地球固联，并且随地球转动。其原点在地球质心，X轴通过格林尼治线和赤道线的交点，Z轴通过原点指向北极，Y轴与X、Z轴构成右手坐标系。这种坐标系适合描述固定点或移动目标在地球表面的位置。 6. 局部切线平面坐标系: 局部切线平面坐标系(如ENU坐标系)以用户所在位置为原点，X轴向东，Y轴向北，Z轴向上。这种坐标系在局部区域内描述目标位置时非常直观方便，常用于导航和定位系统中。 7. 随体坐标系: 随体坐标系用于描述航行器的运动姿态，其原点选在航行器的质心或特定点，坐标轴与航行器结构或运动方向相关。该坐标系适合用于局部区域或特定目标的导航和定位。 8. GPS星历的应用: GPS星历被用于计算卫星位置和速度，从而确定其精确轨道。这些信息对于用户接收GPS信号进行精确定位至关重要。 在使用这些坐标系时，需要根据实际应用场景和需求选择合适的一种。例如，WGS-84是全球定位的基础，而地心惯性参考系和地心地固参考系则适用于描述航天器和地面目标在地球空间中的位置和运动。局部切线平面坐标系和随体坐标系则更适用于导航和定位。掌握这些坐标系的特点和适用范围，对于理解和应用RTK算法及其相关技术至关重要。