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01-导航算法常用的时间系统.md

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导航算法常用的时间系统

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[TOC]

时间系统：时间起点基准 + 时间间隔尺度

  1. 恒星时（Sidereal Time，ST）：以春分点为基本参考点，由春分点周日视运动确定的时间称为恒星时。

  2. 真太阳时：以真太阳作为基本参考点，由其周日视运动确定的时间称为真太阳时。

  3. 平太阳时：（由于真太阳的视运动是不均匀的，所以引入虚拟的在赤道上匀速运行的平太阳，其速度等于真太阳周年运动的平均速度），平太阳连续经过同一子午圈的时间称为一个平太阳日，分为 24 个平太阳时。

  4. 历书时（Ephemeris Time，ET）：以地球公转为基准的度量时间的系统。（秒长规定：1900年1月1日12时整回归年长度的 1/31556925.9747；起始历元定在1900年1月1日12时）太阳系质心力学时TDB，地球质心力学时TDT。

  5. 原子时（Atomic Time，AT）：是一种以原子谐振信号周期为标准，并对它进行连续计数的时标。

    UTC、TT、各种GNSS时都是建立在原子时基础上，用各自的原子钟来维持的，只是起点的选择、跳秒与否，已经因为用于维持的原子钟不同而产生的细微差别。

  6. 国际原子时（International Atomic Time，TAI）：由各实验室的原子钟维持。取 1958 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒世界时(UT)的瞬间作为同年同月同日 0 时 0 分 0 秒TAI。（事后发现，在该瞬间原子时与世界时的时刻之差为0.0039秒。这一差值就作为历史事实而保留下来。）

  7. 区时：全球化为24个时区，在同一时区采用该时区中央子午线上的平太阳时为区时。

  8. 世界时UT：0区的区时，即格林尼治起始子午线上的平太阳时为世界时UT

    • UT0：直接天文观测的世界时
    • UT1：经过极移改正的世界时
    • UT2：再经过地球自转速度季节性改正的世界时

  9. 协调世界时（Universal Time of Coordination，UTC）：以原子秒长为计量单位，在时刻上与平太阳时之差小于 0.9 秒的时间系统。UT1 + 跳秒。

    C、C++ 获取的系统时间默认是 UTC

  10. 跳秒：leap second，在 1980 年 1 月 6 日 0 时 GPS 时与 UTC 时对齐，GPS 时是依靠稳定的原子钟来维持的，也就是说它的单位时间长度是很稳定的；而协调世界时是根据天文确定的，和地球自转有关，但是地球自转速度在不断变慢，也就是说协调世界时的单位时间长度并不是恒定的。但是总不能他们稍微不一致就调吧，这样也太麻烦了，所以就规定，当两者相差接近1秒时，就让UTC跳一秒。可看官网。

    rtkcmn.c 有跳秒的定义

    static double leaps[MAXLEAPS+1][7]={ /* (y,m,d,h,m,s,utc-gpst) */
    {2017,1,1,0,0,0,-18},
    {2015,7,1,0,0,0,-17},
    {2012,7,1,0,0,0,-16},
    {2009,1,1,0,0,0,-15},
    {2006,1,1,0,0,0,-14},
    {1999,1,1,0,0,0,-13},
    {1997,7,1,0,0,0,-12},
    {1996,1,1,0,0,0,-11},
    {1994,7,1,0,0,0,-10},
    {1993,7,1,0,0,0, -9},
    {1992,7,1,0,0,0, -8},
    {1991,1,1,0,0,0, -7},
    {1990,1,1,0,0,0, -6},
    {1988,1,1,0,0,0, -5},
    {1985,7,1,0,0,0, -4},
    {1983,7,1,0,0,0, -3},
    {1982,7,1,0,0,0, -2},
    {1981,7,1,0,0,0, -1},
    {0}
};

  11. GPS 时（GPS Time，GPST）：由 GPS 星载原子钟和地面监控站原子钟组成的一种原子时基准，与国际原子时保持有 19s 的常数差，并在 GPS 标准历元 1980 年 1 月 6 日 0 时与 UTC 保持一致。

    GPS 系统内部所采用的时间系统是 GPS 时，其时间零点定义为1980年1月5日 夜与1980年1月6日晨之间的子夜。GPS时系统在标示时间时所采用的最大时间单位为周（week，604800秒），其标示时间的方法是从1980年1月 6日0时开始起算的周数（WN-Week Number）加上被称为周内时间（TOW-Time of Week）的从 每周周六/周日子夜开始起算的秒数。 例如：“1980年1月6日0时0分0秒”用GPS时标示法则为“第0周0秒”；而 “2004年5月1日10时5分15秒”用GPS时标示法则为“第1268周第554715秒”。 在GPS卫星所发送的导航电文中，时间信息的标示就是采用这种形式。

  12. 北斗时（BDS Time，BDT） ：同 GPST 一样由原子钟保持基准，在 2006 年 1 月 1 日 0 时与 UTC 保持一致。因为从 1980 年到 2006 年共有 14 次跳秒发生，所以 BDT 和 GPST 相差 14 秒且基本恒定不变。

  13. GLONASS时（GLONASS Time，GLST）：以莫斯科本地协调时 UCTsu 定义，其值与 UTC 存在 3 小时时差。

  14. Galileo时（Galileo Time，GST）：同 GPST 保持一致。

  15. QZSSS时 (QZSS TIME , QZSST) ：同 GPST 保持一致。

  16. 判断闰年：年份是 4 的倍数但不是 100 的倍数或者年份是 400 的倍数。

  17. GPS 周：（GPS Week，GPSW） GPS系统内部描述时间的一种方式，它的起点为 1980 年 1 月 5 日夜晚与 1980 年 1 月 6 日凌晨之间 0 点（这天是周日，老外经常周日表示一周的第一天，以0表示）。

    rtkcmn.c中有GPST(GST)、GLST、BDT的时间基准的的定义

    static const double gpst0[]={1980,1, 6,0,0,0}; /* gps time reference */
static const double gst0 []={1999,8,22,0,0,0}; /* galileo system time reference */
static const double bdt0 []={2006,1, 1,0,0,0}; /* beidou time reference */

  18. 儒略日：（Julian Day，JD） 是指由公元前 4713 年 1 月 1 日，协调世界时中午 12 时开始所经过的天数。采用连续的数值来标示时间，适合科学计算，且可以很方便地将采用不同方法所标示的时间联系起来，但无法直接反映季节等信息，故日常生活中不常用。

  19. 简化儒列日：（Modified Julian Day、MJD），由于儒略时的计时起点距今较为久远，若将现今时间用儒略时来表示，数值 非常大。1973年国际天文学联合会提出 了约化儒略日的时间标示法，其起点是 1858 年 11 月 17 日世界时 0 时。MJD = JD - 2400000.5

  20. 年积日：（Day Of Year，DOY） 一年当中的第几天，其取值范围为[1,365]，

    在 GPS 中的用途：年积日通常用来区分观测时段，常用于 GPS 观测文件的命名。例如，在 RINEX 格式中就规定：在数据文件的8字符主文件名中，第5-7个字符为观测起始时刻的年积日。

  21. 天内秒：（Second Of Day，SOD） 一天中的第几秒，其取值范围为[1,86400]

  22. 周内秒：（Second Of Week，SOW） 一周中的第几秒，其取值范围为[1,604800]

  23. 周内分：(Hour Of Week，HOW) 一周中的第几小时，其取值范围为[1,168]