空间大地测量与GPS导航定位时间系统相互转换,格里高利时通用时儒略日,GPS时,年积日相互转换资料

进行空间大地测量所需时间系统的相互转换

1.时间标示法

从古至今，世界各国曾出现过多种历法，如罗马历、儒略日、格里高利以及我国的农历等，目前世界上广泛采用的历法是格里高利历。

1.1.格里高利时（通用时）

格里高利历也称公历，现被世界各国广泛采用。格里高利历是一个由146097天所组成的400年周期为基础，1年的平均长度为365.2425天。根据格里高利历1年被划分为12个月。其标示时间时采用年、月、日、时、分、秒的方法。这种计时反映季节变化，与日常生活密切相关，但非连续，不利于数学表达和科学计算

1.2.儒略日

儒略日是一种不涉及年、月等概念的长期连续的记日法，在天文学、空间大地测量和卫星导航定位中经常使用。这种方法是由Scaliger于1583年提出的，为纪念他的父亲儒略而命名为儒略日。儒略日的起点订在公元前4713年（天文学上记为 -4712 年）1月1日格林威治时间平午（世界时12:00），即JD 0 指定为 4713 B.C. 1月1日12:00 UT到4713 B.C. 1月2日12:00 UT的24小时。每一天赋予了一个唯一的数字。由于儒略日数字位数太多，国际天文学联合会于1973年采用简化儒略日（MJD），其定义为 MJD = JD - 2400000.5。MJD相应的起点是1858年11月17日世界时0时。 例如1979年10月1日零时儒略日数为2,444,147.5。

1.3.GPS时

GPS系统内部所采用的时间系统是GPS时间，GPS时以1980年1月6日子夜为起点，用周数（一个星期七天）和周内的秒数来表示

1.4.年积日

所谓年积日就是指的是从每年的1月1日起开始累计的天数，计数从1开始（即每年1月1日的年积日为1），如2004年5月1日的年积日为122。用他可以方便的求出一年内两个时刻T1和T2间的时间间隔。

2.各个时间系统的相互转换

各个时间系统都有严格的转换公式，其转换的主要思想是把通用时、

GPS时间、和年积日分别转换为儒略日，然后以儒略日为媒介，实现任意两个时间系统的相互转换，如下图所示：

年积日儒略日通用时GPS时转换思想

2.1通用时与儒略日间的相互转换

2.1.1由通用时转换到儒略日（CommonTimeToJulianDay( pct, pjd)） 其中

如果M≤2,则y=Y-1，m=M+12 如果M>2，则y=Y，m=M

JD为儒略日，Y为年，M为月，D为日，UT为世界时。

2.1.2由儒略日转换到通用时（JulianDayToCommonTime( pjd, pct)）

a?INT?JD?0.5?b?a?1537c?INT???b?122.1?365.25??d?INT?365.25.c?e?INT???b?d?30.6001??D?b?d?INT?30.6001e??FRAC?JD?0.5?M?e?1?12?INT?e14?JD?INT?365.25y??INT??30.6001?m?1????D?UT24?1720981.5?日??月?Y?c?4715?INT???7?M?10???年?N?mod?INT?JD?0.5?,7??星期几。N?0,星期一；N?1,星期二；...?2.2通用时与GPS时间间的相互转换

2.2.1由通用时转换到GPS时间（CommonTimeToGPSTime( pct, pgt)） 主要分两步进行： 第一步：计算GPS周

GPSWEEK?INT???JD?2444244.5?7??第二步：计算一周内的秒数

2.2.2由GPS时间转换到通用时（GPSTimeToCommonTime( pgt, pct)） 第一步：由GPS时间转换到儒略日 第二步：由儒略日转换到通用时

2.3儒略日与年积日之间的相互转换

2.3.1由儒略日转换到年积日(JulianDayToDOY (pjd, pdoy)) 主要分三步进行： 第一步：计算出通用时

第二步：计算出当年1月1日的儒略日 第三步：两个儒略日求差加1，得出年积日

2.3.2年积日转换到儒略日(DOYToJulianDay ( pdoy, pjd)) 主要分一下两步进行：

第一步：计算出当年1月1日的儒略日JD1 第二步：年积日加JD1减1得儒略日

2.4GPS时与年积日间的相互转换

参照儒略日与年积日之间转换方法进行就可以得到结果。 GPS时转换到年积日（GPSTimeToDOY ( pgt, pdoy)） 年积日转换到GPS时（DOYToGPSTime (pdoy, pgt)）

3.算例及结果

通过在VC++6.0环境下编写了各个坐标系统的相互转换，并得到了转换的

结果，在试验中使用的已知数据是即使数据，取的时间是当时时间2011年1月7日19时38分45.26秒，用这个已知数据代入函数中，分别求得各个时间系统的GPS时、儒略时、年积日时，并通过各个时间系统的各自相互转换，最后输出的结果如下图所示

通过上图我们可以看出，得到的结果还是非常满意的，程序基本完成了各个时间系统的相互转换，从各个时间相互转换后得到的时间结果，并还原成转换前的数据，得到的结果都是完全符合，由此可见我们的计算结果是正确的，

4.心得体会

这次编程试验，虽说这次试验比较简单，但还是花了较长的时间，修修改改的，以前看到过类似程序，觉得自己应该没啥问题，应该很简单，自己能轻易拿下，可真做起来并不是这么一回事，总是出现一些小bug，不知道问题出在那里，明明感觉公式输入对的，语法也没啥问题，偏偏结果不对，与期望的值差别很大，最后经过调试总算解决了这些问题，比如有次明明记得公式输入是正确的，最后发现还是不小心输错了，结果导致错误。经过这次编程，这次试验，使自己的编程水平有了较大的提高，以前很多的时候都是只看程序，感觉很简单，并不自己动手，其实其中很多问题，只有自己亲自经历才知道一些简单的东西也会出问题，卡住思维，最后经过努力解决了问题，心里还是蛮开心的，有一定的成就感。经

过这次试验，学到了很多东西，有比较深的感触，对VC++不像以前那么排斥了，不像以前总感觉有点儿惧怕它，现在总算不抵触他了，希望在以后的学习中能够喜欢上它。

5.附录（程序中的源代码）

#include using namespace std;

typedef struct tagCOMMONTIME {

int year; int month;

int day;

int hour; int minute; double second;

}COMMONTIME;//通用时

typedef COMMONTIME *PCOMMONTIME; typedef struct tagTOD {

long sn; //秒数的整数部分 double tos;//秒数的小数部分

}TOD;

typedef TOD *PTOD; typedef struct {

long day; //整数天数 TOD tod; //一天内的秒数

}JULIANDAY;//儒略日

typedef JULIANDAY *PJULIANDAY; typedef struct tagMJULIANDAY {