Ссылка на пространство (также известная как эталонная кадр или справочная система ) представляет собой систему координат, используемая для определения позиции и ориентации объектов или точек в пространстве.
Он обеспечивает необходимую основу для описания пространственных мест и движений в последовательном и стандартизированном способе.
В контексте спутниковых систем, навигации и геодезии система космической справочной системы имеет решающее значение для определения точных местоположений, траекторий и ориентаций спутников, космических кораблей или объектов на Земле.
Ключевые компоненты космической ссылки:
- Координатная система:
- Ссылка на пространство использует систему координат (обычно декартовую или сферическую) для определения положения объектов в пространстве. Это обычно включает в себя три оси (x, y и z), чтобы представлять пространственные местоположения.
- Источник:
- Происхождение является отправной точкой или эталонным местоположением, из которого проводятся все измерения. Это может быть центр Земли, центр небесного тела или любая другая определенная точка в космосе.
- Топоры:
- Оси в пространственной ссылке определяют направления, вдоль которых измеряются положения. Они могут быть выровнены с поверхностью Земли, плоскостью эклиптики или другими небесными ссылками. Например:
- Ось X может указывать на конкретную фиксированную звезду или Prime Meridian.
- Ось y может быть перпендикулярна оси x в эталонном кадре.
- Ось Z обычно представляет ось вращения Земли (или нормальный вектор до определенной плоскости).
- Оси в пространственной ссылке определяют направления, вдоль которых измеряются положения. Они могут быть выровнены с поверхностью Земли, плоскостью эклиптики или другими небесными ссылками. Например:
- Датум:
- Датум является математической моделью Земли, используемой для определения начала и формы эталонного кадра . Например, WGS84 (World Geodetic System 1984) - это обычная база, используемая в системах GPS для определения размера, формы и вращения Земли.
- Ссылка на время:
- Ссылка на время определяет временную компонент пространственной справочной системы. Необходимо учесть движения, такие как вращение Земли или движение спутников. Например, в спутниковых навигационных системах время часто ссылается на время GPS или UTC (скоординированное универсальное время) .
- Физические параметры:
- В дополнение к системе координат и происхождения, контрольная ссылка также включает в себя физические параметры, которые учитывают форму, размер и ориентацию небесных тел или объектов в системе. Например:
- Эллипсоид Земли ( упрощенная модель формы Земли) используется для расчета географических координат в большинстве космических ссылок.
- Геодезические параметры , такие как наклон оси Земли или гравитационные модели, также могут быть включены для более высокой точности.
- В дополнение к системе координат и происхождения, контрольная ссылка также включает в себя физические параметры, которые учитывают форму, размер и ориентацию небесных тел или объектов в системе. Например:
Общие типы космических ссылок:
- Основанный на земле, фиксированный земля (ECEF):
- Опорная рама, используемая в GPS и других навигационных системах, где происхождение находится в центре Земли, а оси фиксируются по сравнению с поверхностью Земли. Эта система учитывает вращение Земли и обычно используется в приложениях, которые требуют точного позиционирования на поверхности Земли.
- Геоцентрическая система координат:
- Глобальная космическая ссылка, которая помещает Центр Земли в начало происхождения. Эта система часто используется для спутниковых орбит и космических приложений, где объекты находятся на орбите вокруг Земли.
- Экваториальная система координат:
- Пространственная справочная система, часто используемая в астрономии, где позиции определяются относительно небесного экватора и фиксированной точки в пространстве (например, ясного равноденствия). Эта система полезна для поиска звезд, планет и других небесных объектов.
- Инерциальная эталонная кадр:
- Космическая справочная система, которая не учитывает вращательное или трансляционное движение (то есть она «фиксирована» в пространстве). Он часто используется в космической навигации, где эталонная рама стабильна и не влияет на движение Земли.
- Локальная ссылка на пространство:
- Это референтная система меньшего масштаба, которая может быть использована для локальной навигации, например, в здании или конкретном регионе. Например, это может быть основано на локальных географических координатах или конкретной локальной дату.
Применение космического справки:
- Спутниковая навигация : пространственные ссылки, такие как WGS84, помогают определить позиции спутников и обеспечивать точные услуги на основе местоположения (например, GPS).
- Навигация по космическим кораблям : пространственные ссылки используются для определения положения, скорости и ориентации космических кораблей относительно Земли или других небесных тел.
- Астрономия : астрономические космические ссылки используются для поиска звезд, планет и других небесных объектов, а также для рассчитания их движения с течением времени.
- Геодезия : измерение формы, ориентации и гравитационного поля Земли опирается на точные контрольные системы пространства.
Краткое содержание:
Ссылка на пространство - это система координат и связанные с ними параметры, которые определяют положение, ориентацию и движение объектов в пространстве. Он включает в себя систему координат, происхождение, оси, датум и ссылку на время, позволяющие обеспечить точные пространственные измерения и позиционирование стандартизированным способом в различных приложениях, таких как спутниковая навигация, навигация по космическим кораблям и астрономия.
