Ось Oz0 направлена вдоль оси вращения Земли в сторону Северного полюса, а ось Oy0 дополняет систему координат до правой.
Однако для потребителя более удобным является описание движения НКА в геоцентрической подвижной (неинерциальной) системе координат Oxyz, учитывающей суточное вращение Земли. Центр этой системы также совпадает с центром масс Земли, ось Oz совпадает с осью Oz0. Ось Ox лежит в плоскости экватора и проходит через Гринвичский меридиан, ось Oy дополняет систему координат до правой. Плоскость Oxz определяет на поверхности Земли линию сечения, от которой отсчитывается долгота. В процессе вращения Земли ось Ox периодически совмещается с осью Ox0. Интервал между двумя такими последовательными моментами соответствует одним звездным суткам. Угол между осями Ox0 и Ox соответствует гринвичскому звездному времени и рассчитывается с учетом звездной даты и времени на Гринвичском меридиане.
Информация о движении НКА в геоцентрической подвижной системе координат формируется на НКУ, а затем передается в составе навигационного сообщения потребителю и используется последним для расчета собственных координат в этой же системе. Однако для подавляющего большинства потребителей интерес представляет их положение не относительно центра Земли, а относительно ее поверхности. Для этого используется геодезическая система координат.
Геодезические координаты - широта, долгота и высота - определяют положение точки относительно земной поверхности. Вообще говоря, поверхность формы Земли описывается достаточно сложной фигурой, называемой геоидом. Простейшая математическая модель геоида - эллипсоид, большая полуось которого а лежит в экваториальной плоскости и проходит через нулевой меридиан.
|
|
Геодезическая широта точки П - величина угла В между нормалью к поверхности эллипсоида и плоскостью экватора. Геодезическая долгота точки П - величина угла L между плоскостью нулевого меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через точку П. Положительное направление отсчета долгот - от нулевого меридиана к востоку. Геодезическая высота Н - расстояние по нормали от точки П до поверхности эллипсоида.
Прямоугольные геоцентрические координаты {х, у, z}, вычисленные в ходе навигационных определений, подлежат преобразованию в геодезические координаты {В, L, H} по соотношениям
x = (N + H)cosBcosL;
y = (N + H)cosBsinL;
z = [(1-e²)N + H]sinB,
где N - кривизна поверхности в точке местной вертикали, N = 
; е-эксцентриситет эллипсоида, 
α - параметр сжатия эллипсоида, α=1-b/α.
Параметры эллипсоида (в общем случае геоида) определяются выбранной моделью Земли. Следует иметь в виду что ГЛОНАСС и GPS используют различные модели: в ГЛОНАСС до недавнего прошлого применялась российская модель ПЗ-90 («Параметры Земли, версия 1990 г.»; в настоящее время разработана новая версия - ПЗ-90.2). В GPS принята международная модель WGS-84 (World Geodetic System, 1984 г.). Разница в координатах, рассчитанных с помощью указанных моделей, может достигать единиц метров; методы пересчета координат из одной системы в другую описаны в литературе.