GPS从入门到放弃（二十一） --- 地球自转参数

GPS从入门到放弃（二十一）— 地球自转参数

地球自转参数（ERP: Earth rotation parameters）主要包括地球极点的位移和速率、UT1-UTC的时间差、以及由天文观测确定的一天的时间长度与 86400 秒之间的差值 LOD.

地球自转参数可以从ftp服务站 ftp://cddis.nasa.gov/gnss/products/ 下载。IGS提供的ERP数据与精密星历数据放在一个目录中。此路径下的数据是以GPS周数（GPS Week）为目录名整理放置的。比如想找2020年元旦的ERP数据，经过计算知道那一天是GPS周第2086周，所以进入2086目录下去下载相应数据。

类似于IGS精密星历，ERP参数文件也分为三种：最终ERP参数（IGS Final，标识为 IGS）、快速ERP参数（IGS Rapid，标识为 IGR）、以及超快速ERP参数（IGS Ultra-Rapid，标识为 IGU）。其中超快速ERP参数又分为观测的部分和预测的部分。他们的延时、精度等指标如下表所示。在实际工作中，我们可以根据项目对时间及精度的要求，选取不同类型的文件来使用。

ERP格式非常简单，几乎不用解释，一看就明白。这里附上2020年1月1日的快速ERP参数文件igr20863.erp如下：

version 2
Source: Xpole,Ypole,Xrt,Yrt,LOD: weighted average of centres;UT1-UTC: integrated from the 5th day prior to Bull. Alast non-predicted value.Orbits: to be used with the IGS Rapid Orbits (IGR)MJD      Xpole   Ypole  UT1-UTC    LOD  Xsig  Ysig   UTsig  LODsig  Nr Nf Nt    Xrt    Yrt  Xrtsig  Yrtsig(10**-6")       (0.1 usec)    (10**-6")     (0.1 usec)              (10**-6"/d)    (10**-6"/d)
58849.50   75646  282519 -1773645   4458    12    19     122      19   0  0  0  -1992    392     37     44

文件中除了说明，就是一个表格，每一行表示一天的ERP数据。当然，上面这个文件中表格内容只有一行。第一列是时间，这个时间是用简化的儒略日来表示的，儒略日58849.50就是2020年1月1日。

这里顺便介绍一下儒略日（Julian Day）。儒略日是在儒略周期内以连续的日数计算时间的计时法，主要是天文学家在使用。儒略周期长达7980年，被用于历史上各种不同历法的日期转换。这个周期是考虑了太阳、月亮的轨道运行周期，以及当时收税的间隔而订出来的。7980=28×19×15，28年为一太阳周期，经过一太阳周期星期的日序与月的日序会重复；19年为一太阴周期，因235朔望月=19回归年，经过一太阴周期则阴历月年的日序重复；15年为一小纪，罗马皇帝君士坦丁一世规定每15年评定财产价值以供课税，成为古罗马用的一个纪元单位。
儒略日的计算是从格林威治标准时间的中午开始，包含一个整天的时间。最近一个周期的儒略周期的起点时间（0日）是公元前4713年1月1日中午12点。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。

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