GB/T 17943-2025 大地天文测量规范

　　ICS 07. 040 CCS A 76

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 17943—2025代替 GB/T 17943—2000

　　大地天文测量规范

　　Specification forastrogeodeticsurveying

　　2025-05-30发布 2025-09-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 17943—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 缩略语 2

　　5 要求 3

　　5. 1 测量基准 3

　　5. 2 精度 3

　　5. 3 点位布设 3

　　5. 4 施测技术 4

　　5. 5 人仪差测定 4

　　5. 6 仪器检定检验 5

　　6 观测方法 5

　　6. 1 北极星(恒星)任意时角法 5

　　6. 2 多星近似等高法 6

　　6. 3 数字天顶摄影测量法 8

　　7 数据处理 8

　　8 资料整理与上交 9

　　8. 1 观测记录 9

　　8. 2 质量检查与验收 10

　　8. 3 上交资料 10

　　附录 A (资料性) 地理子午线标定方法 11

　　A. 1 目的及实现方法 11

　　A. 2 基本作业设备 11

　　A. 3 观测墩的建造要求 11

　　A. 4 测量程序 11

　　A. 5 放样检测 12

　　A. 6 复测规定 12

　　附录 B (资料性) 归心元素测定 13

　　B. 1 天文经度 、纬度归心元素测定 13

　　B. 2 天文方位角归心元素测定 13

　　附录 C (资料性) 数字天顶摄影仪相机快门曝光延时检验 15

　　C. 1 检验要求 15

　　Ⅰ

　　GB/T 17943—2025

　　C. 2 基本原理 15

　　C. 3 操作步骤 15

　　附录 D (资料性) 数字天顶摄影定位测量精度检验 17

　　附录 E (资料性) 数字天顶摄影仪光学系统成像质量检验 18

　　附录 F (资料性) 卫星收时设备运行正确性(时间比对)检验 19

　　附录 G (资料性) 守时设备稳定性检验 20

　　附录 H (规范性) 数据计算 21

　　H. 1 时间参数计算 21

　　H. 2 北极星(恒星)任意时角法计算 22

　　H. 3 多星近似等高法计算 24

　　H. 4 数字天顶摄影测量法计算 26

　　H. 5 人仪差计算 29

　　H. 6 观测归算 29

　　H. 7 正反天文方位角计算 30

　　H. 8 垂线偏差计算 30

　　附录 I (资料性) IAU2000B章动系数 31

　　参考文献 34

　　Ⅱ

　　GB/T 17943—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件代替 GB/T 17943—2000《大地天文测量规范》, 与 GB/T 17943—2000相比 , 除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　a) 更改了 “范围 ”(见第 1 章 ,2000年版的第 1 章) ;

　　b) 增加了 “术语和定义 ”(见第 3 章) ;

　　c) 增加了 “缩略语 ”(见第 4章) ;

　　d) 更改了测量基准 、精 度 、点 位 布 设 、施 测 技 术 、人 仪 差 测 定 、仪 器 检 定 检 验 等 要 求(见 第 5 章 , 2000年版的 3. 2~ 3. 5、第 4章)

　　e) 更改了 “观测方法 ”(见第 6章 ,2000年版的第 5 章) ;

　　f) 更改了 “数据处理 ”(见第 7章 、附录 H 和附录 I,2000年版的第 6章) ;

　　g) 删除了时号收录方法 、仪器定向方法 、太阳视位置计算方法(见 2000年版的附录 A、附录 B 和附录 F) ;

　　h) 更改了地理子午线标定方法(见附录 A,2000年版的附录 E) ;

　　i) 更改了归心元素测定(见附录 B,2000年版的附录 C) ;

　　j) 更改了仪器检验方法 ,并增加了守时设备稳定性检验方法(见附录 C~ 附录 G,2000年版的附录 D) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中华人民共和国 自然资源部提出 。

　　本文件由全国地理信息标准化技术委员会(SAC/TC230)归 口 。

　　本文件起草单位 : 自然资源部测绘标准化研究所 、自然资源部第一大地测量队 、西安航光仪器厂 、战略支援部队信息工程大学 。

　　本文件主要起草人 :庞尚 益 、郭 炜 信 、张 超 、张 红 英 、李 飞 战 、常 俊 琴 、吴 桐 、刘 小 强 、陈 真 、刘 胜 震 、赵鑫 、龚建 、郭解飞 、薛贵东 、成亚宣 。

　　本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为 :

　　— 2000年首次发布为 GB/T 17943—2000;

　　— 本次为第一次修订 。

　　Ⅲ

　　GB/T 17943—2025

　　大地天文测量规范

　　1 范围

　　本文件规定了大地天文测量的要求 , 以及观测方法 、数据处理和资料整理与上交等要求 ,并描述了相关证实方法 。

　　本文件适用于以静态方式开展天文经度 、纬度和方位角的测量作业 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 24356 测绘成果质量检查与验收

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　大地天文测量 astrogeodeticsurveying

　　通过观测天体在某一时刻的天球坐标位置确定地面点的天文经度 、纬度和方位角的理论与方法 。

　　注 : 大地天文测量主要用于地面参考系定向 、垂线偏差测定 、工程定向及平面测量控制网方向误差控制等 。其主要

　　任务包括 :为建立全国和区域大地水准面模型进行 垂 线 偏 差 测 定 ; 为 建 立 地 面 坐 标 系 提 供 定 向 参 数 ; 为 精 密 工程建设提供定向基准 ;为指定位置标定地理子午线提供方位基准 。

　　3.2

　　DE405/LE405星历表 DE405/LE405planetary and lunarephemerides

　　由美国喷气推进实验室依据地面光学 、射电等技术及空间飞行器绕太阳系天体的轨道等数据 ,编制而成的包括有太阳 、月亮 、地球和各类行星位置 、速度 、质量和形状姿态等参数的太阳系天体历表 。

　　注 : 1997年国际天文学联合会(IAU)指定 DE405星历表为国际天球参考系的动力学实现 。

　　3.3

　　多星近似等高法 near-equal-altitudemethod ofmultistar

　　使用全站型电子速测仪测定均匀分布于各象限的恒星经过近似等高圈的时刻和高度角 ,确定天文经度 、纬度的方法 。

　　3.4

　　北极星(恒星)任意时角法 method byhourangleofPolaris(fixed star)

　　观测北极星(恒星)并记录钟面时 ,确定恒星时角 ,获得地面目标天文方位角的方法 。

　　3.5

　　数字天顶摄影仪 zenith camera ofdigital

　　由光学望远镜 、成像装置 、精密倾角仪 、旋转平台等构成的用于对测站天顶恒星影像拍摄的数字摄

　　1

　　GB/T 17943—2025

　　影仪器 。

　　3.6

　　数字天顶摄影测量法 method ofdigitalzenith photogrammetry

　　通过拍摄天顶空域恒星影像并记录拍摄瞬时时刻 ,在星表中匹配相对应的恒星 ,再根据恒星观测瞬间的位置确定测站点天文经度 、纬度的方法 。

　　3.7

　　国际天球参考系 internationalcelestialreferencesystem

　　天体位置参考的理想的太阳系质心坐标系 。

　　注 : 即相对遥远河外物体全体在运动学上非旋转 ,其定向独立于历元和黄道或赤道 , 由河外源的采用坐标实现的天球参考系 。

　　3. 8

　　比时 verifyingtime

　　天文测量中 ,获得计时器时刻与发播世界时(UT1)或协调世界时(UTC)时刻之差的操作 。 3.9

　　组 group

　　<天文测量 >在一段时间区间内完成的重复观测所构成的数据集合 。

　　注 : 它由含有特定的观测方法 、数据元素等要素组成 。

　　3. 10

　　一循环观测 onecycleobservation

　　根据数字天顶摄影仪器和观测条件等因素的不同 ,按照对径位置往返观测方法 ,在各位置上完成数据采集的观测单元 。

　　3. 11

　　星像点 star imagepoint

　　恒星光线经光学望远镜在相机成像面上的成像点 。

　　3. 12

　　图像坐标系 coordinatesystem ofimage

　　由相机成像面各像素构成的图像矩阵所体现的平面坐标系 。

　　注 : 星像点的 x 坐标为星像点在图像矩阵中的列(column)数(含小数部分) , 图像点的 y 坐标为星像点在图像矩阵中的行(row)数 。坐标系原点位于图像矩阵左下角的称为数学坐标系 ,原点位于图像矩阵左上角的称为测量坐标系 。

　　3. 13

　　人仪差 personaland instrumentalequation

　　由于观测者和仪器的原因产生的系统误差 。

　　[来源 :GB/T 17159—2009,6. 15,有修改]

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件 。

　　CIO 国际协议原点 (conventionalinternationalorigin)

　　GAST 格林尼治真恒星时(greenwich apparentsiderealtime)

　　GMST 格林尼治平恒星时(greenwich mean siderealtime)

　　HCRF 依巴谷天球参考架(hipparcos catalogue reference frame)

　　IAU 国际天文学联合会(internationalastronomical union)

　　2

　　GB/T 17943—2025

　　ICRS

　　国际天球参考系(international celestialreference system)

　　IERS

　　国际地球自转服务(international earth rotation service)

　　IRP 国际参考极(internationalreference pole)

　　TT 地球时(terrestrialtime)

　　TDB 质心力学时(barycentric dynamicaltime)

　　UTC 协调世界时(coordinated universaltime)

　　UT1 世界时 1(universaltime1)

　　5 要求

　　5. 1 测量基准

　　5. 1. 1 坐标系统

　　5. 1. 1. 1 观测恒星坐标采用 ICRS光学实现的 HCRF。

　　5. 1. 1.2 极移坐标应采用 IERS(2003)中约定的 IRP系统 ,地极坐标原点应采用国际地球参考极 。

　　5. 1. 1.3 地 球 位 置 参 数 (地 球 相 对 于 太 阳 系 质 心 的 位 置 和 速 度) 计 算 应 采 用 ICRS 动 力 学 实 现 的DE405/LE405星历表 。

　　5. 1.2 时间系统

　　5. 1.2. 1 时间记录应采用 UTC。

　　5. 1.2.2 恒星 、地球位置参数计算的时间应采用 TDB或 TT。

　　5. 1.2.3 天文经度测定的时间系统应采用 UT1。

　　5. 1.3 常数系统

　　5. 1.3. 1 天文常数应采用 IAU 天文常数 。

　　5. 1.3.2 星历表应采用 DE405/LE405星历表 。

　　5. 1.3.3 地球椭球参数应采用 2000 国家大地坐标系的椭球参数 。

　　5.2 精度

　　大地天文测量各等级的中误差不应超过表 1规定的数值 。

　　表 1 天文成果精度要求

　　等级

　　经度

　　s

　　纬度(″)

　　方位角

　　(″)

　　一等

　　0.02

　　0.3

　　0.5

　　二等

　　0.04

　　0.5

　　1.0

　　5.3 点位布设

　　5.3. 1 天文点应选在视野开阔 、便于联测和长期保存 、地基稳定的地方 。

　　5.3.2 天文点应避开树冠 、高大建筑物等,点位四周障碍物高度角不应大于 40°,其中正北方向障碍物高度角不应大于当地纬度值 。

　　5.3.3 天文点上应埋设标志 ,如需建造天文观测墩 ,建造方法及规格见 GB/T 18314。

　　3

　　GB/T 17943—2025

　　5.3.4 天文经度 、纬度偏心观测点距中心点的距离一等不宜大于 50 m ,二等不宜大于 500 m ,且不小于中心点标志到觇标高度的 1. 5倍 ,并便于直接测定归心元素 。 天文方位角偏心观测点宜设在中心点至照准目标的方向线上(不应在其延长线上) ,其偏离方向线不应大于 1 m。

　　5.4 施测技术

　　5.4. 1 在大地天文测量作业中应根据施测要求 、观测条件 、地理位置等情况在表 2 中选择合适的观测方法 。

　　表 2 观测方法

　　序号

　　观测方法

　　适用等级

　　1

　　北极星(恒星)任意时角法测定天文方位角

　　一等 、二等

　　2

　　多星近似等高法同时测定天文经度 、纬度

　　一等 、二等

　　3

　　数字天顶摄影测量法测定天文经度 、纬度

　　一等 、二等

　　5.4.2 主要仪器配备要求按表 3 的规定 。

　　表 3 仪器配备

　　序号

　　仪器

　　设备要求

　　1

　　天文收时设备

　　时间记录精度应不低于 0.001 s

　　2

　　天文守时设备

　　钟速互差应不大于 5×2i- 1 ms/h(i为天文观测等级)

　　3

　　全站型电子速测仪

　　测角精度一等应不低于 0.5″,二等应不低于 1.0″

　　4

　　数字天顶摄影仪

　　18个月 内 相 机 快 门 延 时 变 化 一 等 应 不 大 于 0.005 s, 二 等 应 不 大 于0.010 s,倾角仪的标称精度应不低于 0.02″

　　5.4.3 天文观测时测站四周宜设置观测幕 , 以减轻光污染及风力的影响 。

　　5.4.4 天文点应测定点位的高程 ,其精度应不低于 10 m。

　　5.4.5 当使用全站型电子速测仪进行天文观测时 , 每时间段始末应比时 ,采用 “比时—观测—比时 ”的观测程序 。

　　5.4.6 当进行地理子午线标定时 ,应测定天文方位角 ,测定方法见附录 A。

　　5.4.7 当进行偏心观测时 ,应测定归心元素 ,测定方法见附录 B。

　　5.4. 8 天文方位角观测时 ,应选在地面照准目标成像清晰 、稳定的情况下进行观测 。 地面照准目标宜为无穷远目标 ,一测回观测过程中不宜变动焦距 。

　　5.4.9 正反天文方位角不符值限差 ,一等天文观测为 ±2. 5″,二等天文观测为 ±4″。

　　5.5 人仪差测定

　　5.5. 1 采用全站型电子速测仪测量时 ,应测定人仪差 。测前人仪差与测后人仪差的相隔时间 ,不应超过 12个月 。相邻两次人仪差的变动 , 一等天文观测不应超过 0. 04 s,二 等 天 文 观 测 不 应 超 过 0. 06 s。测定人仪差时 ,不应舍弃观测中误差合限的任一组结果 ,且只准观测一份成果 。

　　5.5.2 人仪差的测定 ,应同人 、同方法 、同仪器 。

　　4

　　GB/T 17943—2025

　　5.6 仪器检定检验

　　5.6. 1 全站型电子速测仪

　　全站型电子速测仪每年应检定一次 。

　　5.6.2 数字天顶摄影仪

　　数字天顶摄影仪的检验要求按表 4 的规定 。

　　表 4 数字天顶摄影仪检验要求

　　序号

　　检验项 目

　　检验时间

　　检验方法

　　1

　　相机快门曝光延时

　　每年检验一次

　　见附录 C

　　2

　　数字天顶摄影定位精度

　　每年出测前检验一次

　　见附录 D

　　3

　　光学系统的成像质量

　　每点测前检验一次

　　见附录 E

　　5.6.3 收时、守时设备

　　收时 、守时设备检验要求按表 5 的规定 。

　　表 5 收时、守时设备检验要求

　　序号

　　检验项 目

　　检验时间

　　检验方法

　　1

　　卫星收时设备运行正确性(时间比对)的检验

　　每点测前检验一次

　　见附录 F

　　2

　　守时设备稳定性的检验

　　每年出测前检验一次

　　见附录 G

　　6 观测方法

　　6. 1 北极星(恒星)任意时角法

　　6. 1. 1 北极星(恒星)任意时角法测定天文方位角测回数应符合表 6 的规定 。

　　表 6 天文方位角观测仪器精度指标及测回数

　　等级

　　全站型电子速测仪标称精度

　　测回数

　　一等

　　0.5″

　　18

　　二等

　　0.5″

　　9

　　1.0″

　　12

　　6. 1.2 天文方位角观测时 , 白天 、夜晚各为一个时间段 ,每一时间段的观测不应超过 6测回 。

　　6. 1.3 天文方位角观测应在观测 目标成像清晰 、稳定的情况下进行 。 日 出 、日落前后 ,如果成像模糊或跳动剧烈 ,不应进行观测 。

　　6. 1.4 天文方位角观测时 ,应进行测前 、测后时间比对 ,两次时间比对间隔不应超过 6 h。 天文方位角观测应在两次时间比对间隔内完成 。

　　6. 1.5 一测回天文方位角观测程序如下 ,上半测回为 a) ~ d) ,下半测回为 e) ~f) :

　　5

　　GB/T 17943—2025

　　a) 盘左观测地面目标 ;

　　b) 盘左观测北极星(恒星) ;

　　c) 盘右观测北极星(恒星) ;

　　d) 盘右观测地面目标 ;

　　e) 盘右观测地面目标 ;

　　f) 盘右观测北极星(恒星) ;

　　g) 盘左观测北极星(恒星) ;

　　h) 盘左观测地面目标 。

　　6. 1.6 观测方法如下 。

　　a) 观测地面目标 :用望远镜竖丝尽量靠近十字丝中心部位连续照准地面目标 3 次 , 每次照准后记录水平度盘读数 。

　　b) 观测北极星(恒星) :用望远镜竖丝尽量靠近十字丝中心部位照准北极星(恒星) 6 次 。 每次的观测方法是 :在北极星(恒星) 运行轨迹的稍前方等待北极星(恒星) 经过 , 等待时间应不小于

　　0. 5 s。每次北极 星(恒 星) 过 竖 丝 瞬 间(即 竖 丝 平 分 星 像) 记 录 观 测 时 刻 及 度 盘 读 数 。 测 量时 ,使用单次测量模式 。每两次测量的时间间隔应不小于 1. 5 s。

　　6. 1.7 天文方位角观测的相关要求如下 :

　　a) 观测前 ,应精密调整仪器水平 ,一个测回观测结束后 ,可重新整置仪器水平 ;

　　b) 观测前 ,应调好望远镜焦距 ,一测回观测过程中 ,不宜变动焦距 ;

　　c) 使用望远镜竖丝的同一部位照准目标 。

　　6. 1. 8 天文方位角观测的限差应符合表 7规定 。

　　表 7 天文方位角观测限差

　　序号

　　项 目

　　限差(″)

　　1

　　两次照准地面目标读数互差

　　3

　　2

　　半测回内两次地面目标方向值之差(半测回归零差)

　　4

　　3

　　一测回内按地面目标读数算得的两倍视轴差(2C)的变动

　　6

　　4

　　同一时间段内上 、下半测回及相邻半测回按北极星(恒星)算得的视轴差之差

　　3

　　5

　　一测回由两次盘左(或盘右)观测北极星(恒星)所算得的正北位置水平方向值之差

　　6

　　6

　　各测回天文方位角之互差

　　6

　　6. 1.9 天文方位角重测应符合以下规定 :

　　a) 因人为因素(如读错 、记错 、测错星 、测错光 、回光中断和碰动仪器等) 和天气变化的影响 ,对未测完的测回进行重新观测的 ,不计重测数 ;

　　b) 超出表 7 中序号 1~ 3项限差 ,立即进行重测 ;超出表 7 中序号 4~ 6 项限差 ,在全部测回测完后进行重测 ;

　　c) 因测回互差超限而重测时 ,除明显孤值外 ,重测观测结果中最大和最小值的测回 ;

　　d) 每点的第 1测回经野外检查超限而立即重测的 ,不计重测数 ;

　　e) 同一天文方位角观测的重测测回数不超过全部基本测回数的三分之一 。

　　6.2 多星近似等高法

　　6.2. 1 天文经度 、纬度观测按 “比时—观测—比时 ”的程序进行 ,观测至少要进行两次时间比对 ,两次时

　　6

　　GB/T 17943—2025

　　间比对的间隔不应超过 6 h,观测应在两次时间比对的间隔内完成 。

　　6.2.2 观测要求按表 8 的规定 。

　　表 8 天文经度、纬度观测要求

　　项 目

　　人仪差测定

　　天文经度 、纬度测定

　　一等

　　二等

　　一等

　　二等

　　一颗星观测/次

　　10~ 12

　　10~ 12

　　一组观测星数/颗

　　12~ 16

　　12~ 16

　　一组星总观测量/次

　　≥120

　　≥120

　　一组星观测时间/h

　　≤1

　　≤1.5

　　一夜晚观测组数/组

　　≤5

　　≤5

　　一点夜晚数/个

　　≥3

　　≥2

　　≥2

　　≥1

　　一点总组数/组

　　≥12

　　≥6

　　≥8

　　≥4

　　注 : 若采用标称精度 1.0″仪器进行二等人仪差和天文经度 、纬度观测 ,一点总组数分别不少于 8组和 6组 。

　　6.2.3 观测星选择及一组观测星 :

　　a) 观测星宜避免选择距子午圈 、卯酉圈 ±5°以内的恒星 ;

　　b) 一组观测星内观测时间相邻的两星宜避免选择观测角度之差小于 1°且星等差小于 1 的恒星 ;

　　c) 一组观测星应均匀分布在近似等高圈上 , 即在近似等高圈上每象限的观测星数宜尽量相等 ,各象限观测星数的互差不应大于总观测星数的 15% 。

　　6.2.4 一夜晚多组星的观测按以下观测程序进行 。

　　a) 每晚观测前先完成测前时间比对 ,记录观测组号 、测前气温 、气压 。

　　b) 编制观测恒星星表 ,星表包含恒星编号 、位置信息 、星等及时间信息等信息 。

　　c) 在仪器视场中人工寻找北极星(恒星) ,照准北极星(恒星) 同时记录瞬间时间 、角度 ,完成仪器定向 。

　　d) 一颗星的观测方法如下 。

　　1) 观测前 ,按照恒星星表预置全站型电子速测仪望远镜 。

　　2) 当恒星进入视野后 , 即准备观测 。观测时 ,先判断恒星运行的概略轨迹 ,在其前方放置好望远镜 ,待恒星经过靠近十字丝中心的横丝瞬间进行观测并记录时间 、角度 。 每 次 观 测应使用横丝的同一部位 , 以减少望远镜横丝水平误差 。 观测记录前 ,如望远镜有变动 , 为使垂直轴补偿保持稳定 ,使望远镜的静止时间大于 0. 5 s。

　　e) 一组星的观测 :重复 d) ,依次完成一组星的观测 。在一组星的观测期间 ,不进行时间比对 , 每组观测前记录气温 、气压 。

　　f) 一夜晚多组星的观测 :重复 d)完成一夜晚多组星的观测 。

　　g) 一夜晚的星组观测结束 ,进行测后时间比对 。

　　6.2.5 精度符合以下规定 :

　　a) 一组观测计算结 果 的 单 位 权 中 误 差 不 应 超 过 ±3. 0″, 其 天 文 经 度 计 算 结 果 的 中 误 差 不 应 超过 ±0. 04 s,天文纬度计算结果的中误差不应超过 ±0. 5″;

　　b) 一组观测平 差 计 算 中 , 宜 剔 除 误 差 超 限 的 数 据 , 但 剔 除 量 不 应 超 过 该 组 总 观 测 量 的 五 分 之

　　一 ,否则 ,该组作舍去处理 ,计入舍星组数 ;

　　c) 一组观测结果中 ,若天文经度 、天文纬度其中一项结果的中误差超限 ,则该组作舍去处理 ,计入

　　7

　　GB/T 17943—2025

　　舍星组数 ;

　　d) 在一点的观测结果中 ,舍星组数不应超过全部星组数的 30% ;

　　e) 因人为因素和天气变化的影响而未测完的组 ,进行重新观测的 ,不计重测组数 。

　　6.3 数字天顶摄影测量法

　　6.3. 1 数字天顶摄影测量法是采用数字天顶摄影仪测量天文经度 、纬度 ,通过设置不同的观测循环数来实现 ,方法如下 :

　　a) 通过数字天顶摄影仪在旋转平台对称位置上对测站天顶恒星拍摄 ,进行旋转轴方向天文经度 、纬度的测定 ;

　　b) 通过对恒星影像拍摄瞬间数字天顶摄影仪旋转轴倾斜量的精密测定 ,进行旋转轴方向至铅垂线方向的倾斜改正 ,测定测站天文经度 、纬度 。

　　6.3.2 数字天顶摄影仪测量要求按表 9 的规定 。

　　表 9 数字天顶摄影仪测量要求

　　项 目

　　测量要求

　　一等

　　二等

　　循环数/次

　　倾角仪状态参数测定

　　1

　　1

　　测站定位测量

　　6

　　3

　　一循环观测定位结果的中误差

　　天文经度小于或等于 0.04 s,

　　天文纬度小于或等于 0.5″

　　天文经度小于或等于 0.04 s,

　　天文纬度小于或等于 0.5″

　　各循环观测定位结果间的最大互差

　　天文经度小于或等于 0.07 s,

　　天文纬度小于或等于 1.0″

　　天文经度小于或等于 0.08 s,天文纬度小于或等于 1.2″

　　各循环观测定位结果平均值的中误差

　　天文经度小于或等于 0.02 s,

　　天文纬度小于或等于 0.3″

　　天文经度小于或等于 0.04 s,

　　天文纬度小于或等于 0.5″

　　观测条件

　　晴朗夜晚

　　6.3.3 数字天顶摄影仪观测步骤按表 10的规定 。

　　表 10 数字天顶摄影仪观测步骤

　　序号

　　项 目

　　操作方法及步骤

　　1

　　仪器架设

　　用对中仪将仪器架设在测站点,并概略整平仪器

　　2

　　自动观测

　　在计算机操作界面输入测站 信 息 、观 测 循 环 数,点 击 开 始 测 量 ,设备自动进行不同位置 、不同状态 下 的 恒 星 影 像 拍 摄 及 相 关 数 据 采集和存储 ,直到成果输出

　　6.3.4 天文定位测量观测成果超限时 ,宜综合考虑各项限差后进行重测 ,但重测的循环数不应超过总循环数的三分之一 ,否则应重测全部成果 。

　　7 数据处理

　　7. 1 数据处理中天文系统采用 IAU推荐的 IERS2003约定的 ICRS、天文常数 、时间系统 、岁差和章动模型及地球参考系与天球参考系之间的变换模型 。

　　7.2 天文测量数据处理方法主要有 :北极星(恒星) 任意时角法计算天文方位角 ; 多星近似等高法计算

　　8

　　GB/T 17943—2025

　　天文经度 、纬度 ;数字天顶摄影测量法计算天文经度 、纬度 。

　　7.3 数据处理流程见图 1。

　　图 1 天文测量数据处理流程

　　7.4 时间参数的计算按照附录 H 中 H. 1执行 。

　　7.5 恒星视位置计算应进行岁差 、章动 、光线引力偏折 、恒星自行 、视差 、光行差等相关改正 。章动系数见附录 I。

　　7.6 北极星(恒星)任意时角法的计算是通过观测北极星(恒星) 、记录钟面时 ,确定恒星时角 ,从而求得测站至地面目标的天文方位角 。按照 H. 2执行 。

　　7.7 多星近似等高法的计算是通过测定若干个恒星通过同一近似等高圈的钟面时刻 , 同时确定测站天文经度 、纬度 。按照 H. 3执行 。

　　7. 8 数字天顶摄影测量法的计算按照 H. 4执行 。

　　7.9 人仪差的计算方法同天文经度 ,按照 H. 5 执行 。

　　7. 10 观测归算按照 H. 6执行 。

　　7. 11 地球自转参数泛指 UT1与 UTC之差 ΔUT1、地球瞬时极坐标 。其中外业测量采用预测值 , 内业计算采用精确值 。

　　7. 12 正反天文方位角的计算按照 H. 7执行 。

　　7. 13 垂线偏差的计算按照 H. 8执行 。

　　8 资料整理与上交

　　8. 1 观测记录

　　8. 1. 1 记录中的数字 、文字记载应正确 、清楚 、格式统一 。

　　8. 1.2 观测的一切原始数据和记录项 目 ,应现场逐项记录在规定格式的载体中 ,严禁转抄 、补记等 。

　　8. 1.3 观测成果中除记录规定的观测数据外 ,还应记录 :观测方法 、等级 、使用仪器 、施测单位 、观测者 、记录者 、点名 、点号等 。

　　8. 1.4 观测结束后 ,应记录工作情况 、工作环境 、条件 、发生问题和处理情况等 。

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　　GB/T 17943—2025

　　8.2 质量检查与验收

　　天文测量作业完成后 ,质量检查与验收应按照 GB/T 24356执行 。

　　8.3 上交资料

　　8.3. 1 北极星(恒星)任意时角法 、多星近似等高法上交资料应包括 :

　　a) 仪器检验资料 ,包括全站型电子速测仪检定证书 、卫星收时设备正确性的检验 、微型计算机内部时钟守时稳定性的检验 、气象仪器检定证书 ;

　　b) 常数测定等记录和计算资料 ;

　　c) 点位选建资料 ,包含点位普查登记表 、普查照片 、选建照片 、天文点之记 ;

　　d) 点位原始观测数据 、人仪差原始观测数据 ;

　　e) 其他数据 :极移和时号改正数据统计表 ;

　　f) 天文观测手簿 、计算资料等 ;

　　g) 点位成果表 、人仪差计算表等 ;

　　h) 技术方案 、技术总结 、检查报告和成果验收报告等 。

　　8.3.2 数字天顶摄影测量法上交资料应包括 :

　　a) 数字天顶摄影仪相机快门曝光延时测定资料 、定位测量精度检验资料 、光学系统的成像质量检验资料 ;

　　b) 点位选建资料 ,包含点位普查登记表 、普查照片 、选建照片 、天文点之记 ;

　　c) 点位原始观测数据和点位成果报告 ;

　　d) 其他数据 :极移和时号改正数据统计表 ;

　　e) 点位成果表 ;

　　f) 技术方案 、技术总结 、检查报告和成果验收报告等 。

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　　GB/T 17943—2025

　　附 录 A

　　(资料性)

　　地理子午线标定方法

　　A. 1 目的及实现方法

　　A. 1. 1 目的

　　为实验室内或指定位置提供子午(或卯酉)线基准方向 。

　　A. 1.2 实现方法

　　目前主要采用天文经度 、纬度和方位角测量与经纬仪对瞄法组合测量方法 。

　　A.2 基本作业设备

　　基本作业设备宜满足如下条件 :

　　a) 相应等级的天文观测仪器及 2 台以上全站型电子速测仪 ;

　　b) 平面反射镜 、直角棱镜或准直平行光管 。

　　A.3 观测墩的建造要求

　　天文观测墩的建造要求如下 。

　　a) 子午线设备墩稳固牢靠 ,高度适中 。墩面与平面反射镜支架构成一个整体 ,而镜面可以进行方位及俯仰的调节 。

　　b) 放样观测点选在与方向墩基本上在同一子午(或卯酉) 线方向上 。 为减少天文方位角传递误差 ,还宜尽量使放样点与室外观测墩通视 ,并大致同高 。

　　c) 建造地点便于观测 ,避免方向线通过门 、窗或坑道口的边缘部位 。

　　A.4 测量程序

　　测量程序如下 。

　　a) 在室外测站上设置天文观测经纬仪 。

　　b) 在过渡点与放样点上设置天文观测经纬仪 ,将视轴差尽量校正得小一些 , 然后各观测仪器间进行对瞄 ,并调整焦距 ,使仪器互相照准时 ,望远镜内部十字丝处于最清晰状态 。

　　c) 根据标定精度和测量条件 ,确定天文方位角的测量方法与要求 ,测定过渡点仪器望远镜内部十字丝中心的基准方位角 。0. 5″仪器测回数不少于 6测回 ,1″仪器测回数不少于 9测回 。

　　d) 基准方位角测定完毕后 ,室外天文观测经纬仪立即按盘左位置照准过渡点上的经纬仪望远镜内部十字丝中心 ,并固定照准部 。用过渡点上的经纬仪 ,按三等三角测量水平角观测方法 , 观测室外经纬仪望 远 镜 内 部 十 字 丝 中 心 至 放 样 点 仪 器 望 远 镜 内 部 十 字 丝 中 心 间 的 夹 角 6 测回 ,取其平均值作为基准方位角的传递角值 。

　　e) 计算基准方向(放样点至过渡点方向)与子午线方向的放样角度 ,计算时进行子午线收敛角改正 。在放样点上 ,利用经纬仪的水平度盘 ,按放样角度转动仪器照准部于所算出的位置上 。此时 ,放样仪器望远镜视轴方向即为该点子午(或卯酉)线方向 。

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　　GB/T 17943—2025

　　f) 保持放样仪器望远镜的视轴方向 ,调整方向墩上的平面反射镜 ,使放样仪器望远镜内部十字丝与平面镜反射回来的十字丝像完全重合 。则平面镜法线方向即为所要标定的子午(或卯酉)线方向 。

　　A.5 放样检测

　　为防止粗差和估计放样精度 ,按一等水平角观测方法 , 检测基准方向与子午线方向的水平角 6 测回 。其检测角与推算值之差不超过 ±1. 2″。若超过此限差 ,则重新进行放样观测和检测 。

　　A.6 复测规定

　　已标定地理子午线的复测规定如下 :

　　a) 已标定地理子午线且设备一直保持使用状态 ,每 2 年 ~ 3 年复测一次 ;

　　b) 已标定地理子午线但设备一直未使用时间超过 2 年的 ,在使用前对其重新标定 ;

　　c) 遇有重大事项(如强烈震动等) ,宜考虑重测 。

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　　GB/T 17943—2025

　　附 录 B (资料性)

　　归心元素测定

　　B. 1 天文经度、纬度归心元素测定

　　B. 1. 1 归心距量取

　　B. 1. 1. 1 测站点至归心点的距离较长时 ,可使用全站型电子速测仪直接测定测站点至归心点的水平距离 2测回 ,每测回测距 4次 ,取中数作为最后结果 。

　　B. 1. 1.2 测站点至归心点的距离较短时 ,可使用钢卷尺直接量取测站点至归心点的水平距离 ,往 、返各丈量一次 ,两次结果之差不超过 20 mm。为将所测距离由斜距化算为水平距离 ,测定倾斜角 2 测回 ,其互差不超过 1'。倾斜角观测与距离量取的起止点一致 。

　　B. 1.2 测站点至归心点的天文方位角的测定

　　B. 1.2. 1 测站点至归心点的天文方位角的测定 , 可在测站点设站按 6. 1 中测定天文方位角的方法测定两测回 ,两测回测定的天文方位角互差不超过 30″,取中数作为最后结果 。

　　B. 1.2.2 当测站点上已测定有地面目标的天文方位角 , 可在测站点架设经纬仪 , 直接测定地面目标方向至归心点方向的水平角两测回 ,两测回的水平角互差不超过 30″且取中数作为最后结果 ,并根据地面目标的天文方位角计算测站点至归心点的天文方位角 。

　　B.2 天文方位角归心元素测定

　　B.2. 1 偏心距及偏心角测量

　　B.2. 1. 1 在天文墩上观测天文方位角时 ,用钢卷尺量取仪器中心至标石中心的距离 ,往 、返测结果之差不超过 5 mm。距离观 测 结 果 加 尺 长 改 正 。倾 斜 角 观 测 两 测 回 , 其 互 差 不 超 过 1'。 偏 心 角 观 测 两 测回 ,测回间度盘变换 90°,两测回结果之互差不超过 30″。用此法测定天文方位角归心元素时 ,每点只测定 1 次 。

　　B.2. 1.2 在三角点标石中心与照准点方向线上设置仪器观测或司光时 , 即使经过仪器精密定向 ,仍测定 1 次归心元素 。

　　B.2.2 在觇标内架上观测天文方位角或司光

　　在觇标内架上观测天文方位角或司光时 ,用图解法测定归心元素 。其测定方法见 GB/T 17942。

　　B.2.3 采用图解法测定归心元素

　　B.2.3. 1 采用图解法时 ,测站归心元素在天文方位角观测前 、后各测定一次 ;照准点归心元素在回光器安置前和拆卸后各测 定 一 次 。 两 次 测 定 的 时 间 间 隔 不 超 过 一 个 月 , 否 则 增 加 测 定 次 数 。 在 观 测 过 程中 ,如遇暴风雨等对觇标的稳定性可能产生影响时 ,进行归心元素的检测 。

　　B.2.3.2 测定正 、反天文方位角时 ,测站的测后投影可作为照准点的测前投影 ;照准点的测后投影可作为测站点的测前投影 ,但投影时间间隔符合上述规定 。

　　B.2.4 投影偏差的限差和超限的处理

　　B.2.4. 1 将两次投影的仪器(或回光)中心的投影点和从该点所描绘的同一方向线重合后 ,标石中心两

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　　GB/T 17943—2025

　　次投影点间的距离叫投影偏差 。 同一中心的各次投影偏差不超过 10 mm。若投影偏差不超限 ,则归心元素一律取中数采用 。

　　B.2.4.2 当投影偏差超过 10 mm 时 ,进行归心元素的检测 。 投影偏差仍超限 , 分别计算归心改正数 。若两次改正数之差不超过 0. 2″,则取归心元素的中数计算改正数 ,若两次改正数之差超过 0. 2″,重测天文方位角 。

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　　GB/T 17943—2025

　　附 录 C

　　(资料性)

　　数字天顶摄影仪相机快门曝光延时检验

　　C. 1 检验要求

　　每年检验一次 ,检验结果满足表 3 中数字天顶摄影仪的设备指标要求 。

　　每次检验结果至少为 5 次曝光延时测定的均值 。

　　C.2 基本原理

　　相机曝光延时是指数字天顶摄影仪用于触发相机的授时整秒信号时刻与相机曝光的中间时刻的时间间隔 ,测定相机曝光延时按公式(C. 1)计算 。

　　t= (t1 +t2 )/2 …………………………( C. 1 )

　　式中 :

　　t — 相机曝光延时时间 ,单位为秒(s) ;

　　t1 — 触发相机的授时整秒信号时刻与相机快门开启时刻的时间间隔 ,单位为秒(s) ;

　　t2 — 触发相机的授时整秒信号时刻与相机快门完全关闭时刻的时间间隔 ,单位为秒(s) 。

　　曝光延时作为仪器常数 ,通过在数字天顶摄影仪 “定位观测及数据处理 ”软件中设置 ,对测量结果的天文经度进行改正 ,按公式(C. 2)计算 。

　　式中 :

　　λz — 相机曝光延时改正后的测站天文经度 ,单位为秒(″) ;

　　λB — 相机曝光延时改正前的测站天文经度 ,单位为秒(″) 。

　　λz = λB + t× 15. 041084 …………………………( C. 2 )

　　C.3 操作步骤

　　操作步骤如下 :

　　a) 将数字天顶摄影仪架设在平稳地面 ;

　　b) 将相机快门曝光延时测定设备的光源发射模块架设在光学望远镜镜头处 ;

　　c) 给数字天顶摄影仪和曝光延时测定设备上电 ;

　　d) 操作相机快门曝光延时测定设备测出 t1 和 t2 ;

　　e) 计算出相机曝光延时时间 t;

　　f) 重复操作 d) 、e)步骤 5 次 ,取其 5 次曝光延时时间的平均值作为最终值 。

　　数据测定统计见示例 。

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　　示例 :

　　相机快门曝光延时的测定

　　仪器编号 :D1017T01 测试人员 :李 × × 测试时间 :2020-7-13 测试地点:西安

　　测量次数

　　t1

　　ms

　　t2

　　ms

　　t

　　ms

　　1

　　14.00

　　589.80

　　301.90

　　2

　　15.50

　　590.50

　　303.00

　　3

　　15.80

　　590.00

　　302.90

　　4

　　14.50

　　589.00

　　301.75

　　5

　　15.00

　　591.00

　　303.00

　　平均值

　　14.96

　　590.06

　　302.51

　　说明 :记录单位为毫秒(ms) ,公式计算时单位为秒(s) 。

　　16

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　　附 录 D

　　(资料性)

　　数字天顶摄影定位测量精度检验

　　D. 1 检验步骤如下 :

　　a) 在精度优于 0. 1″的已知天文基本点上按照数字天顶摄影仪架设要求架设仪器 ;

　　b) 设定观测模式为 1个循环的状态参数测定加 4个循环的测站定位测量 ,进行不少于 2 个光段的测量 ;

　　c) 判定测量结果 ,每个光段结果满足检验精度要求 。

　　D.2 检验精度要求如下 :

　　a) 一循环观测定位结果中误差绝对值 :天文经度小于或等于 0. 02 s,天文纬度小于或等于 0. 3″;

　　b) 各循环观测定位结果平均值的中误差绝对值 :天文经度小于或等于 0. 02 s,天文纬度小于或等于 0. 3″;

　　c) 各循环与已知值 的 RMS 中 误 差 绝 对 值 : 天 文 经 度 小 于 或 等 于 0. 02 s,天 文 纬 度 小 于 或 等 于

　　0. 3″。

　　D.3 注意事项如下 :

　　a) 观测前提前 1 h将设备置于测站点,使其适应测试环境温度 ;

　　b) 观测周围 30 m 范围内无人员剧烈活动 ,200 m 范围内无大型车辆行驶 , 100 m 范围内尽量无发动机启动怠速状态的车辆 ,减少环境震动对测量带来的影响 ;

　　c) 测量过程中光学望远镜附近无强光照射 。

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　　附 录 E

　　(资料性)

　　数字天顶摄影仪光学系统成像质量检验

　　每点测前进行数字天顶摄影仪光学系统的成像质量检验 ,恒星影像图片及成像质量说明文件满足要求后方可展开观测 。

　　检验步骤如下 :

　　a) 在晴朗夜晚 ,将数字天顶摄影仪架设在天顶无遮挡的平稳地面 ;

　　b) 将数字天顶摄影仪各单元连接好 ,打开控制装置的电源 ;

　　c) 操作数字天顶摄影仪系统软件中的 “相机可视化 ”软件 ,进行测站天顶恒星的影像拍摄 ,获取 一幅恒星影像图片 ;

　　d) 观察影像图片中的恒星成像质量 , 图片中恒星影像光斑质心居中 、成像锐利 ;

　　e) 成像质量说明文件中的结论内容为 “成像质量满足要求 ”;

　　f) 若恒星影 像 光 斑 不 满 足 要 求 的 , 需 松 开 相 机 调 焦 环 固 定 螺 旋 , 旋 转 调 焦 环 微 动 相 机 前 后 位置 ,进行相机成像面离焦位置调整 ;

　　g) 重复 c) 、d) 、e) 、f)的步骤 ,反复进行相机成像面离焦位置调整 ,直至恒星成像质量满足要求 ;

　　h) 旋紧相机对焦环固定螺旋 ,锁紧对焦环 ;

　　i) 保存最后一幅恒星影像图片及成像质量说明文件 。

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　　附 录 F

　　(资料性)

　　卫星收时设备运行正确性(时间比对)检验

　　检验程序如下 :

　　a) 将卫星天线放置在无遮挡处 , 即四周没有大于 15°的大面积遮挡物 ;

　　b) 将卫星收时设备与系统终端(微机) 连接好 , 打开卫星收时设备电源 ,启动系统软件中的收时设备控制程序 ;

　　c) 卫星收时设备电源打开 2 min后 ,能跟踪 4颗以上全球导航卫星系统(GNSS)卫星 ;

　　d) 卫星收时设备电源打开 5 min后 ,能使用 4颗以上 GNSS卫星进行测量 ,此时卫星收时设备秒脉冲灯闪烁 ,为 1 s闪烁 1 次 ;

　　e) 秒 脉 冲 灯 闪 烁 后 , 启 动 时 间 比 对 程 序 , 确 保 秒 脉 冲 及 计 时 正 确 接 收 , 持 续 时 间比 对 在 2 min以上 。

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　　附 录 G

　　(资料性)

　　守时设备稳定性检验

　　每间隔 0. 5 h~ 1. 5 h, 比时 1 次 ,共比时 11 次 。

　　在此期间内 ,始终保持微型计算机处于开机状态 ,并避免温度剧烈变化 。

　　由 11次比时结果计算出 10个小时钟速 。其钟速的互差对于一等天文测量不超过 0. 005 s,对于二等天文测量不超过 0. 01 s。

　　示例 :

　　守时设备稳定性的检验

　　石英钟 :微型计算机内部石英晶振 编 号 :1803

　　地点:西安 检验者 :李 × ×

　　日 期

　　序 号

　　(第几小时)

　　小时钟速(s/h)

　　2020. 03. 02

　　0. 5

　　-0. 029 0

　　2020. 03. 02

　　1. 0

　　-0. 028 9

　　2020. 03. 02

　　1. 5

　　-0. 0274

　　2020. 03. 02

　　2. 0

　　-0. 028 1

　　2020. 03. 02

　　2. 5

　　-0. 027 5

　　2020. 03. 02

　　3. 0

　　-0. 026 9

　　2020. 03. 02

　　3. 5

　　-0. 027 6

　　2020. 03. 02

　　4. 0

　　-0. 028 1

　　2020. 03. 02

　　4. 5

　　-0. 028 3

　　2020. 03. 02

　　5. 0

　　-0. 0282

　　每小时钟速最大互差为 :

　　+0. 002 1

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　　GB/T 17943—2025

　　附 录 H (规范性)数据计算

　　H. 1 时间参数计算

　　H. 1. 1 恒星视位置计算时以地球时为引数 ,天文定位定向计算时以地方恒星时为引数 。

　　H. 1.2 测瞬世界时计算按公式(H. 1) 。

　　T =T0 + Δ UT1 … … … … … … … … … … ( H. 1 )

　　式中 :

　　T — 测瞬世界时(UT1) ;

　　T0 — 测瞬协调世界时(UTC) ;

　　ΔUT1—UTC至 UT1的改正值 。

　　H. 1.3 测瞬地球时计算按公式(H. 2) 。

　　式中 : TT= UTC+ Δ AT+ 32. 184 …………………………( H. 2 )

　　TT — 测瞬地球时 ;

　　ΔAT— 国际原子时(TAI)与 UTC 的差值 。

　　H. 1.4 儒略日计算按公式(H. 3) 。

　　INT{[Y -INT((14-M)/12)]/400} -INT{[Y -INT((14-M)/12)]/100}

　　…………………………( H. 3 )

　　观测瞬间地球时在历元 2 000. 0起算的儒略世纪数计算按公式(H. 4) 。

　　t= (JD - 2451 545. 0)/36 525 …………………………( H. 4 )

　　式中 :

　　JD — 儒略 日 ;

　　Y — 年序号 ;

　　D — 日序号 ;

　　INT — 取整符号 ;

　　M — 月序号 ;

　　t — 儒略世纪数 。

　　H. 1.5 格林尼治恒星时计算按公式(H. 5) 。

　　S0 = GAST= 0.0(0)00(14)0509(06)3(″)4″(θ)t0(6)10(2)0.0(1)50(7)18(3)98(9)2″t(6)4(6)″E(1).36…61t- ( H. 5 )

　　式中 :

　　θ(S)0 = GAST —————— 表示地球旋转角(格林尼治真恒星)时,与; UT1的关系可以得到 ;

　　EE — 二均差(由 GMST 到 GAST 的改正量) ;

　　θ(Tu) = 2π(0. 7790T(57)u3(JD(26)-42(0)5(1)1.054(02)570(3)811 911 35448Tu)

　　21

　　GB/T 17943—2025

　　二均差表达式中的黄经章动(Dψ)按 IAU2000岁差章动模型计算 ,平黄赤交角计算按公式(H. 6) 。

　　εA = 84381. 406″- 46. 836 769″T - 0. 000 183″T2 + 0. 00200340″T3 -

　　0. 000 000 576″T4 - 0. 000 000 0434″T5 ……………………( H. 6 )

　　式中 :

　　T— 自 J2000. 0 TT起算的 TT儒略世纪数 。

　　二均差 EE计算式中的后两项称作二均差的附加项 ,变量 k 的构成及 Ck 的数值见表 H. 1。

　　表 H. 1 二均差附加项变量和系数表

　　k

　　αk

　　Ck

　　k

　　αk

　　Ck

　　1

　　Ω

　　-0. 002 640 73″

　　7

　　2F+Ω

　　-0. 000 001 98″

　　2

　　2Ω

　　-0. 000 063 53″

　　8

　　3Ω

　　+0. 000 001 72″

　　3

　　2F-2D+3Ω

　　-0. 000 011 75″

　　9

　　l'+Ω

　　+0. 000 00141″

　　4

　　2F-2D+Ω

　　-0. 000 011 21″

　　10

　　l'-Ω

　　+0. 000 001 26″

　　5

　　2F-2D+2Ω

　　+0. 000 004 57″

　　11

　　l+Ω

　　+0. 000 000 63″

　　6

　　2F+3Ω

　　-0. 000 00202″

　　12

　　l-Ω

　　+0. 000 000 63″

　　表 H. 1 中 l为月亮平近点角 、l'为太阳平近点角 、F 为月亮平升交点角距 、D 为 日月平角距 、Ω 为月亮升交点平经度 。

　　H. 1.6 恒星观测瞬间世界时 TT化为地方恒星时 s计算按公式(H. 7) 。

　　s= TT(l+μ) +S0 +λ0 …………………………( H. 7 )

　　式中 :

　　S0— 世界时零时的格林尼治真恒星时 ;

　　l+μ=l+1/365. 242 1988;

　　λ0— 概略经度 。

　　H.2 北极星(恒星)任意时角法计算

　　H.2. 1 该方法用于测定测站至地面目标的天文方位角 ,通过测定测站和北极星(恒星)垂直面与测站子午面之间的夹角 ,计算北极星(恒星)的天文方位角 AN ,然后计算地面目标的天文方位角 aN 。

　　H.2.2 在 星 表 文 件 中 找 到 对 应 北 极 星 (恒 星) 的 6 个 天 体 测 量 参 数 , 根 据 观 测 瞬 间 地 球 时 在 历 元2 000. 0 起算的儒略世纪数 t,计算北极星(恒星)视位置直角坐标为 (X0、Y0、Z0 ) 。

　　H.2.3 北极星(恒星)天文方位角计算按公式(H. 8) 、公式(H. 9) 。

　　éêX1 ùú êé1 0 0ùú éêX0 ùú

　　LêZ1(Y1)」ú t,δ = êL 0(0) -01 1(0)」ú RZ (sti) LêZ0(Y0)」ú α,δ ……………………( H. 8 )

　　êéX2 ùú éêX1 ùú

　　êLZ2(Y2)」ú A,h =RY (90°- φp ) LêZ1(Y1)」ú t,δ …………………………( H. 9 )

　　式中 :

　　sti— 观测瞬间地方恒星时 ;

　　H.2.4 水平方向值计算 ,盘左正北方向值中数计算按公式(H. 10) 、公式(H. 11) 。

　　ANi=arctg(Y2/X2 ) 。

　　22

　　GB/T 17943—2025

　　23

　　ML = [n(M)Li]

　　其中 :

　　MLi =LNi -ANLi式中 :

　　MLi— 盘左每次正北方向值 ;

　　LNi — 盘左每次照准北极星时的度盘读数 ;

　　ANLi— 盘左每次照准瞬间北极星的天文方位角 。

　　ML 的中误差计算按公式(H. 12) 。

　　mML = ±

　　[vi vi] n(n- 1)

　　式中 :

　　盘(v)i 正(M)i方向(-M)L值。中数计算按公式(H. 13) 、公式(H. 14) 。

　　[MRi]

　　MR = n

　　其中 :

　　MRi =RNi ± 180°-ANRi

　　式中 :

　　RNi — 盘右每次照准北极星时的度盘读数 ;

　　ANRi— 盘右每次照准瞬间北极星的天文方位角 。

　　MR 的中误差计算按公式(H. 15) 、公式(H. 16) 。

　　[vi vi]

　　mMR = ± n(n- 1)

　　vi =MRi -MR

　　H.2.5 地面目标度盘中数计算 ,盘左中数计算按公式(H. 17) 。

　　[L ]

　　L = ni

　　式中 :

　　i= 1,2;

　　Li— 盘左每次观测地面目标的度盘读数 。

　　L 的中误差计算按公式(H. 18) 。

　　[vi vi] n(n- 1)

　　[Ri] n

　　mL = ±

　　式中 :

　　盘右中数计算按公式(H. 19) 。

　　vi=Li-L。

　　R =

　　式中 :

　　Ri— 盘右每次观测地面目标的度盘读数 。 R 的中误差计算按公式(H. 20) 。

　　i= 1,2;

　　

　　… … … … … … … … … …

　　… … … … … … … … … …

　　… … … … … … … … … …

　　… … … … … … … … … …

　　… … … … … … … … … …

　　… … … … … … … … … …

　　… … … … … … … … … …

　　… … … … … … … … … …

　　… … … … … … … … … …

　　… … … … … … … … … …

　　

　　( H. 10 )

　　( H. 11 )

　　( H. 12 )

　　( H. 13 )

　　( H. 14 )

　　( H. 15 )

　　( H. 16 )

　　( H. 17 )

　　( H. 18 )

　　( H. 19 )

　　GB/T 17943—2025

　　mR = ±

　　[vi vi] n(n- 1)

　　( H. 20 )

　　… … … … … … … … … …

　　式中 :

　　vi=Ri-R。

　　H.2.6 地面目标天文方位角计算 ,盘左按公式(H. 21) 。

　　( H. 21 )

　　… … … … … … … … … …

　　aN.iL =L -ML

　　aN.iL 的中误差计算按公式(H. 22) 。

　　( H. 22 )

　　… … … … … … … … … …

　　maL = ± mL(2) + mM(2)L

　　盘右按公式(H. 23) 。

　　( H. 23 )

　　… … … … … … … … … …

　　aN.iR =R -MR

　　aN.iR 的中误差计算按公式(H. 24) 。

　　( H. 24 )

　　… … … … … … … … … …

　　maR = ± mR(2) + mM(2)R

　　H.2.7 每测回地面目标天文方位角计算按公式(H. 25) 。

　　( H. 25 )

　　… … … … … … … … … …

　　αNi = αNiL 2(+) αNiR

　　H.2. 8 天文方位角最终结果计算 ,在测站上 ,对某一地面目标方向的天文方位角共测了 n 个时间段 ,则地面目标天文方位角计算按公式(H. 26)和公式(H. 27) 。

　　αN = n …………………………( H. 27 )

　　α = αN +C +γ+γS + Δ Ha + Δ Pa …………………………( H. 26 ) [αN.i]

　　式中 :

　　C — 测站归心 ;

　　γ — 照准归心子午线收敛角(偏心观测时) ;

　　ΔHa — 化归海水面改正 ;

　　ΔPa — 极移改正 。

　　天文方位角中误差计算按公式(H. 28) 、公式(H. 29) 。

　　[vv]

　　ma = ± n(n- 1) …………………………( H. 28 )

　　v =aNi - aN …………………………( H. 29 )

　　H.3 多星近似等高法计算

　　H.3. 1 大气折射改正计算 ,标准状态下的大气折射计算按公式(H. 30) 。

　　ρ0 =a * tanz+b* tan3z …………………………( H. 30 )

　　式中 :

　　b= -0. 066 9;

　　a= 60. 27;

　　z— 天顶距 。

　　非标准状态下的大气折射计算按公式(H. 31) 。

　　ρ=ρ0 êL(é)1+ 1L(Lt)t+ çè(76(p)0- 1,)÷ + çè(1L(Lt)t,)÷ ç 76(p)0- 1,)÷ ………………( H. 31 )

　　式中 :

　　L= 27(1)3=0. 003 67;

　　24

　　GB/T 17943—2025

　　t— 温度 ;

　　p— 气压 。

　　H.3.2 误差方程式按公式(H. 32) 、公式(H. 33) 。

　　V =AX+ l …………………………( H. 32 )

　　a2b21(a1b11) l2(l1) v2(v1) x1

　　ï ï ï ï ï ï ï ï

　　A = í… … … ý l= í… ýV = í… ý X = íx2 ý ……………………( H. 33 )

　　an bn 1 ln vn îx3 þ

　　式中 :

　　ai - ;

　　bi - ;

　　zi=zi+ρ;

　　li'= arccosPi0 -zi';

　　设(P)i0:1sdφ(φ)0,x(si)2(n)ic,x3(os)0dz(co)sδicosti。

　　每组多颗星用最小二乘的参数平差可解出x1 ,x2 ,x3 ,vi及它们的中误差 。

　　H.3.3 法方程系数阵按公式(H. 34) 。

　　X =-N-1U …………………………( H. 34 )

　　式中 :

　　设(U)=ATPl。

　　N =ATPA;

　　25

　　éêQ11

　　êLQ31

　　N- 1 = êQ21

　　

　　Q13

　　Q23

　　Q33

　　Q12

　　Q22

　　Q32

　　

　　ùú

　　ú

　　」ú

　　则

　　Qi— 相应未知参数的权倒数 。

　　由于每次观测的条件可以认为是相同的 , 因此可设定观测的权相等 ,且为 1。

　　H.3.4 平差改正数计算按公式(H. 35) 、公式(H. 36) 。

　　dφ= -x1 …………………………( H. 35 )

　　d …………………………( H. 36 )

　　H.3.5 每星组天文经度 、天文纬度计算按公式(H. 37) 。

　　φi =φ0 +dφ λi = λ0 + dλ …………………………( H. 37 )

　　每星组单位权中误差计算按公式(H. 38) 、公式(H. 39) 。

　　…………………………( H. 38 )

　　VTV = lTl+UTX …………………………( H. 39 )

　　GB/T 17943—2025

　　式中 :

　　n— 各组的所测星的观测数 。

　　每星组天文经度 、天文纬度中误差计算按公式(H. 40) 、公式(H. 41) 。

　　…………………………( H. 40 )

　　…………………………( H. 41 )

　　权确定 :

　　式中 :

　　kϕ、kλ分别取自mϕi 、mλi 中之最大值 。

　　H.3.6 一点成果计算 :

　　a) 一点权中数值计算按公式(H. 42) 、公式(H. 43) ;

　　…………………………( H. 42 )

　　…………………………( H. 43 )

　　b) 一点天文纬度中误差计算按公式(H. 44) 、公式(H. 45) ;

　　M vφi =φcp - φi …………………………( H. 45 )

　　式中 :

　　k— 一点采用星组数 。

　　c) 一点天文经度中误差计算按公式(H. 46) 、公式(H. 47) ;