文档介绍：Mechanical Fundamentals
力学基础
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Lecture 2 -- Mechanical Fundmentals
主要内容
关于地球
相关的坐标系和坐标变换
柯氏定律和柯氏加速度
动量矩定理
欧拉动力学方程
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Lecture 2 -- Mechanical Fundmentals
关于地球: 形状
几乎所有导航问题都和地球相关.
地球表面是不规则的.
对地球形状的最粗糙近似-- 球形
更精确的近似:参考椭球体(reference ellipsoid)
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Lecture 2 -- Mechanical Fundmentals
a -- major axis
b -- minor axis
关于地球: 参考椭球体
目前常用的几种参考椭球体:
Clarke
Krasovski
国际椭球体
全球大地系 WGS
扁率(oblateness) =(a - b)/ a
曲率半径(curvature radius -- 和纬度有关)
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Lecture 2 -- Mechanical Fundmentals
*关于地球: 重力
重力(gravity) W 为万有引力 j 和地球自转引起的离心(centrifugal) 力 F 之和:
因为 F 远远小于 W,Δθ最多只有几个角分
g -- 取决于纬度和高度(将地球视为椭球体).
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Lecture 2 -- Mechanical Fundmentals
关于地球: 垂线和纬度
纬度:当地垂线和地球赤道平面之间的夹角
垂线的定义
地心垂线-- 从地心到当地表面点的连线
测地(geodetic) 垂线-- 当地椭球表面的法线
重力垂线-- 沿着当地重力方向(天文垂线)
和垂线的三种定义相对应,纬度也有三种定义
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Lecture 2 -- Mechanical Fundmentals
*关于地球: 运动
地球相对惯性空间的运动包括各种成分,最主要的有:
逐日自转
绕太阳的公转
地球自转角速度:
-- 相对惯性空间的
-- 相对太阳的
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Lecture 2 -- Mechanical Fundmentals
Outline
关于地球
相关的坐标系和坐标变换
柯氏定律和柯氏加速度
动量矩定理
欧拉动力学方程
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Lecture 2 -- Mechanical Fundmentals
坐标系: 惯性系
Solar-centered Inertial frame (SCI 日心惯性系)
Sun
Earth
Earth-centered inertial frame (ECI 地心惯性系)
Equator
North Pole
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*坐标系: 地球和地理坐标系
地球坐标系(Earth Frame)
北极
本地
子午面
赤道
地理坐标系(Geographical, East-North-Up)
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