地球具有wsg84值的行星椭球模型
rellipsoid的Python项目详细描述
参考椭球体（wsg84）
参考椭球引力和旋转模型 地球的wsg84值。
重力计算值的预期误差小于0.02% 表面法向分量和横向分量的0.07%，其中 百分比是相对于计算重力的总大小给出的 矢量（假设实现正确）。
这应该根据感觉到的重力值不同的事实来评估 从其标称值（9.80665 m/s^2）到+0.28%和-0.44%的极端值 地球表面。
为了方便起见，提供了基本的坐标转换，允许 （geo）同步参考系的非惯性效应说明。
安装
PYPI
pip3安装--用户rellipsoid
来源
从github克隆或下载源代码 需要numpy和（用于测试）pytest。
用法
- 类
planet定义模型。 earth用wsg84值实例化它。
方法
get_free_air_gravity: calculate magnitude of free air gravity (including
centrifugal force) near the surface of the reference ellipsoid at
specified latitude and height (geodetic)
get_analytic_gravity: calculate gravity vector at a specified latitude
and height (geodetic); contribution of centrifugal force is optional
prep_local_cartesian: return transforms to and from a local Cartesian
surface coordinate system and geodetic coordinates.
prep_local_cartesian_inertial: return transformations between a local
Cartesian surface coordinate system and an inertial frame
coincident with it at time 0
参考资料
A.NIMA技术报告TR8350.2，"国防部世界大地测量系统 1984年，其定义及其与当地大地测量系统的关系 2000年1月3日第1次修订版：链接
b.NIMA技术报告TR8350.2，"国防部世界大地测量系统 1984年，其定义及其与当地大地测量系统的关系 版本：章节3和 4
C.Bernhard Hofmann Wellenhof，Helmut Moritz；物理大地测量学（2006）
D.Zhu，"地球中心固定坐标到大地测量的转换 坐标，"航空和电子系统，IEEE交易，第30卷， 第957-9611994页。
模型讨论
行星的旋转改变了它的形状和质量分布（因此 经历了接近其表面的重力）。求解 重力和离心力（即等位面）产生 椭球体，我们用它来近似地球表面。这个近似值 是标准的，几乎普遍用作参考坐标系 （例如，对于GPS或地理空间数据集）。现行标准参考椭球 因为地球是IERS维护的"WGS84"标准的一部分。
未执行的更正
在球谐函数下，模型的经验求精是可能的 重力势的展开（其梯度为局部重力）。
这种修正适用于高精度的地表预报 地球附近的重力或轨道运行。在极端 然而，椭球模型，甚至点-质量模型 更好。
参考文献A.展示了当前IERS标准的计算结果 地球的球谐系数：地球引力模型 1996年（EGM96）。
美国宇航局的格雷斯任务为地球提供了更精确的系数 （之后是格雷斯-fo在2019年），它允许观察时间 变化。
ftp://ftp.csr.utexas.edu/pub/grace/ggm05
用于地球的值（wsg 84）
目前地球的椭球模型是1984年世界大地测量系统 （wsg 84）：完全指定模型实例化的参数。
从参考A获得的WSG 84模型值：
6378137, # a, semi-major axis (equatorial) [m]
298.257223563, # 1/f, inverse flatness [dimensionless]
7.292115e-5, # omega, angular velocity [rad s^-1]
3.9860009e14 # GM, Universal grav. const. * mass of Earth [m^3 s^-2]
有关使用值的说明
欧米茄
作为地球的平均连续角速度，忽略进动。 对于非常精确的轨道计算细微差别不容忽视。
GM
gm的不同值用于不同的目的
- 旧值3.986005E14
- 新值3.986004418E14
- 无大气值3.9860009E14<；--我们使用此值
在这个包中，我们使用了近地表的无大气值 引力估计，通过应用壳定理（近似地）进行证明。
为了完整起见，轨道计算应使用更新的 值，但是GPS广播假定接收器继续使用旧的 适当的值和编码（复杂时不会丢失精度 避免对许多已部署接收器进行软件更新。
评定不确定度
根据grace数据，我们注意到重力势可以不同于 椭球面模型近地表0.02%的预报 地球，尽管这种偏差通常小于0.005%。忽视 由这种不规则引起的横向重力分量 换算成计算重力大小的误差高达0.02% 向量
会计 垂直偏转，我们 注意地球表面的最大挠度高达100弧秒（4.8e-4 弧度），垂直分量的不确定度为0.00001%（作为 总震级的百分比）和横向分量的0.048%。注释 我们使用"垂直"的大地测量定义 椭球体）。
最后，考虑到我们对通用汽车价值的选择（它不同于 通过减去大气质量的更新值），我们注意到 大气的质量约为行星质量的0.0001%，考虑到 引力在行星质量中是线性的 纯粹的引力，而不是离心力的影响。
我们期望地球的椭球引力模型 在垂直分量中精确到+/-0.02%，在垂直分量中精确到+/-0.07% 横向分量（百分比是相对于总的 计算出的重力矢量的大小 表面：
当然，所有这些都假定我们既不执行也不执行 分析有缺陷。这个包不是为关键任务设计的 计算或模拟。有关详细信息，请参阅license.txt。
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