В СРНС GPS и ГЛОНАСС используются различные общеземные геоцентрические системы координат, определенные независимо друг от друга. GPS функционирует в системе координат WGS-84 (World Geodetic System, 1984), ГЛОНАСС – в системе координат ПЗ-90 (Параметры Земли, 1990). Несовпадение координат в двух системах по различным оценкам составляет от 5 до 15 м. В геоцентрической системе координат формируется информация о движении спутников, которая передается в навигационном сообщении пользователям. В этой же системе координат в спутниковом приемнике рассчитываются координаты пользователя.

Помимо WGS-84 и ПЗ-90 существует наиболее точная на сегодняшний день общеземная геоцентрическая система координат, называемая ITRF.

Рассмотрим указанные системы координат более подробно.

WGS-84

Всемирная геодезическая система – систем координат 1984 года (WGS-84) представляет собой общеземную систему, полученную путем уточнения доплеровской опорной системы NSWC 9Z-2 по результатам доплеровских измерений спутниковой радионавигационной системы ВМС США ТРАНЗИТ.

Начало и оси WGS-84 определяются следующим образом:

         начало координат – центр масс Земли;

         ось Z – направлена на Международное условное начало CIO, как это установлено Международным Бюро времени BIH;

         ось X – пересечение плоскости исходного меридиана WGS-84 и плоскости экватора, при этом в качестве исходного меридиана принимается нулевой меридиан, определенный BIH;

         Ось Y – дополняет правостороннюю ортогональную систему координат с началом в центре Земли и привязанную к Земле (ECEF); она расположена в плоскости экватора под углом 90° к востоку от оси X.

WGS-84 представляет собой привязанную к Земле глобальную опорную систему, включая модель Земли, и определяется набором основных и вспомогательных параметров (табл. **).

Основные параметры определяют форму земного эллипсоида, его угловую скорость и массу Земли, которая включена в эллипсоид.

Вспомогательные параметры детально определяют модель земного тяготения (EGFM), степень и порядок которой равны n = m = 180. Данную модель применяется для расчетов высот над геоидом в системе WGS-84, компонентов нарушения тяготения WGS-84 и средних гравитационных аномалий 1°´1° WGS-84 путем разложения на сферические гармонические функции. Разложения такой степени и порядка необходимы для точного моделирования изменений гравитационного поля Земли на ее поверхности и вблизи ее.

Таблица 1

Параметры	Обозначение	Значение
Большая полуось	a	6378137 м
Полярное сжатие	1/f	1/298,257223563
Угловая скорость	w	7,292115 ´ 10-5 рад/с-1
Геоцентрическая гравитационная постоянная (с учетом массы атмосферы Земли)	GM (fM)	398600,5 км3/с-2
Второй гармонический коэффициент	C20	– 484,16685 ´ 10-6

 

Начало координат и ориентация осей системы WGS-84 определяются координатами пяти контрольных станций системы GPS: Колорадо-Спрингс, Гавайи, Асансьон, Диего Гарсия и Кваджалейн.

Точность (1 σ) координат WGS-84, выраженная через геодезические широту φ, долготу λ и высоту h, равна:

в горизонтальной плоскости σ_φ = σ_λ = ±1 м;

в вертикальной плоскости σ_h ±1…2 м.

Система WGS-84 дважды уточнялась по результатам спутниковых измерений GPS (в 1994 и 1996 годах). Новые реализации WGS-84 получили обозначение WGS-84 (G730) и WGS-84 (G873), где G указывает, что координаты были получены GPS-методом, число после G указывает номер GPS-недели. В СРНС GPS уточненные реализации WGS-84 используются с 29 июня 1994 года и 29 января 1997 года соответственно.