全球卫星导航系统（GNSS）相关概念总结
本文主要介绍了多种导航系统的起始时间和标识方法（如GPST0到Bdt0），以及PRN系统的卫星标识（如prn0到prn13）。此外还讨论了时间基准的相关知识，包括GPS原子时与世界时的关系及其差异（如5秒至15秒），以及儒略日的概念及其在天文学中的应用。文章还提到了闰秒的作用（如正闰秒增加1秒以协调世界时），并详细解释了电离层和对流层的概念及其在大气科学中的重要性。
1、不同导航系统的起始时间
- gpst0[] = {1980,1,6,0,0,0}; // GPS
- gst0 [] = {1999,8,22,0,0,0}; //伽利略
- bdt0 [] = {2006,1,1,0,0,0}; //北斗
2、PRN
- 卫星系统 + PRN（伪随机噪声码 pseudo random noise code）/ slot numbers are used to compute satellite numbers - 卫星系统的PRN与槽号共同作用来计算出对应的卫星编号！每一个卫星都有唯一一个PRN标识。
- 同样地, 基于PRN同样可以用来识别导航系统的组成部件；
3、GPS 周
以下是按照要求对原文的内容进行改写的版本
4、GPS时间-世界时（UTC）
原子时（GPS时间）：精确时间，世界时（UTC）：随着地球的运转会有误差。
1、我们通常生活的所用的时间都是UTC时间，即世界协调时。它起源于世界时，世界时系统是以地球自转运动为基准的时间系统。也就是我们根据地球自转，公转确定的24小时，一年365天，然后再细分到秒。而世界协调时的秒不是世界时的秒，而是采用了原子时的秒（国际单位制的秒）。原因是世界时受地球自转的影响比较大，地球还受到其他因素的影响，比如极移，岁差等因素的影响。总之，世界时（跟地球有关的时间系统）并不是严格均匀的时间系统，世界协调时是为了调节人们生活的时间和GPS原子时之间的差异而发明的一种时间系统。
2、GPS时间，也就是GPS原子时，它的时间基准是1980年1月6日0点与世界协调时刻相一致，以后按原子时秒长累积计时。GPS时间跟UTC时间之差为秒的整倍数。如1989年为5秒，1996年为11秒，2002年为13秒。到现在为止为15秒左右 。也就是说，时间基准，两套时间系统从1980年1月6日 开始一样，但是因为两个时间系统的秒长不一样，也就是我们所说的时间尺度不一样，最终随着时间的累积，两者之间就会差。而世界协调时为了协调人们生活中的时间，就采用了跳秒的办法来处理这种差异。
5、儒略日 （Julian Day ）
- Julian Day (儒略日) 是基于儒略周期的连续天数计时法，在天文学领域有重要应用。
- Julian Day Number (JDN, 儒略日数) 从格林威治标准时间午12时开始计算，并包含整天时间。其起点（第0日）回溯至儒略历的公元前4713年1月1日午时，并被用作多种历法转换的基础。
- Julian Date (JD, 儒略日期) 是将格林威治标准时午12点作为基准点，并加入当天的瞬间时间分数所得到的结果。例如：格林威治标准时间午12点整对应JDN 2,451,545；而午12点之后的任何时刻则会相应增加小数部分。
- Julian Period (儒略周期) 是始于公元前4713年、持续长达7980年的纪年法，用于不同历法间的日期转换参考。例如：公元2018年对应该周期第6,731年；下一周期将在公元3,268年开始。
6、闰秒（leap seconds）
闰秒，是指为保持协调世界时接近于世界时时刻，由国际计量局统一规定在年底或年中（也可能在季末）对协调世界时增加或减少1秒的调整。由于地球自转的不均匀性和长期变慢性（主要由潮汐摩擦引起的），会使世界时（民用时）和原子时之间相差超过到±0.9秒时，就把协调世界时向前拨1秒（负闰秒，最后一分钟为59秒）或向后拨1秒（正闰秒，最后一分钟为61秒）； 闰秒一般加在公历年末或公历六月末。
目前，全球已经进行了27次闰秒，均为正闰秒。
最近一次闰秒在北京时间2017年1月1日7时59分59秒（时钟显示07:59:60 ）出现。这也是本世纪的第五次闰秒。
成因原理
科学上有两种时间计量系统：基于地球自转的天文测量而得出的“世界时”和以原子振荡周期确定的“原子时”。“世界时”由于地球自转的不稳定（由地球物质分布不均匀和其它星球的摄动力等引起的）会带来时间的差异，“原子时”（一种较恒定的时制，由原子钟得出）则是相对恒定不变的。这两种时间尺度速率上的差异，一般来说一至二年会差大约1秒时间。
1971年国际计量大会通过决议：使用“协调世界时”来计量时间。当“协调世界时”和“世界时”之差超过0.9秒时，国际地球自转服务组织（IERS）就负责对“协调世界时”拨快或拨慢1秒，这就是闰秒。
7、开普勒定律
8、卫星仰角
定义
****图1描述卫星仰角的示意图
卫星的仰角，即在某给定的时刻，位于地球上的点P的观察者到卫星的视线与当地地平线之间的夹角（如图1所示）。通常用它来描述卫星在某时刻经过观察者上方的位置，仰角为90。表示卫星在观察者正上方。
最大仰角
只有在卫星正下方观察，卫星的仰角才为90°。因此，对于赤道上空的卫星，如果观察者不在赤道上，则卫星的仰角永远也不会是90°。同时，最大仰角取决于观察者所处位置的纬度、卫星与观察者处在同一经度时的飞行高度，以及卫星轨道远地点和近地点的高度。例如，对一位处在45°纬度的观察者来说，一颗赤道圆形轨道上飞行高度为500km的卫星的最大仰角只有17°。这时最大仰角会随着卫星高度的增加而增加，对于轨道高度36000km的地球同步轨道卫星，对同一观察者的最大仰角会达到38°(当卫星与观察者处于同一经度时的仰角)。
卫星的星下点轨迹不会到达纬度大于其轨道倾角的地区。因此，在纬度高于卫星倾角的地区，虽然有可能看到卫星，但是卫星永远也不会经过头顶，卫星的最大仰角将会小于90°。
不同轨道周期内，星下点轨迹均重合的卫星只有两种，一种是任意高度的赤道轨道卫星，另一种则是地球同步轨道卫星。对于不在它们星下点轨迹上的观察者来说，这两种卫星的仰角永远都不会达到90°。
应用
卫星在某些特定地点的仰角，会对其应用产生关键性的影响，所以通过一个卫星的仰角经常能够看出其用途。例如，在一段时间里，卫星地面测控站会无法收到某个低仰角卫星的信号，这主要有两个原因：首先，与来自高仰角卫星的信号相比，低仰角卫星的信号穿过稠密大气的路径要更长，这就使信号强度衰减的更为严重；其次，地平线上的某些物体(如高层建筑物或高山)可能位于地面站和卫星之间，这就阻断了卫星信号的传输。在建筑物密集的城市中，高层建筑物会阻挡地面通信站与低仰角的卫星通信信号的传送，最严重的情况甚至能阻挡仰角为70°的卫星与测控站间的通信，因此城市中的卫星信号接收机和发射器一般都安装在建筑物的顶端。
地球同步轨道通信卫星对于美国比对俄罗斯更加有应用价值，因为近赤道轨道卫星不能很好的覆盖地球的两极和高纬度区域，而俄罗斯的许多重要军事设施都是位于北极圈附近。因此，俄罗斯一般使用轨道倾角较大的卫星，这类卫星在其轨道的相应位置可以很容易地覆盖北半球高纬度地区。当这类卫星的轨道为大椭圆且其远地点位于北极附近上空时，对这些地区来说这些卫星就能够在头顶停留很长的时间，也就能够发挥更大的作用。
9、电离层
电离层概念
电离层（Ionosphere）是地球大气的一个电离区域。它是受到太阳高能辐射以及宇宙线的激励而电离的大气高层。50千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。
电离层的范围从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度 的地球高层大气空域。
电离层的主要特性由电子密度、电子温度、碰撞频率、离子密度、离子温度和离子成分等空间分布的基本参数来表示。
电离层的研究对象主要是电子密度随高度的分布。电子密度（或称电子浓度）是指单位体积的自由电子数，随高度的变化与各高度上大气成分、大气密度以及太阳辐射通量等因素有关。电离层内任一点上的电子密度，决定于上述自由电子的产生、消失和迁移三种效应。在不同区域，三者的相对作用和各自的具体作用方式也大有差异。
电离层中存在相当多的自由电子和离子，能使无线电波改变传播速度，发生折射、反射和散射，产生极化面的旋转并受到不同程度的吸收。
10、对流层
定义
地球的对流层是邻近地面的大气层之一，在这里大约75%的大气质量和超过90%的水汽含量得以集中存在。这一层面因受地表自然景观的影响而呈现出显著差异性特征：例如森林、湖泊、草原、海滩以及山脉等不同类型的地理环境都会对其性质产生影响。由于太阳辐射的作用而引起温度变化的现象在此层表现得尤为明显，并由此产生垂直方向与水平方向的空气流动现象即所谓的对流现象故而得名对流层。
大气垂直结构主要分布在地球表面至约110公里高度的大气区域[1]。该区域分为两个主要部分：对流层与平流层。其中对流层层厚度约为十公里左右[4]。
在高纬度地区由于地面摩擦力的影响形成了一个平均厚度为两千米的行星边界层[4]这一层次由于地形因素而呈现出多样性并且与上部的逆温层相隔断。
该层次是大气中密度最大的区域其约占整个大气质量的75% [1] 在这里空气分子能够进行上下运动从而导致各种天气现象的发生例如雷暴雾以及风切变等现象。
由于该层次是大气中最活跃出现湍流现象的一层层喷飞机通常会经过此层面之上以避免因气流影响而导致的安全问题 [3]
此外太阳内部也存在类似的大气分层其中辐射区外围温度迅速下降并伴随着大量强烈的对流活动这种状态使得太阳内部的大气性质变化显著且不稳定。