1、GPS 衛(wèi)星坐標計算精品資料GPS衛(wèi)星位置計算程序編制一、目的了解 GPS 廣播星歷的結構和內(nèi)容，掌握利用廣播星歷計算衛(wèi)星位置的算法。二、內(nèi)容利用廣播星歷計算衛(wèi)星在指定觀測歷元的衛(wèi)星位置。三、資料準備一組廣播星歷參數(shù)。四、實習過程選用熟悉的計算機程序設計語言或工具包，上機編制程序。五、參考資料利用 GPS 廣播星歷計算衛(wèi)星位置的算法。GPS衛(wèi)星的導航電文和衛(wèi)星信號僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 2精品資料GPS衛(wèi)星位置的計算概述在用 GPS信號進行導航定位以及制訂觀測計劃時，都必須已知GPS衛(wèi)星在空間的瞬間位置。衛(wèi)星位置的計算是根據(jù)衛(wèi)星電文所提供的軌道參數(shù)按一定的公式計算的。本節(jié)專

2、門講解觀測瞬間GPS衛(wèi)星在地固坐標系中坐標的計算方法。衛(wèi)星位置的計算2.1計算衛(wèi)星運行的平均角速度n根據(jù)開普勒第三定律，衛(wèi)星運行的平均角速度n0 可以用下式計算：1432式中為 WGS-84坐標系中的地球引力常數(shù)，且 =3.98600510 m/s 。平均角速度 n0 加上衛(wèi)星電文給出的攝動改正數(shù)n，便得到衛(wèi)星運行的平均角速度nn=n + n(4-12)02.2計算歸化時間 t k然后對觀測時刻t 歸化到 GPS時系t k=t-t oe(4-13)式中 t k 稱作相對于參考時刻t oe 的歸化時間。2.3觀測時刻衛(wèi)星平近點角Mk 的計算Mk=M0+ntk(4-14)僅供學習與交流，如有侵權請

3、聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 3精品資料式中 M0 是衛(wèi)星電文給出的參考時刻toe 的平近點角。2.4計算偏近點角 EkEk=Mk+esinE k(Ek,Mk 以弧度計 )（ 4-15 ）上述方程可用迭代法進行解算，即先令Ek=Mk, 代入上式，求出 Ek 再代入上式計算，因為 GPS衛(wèi)星軌道的偏心率e 很小，因此收斂快，只需迭代計算兩次便可求得偏近點角Ek。2.5真近點角 Vk 的計算由于 :因此 :2.6升交距角 k 的計算為衛(wèi)星電文給出的近地點角距。2.7攝動改正項u, r, i 的計算僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 4精品資料u, r, i 分別為升交距角u 的攝動量，衛(wèi)星矢徑r 的攝

4、動量和軌道傾角i 的攝動量。2.8計算經(jīng)過攝動改正的升交距角uk、衛(wèi)星矢徑 r k 和軌道傾角 i k2.9計算衛(wèi)星在軌道平面坐標系的坐標衛(wèi)星在軌道平面直角坐標系（X 軸指向升交點）中的坐標為2.10觀測時刻升交點經(jīng)度 k 的計算升交點經(jīng)度 k 等于觀測時刻升交點赤經(jīng)（春分點和升交點之間的角距）與格林泥治視恒星時GAST（春分點和格林尼治起始子午線之間的角距）之差，k=-GAST（ 4-23 ）又因為 :(4-24)其中 oe 為參與時刻 t oe 的升交點的赤經(jīng)；是升交點赤經(jīng)的變化率，衛(wèi)星電文每小時更新一次和t oe。此外，衛(wèi)星電文中提供了一周的開始時刻t w的格林尼治視恒星時GASTw。由

5、于地球自轉作用， GAST不斷增加，所以 :僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 5精品資料GAST=GASTw+et（ 4-25 ）式中e=7.2921156710-5rad/s為地球自轉的速率； t 為觀測時刻。由式（ 4-24 ）和（ 4-25 ），得 :由（ 4-13 ）式，得 :其中，、的值可從衛(wèi)星電文中獲取。2.11計算衛(wèi)星在地心固定坐標系中的直角坐標把衛(wèi)星在軌道平面直角坐標系中的坐標進行旋轉變換，可得出衛(wèi)星在地心固定坐標系中的三維坐標：2.12衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標系中的坐標計算考慮極移的影響，衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標系中的坐標為僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網(wǎng)站刪除謝謝 6精品資料下面給出 1997 年 11 月 9 日 2 時 0 秒對 GPS6號衛(wèi)星位置計算的結果。所用的衛(wèi)星星歷參數(shù)見第三章3.4 。請讀者按照 9 號衛(wèi)星的星歷參數(shù)計算上述時刻的衛(wèi)星位置。表 4-2衛(wèi)星位置參數(shù)計算結