《GPS定位與導航》第三章衛(wèi)星運動基礎知識及坐標計算

星歷概念精密星歷預報星歷一、衛(wèi)星星歷概念1.定義:描述衛(wèi)星某一時刻的運動軌道的數據信息.2.衛(wèi)星星歷種類預報星歷(廣播星歷)后處理星歷(精密星歷)

§2-2衛(wèi)星星歷

§3-2衛(wèi)星星歷一、衛(wèi)星星歷概念1、預報（廣播）星歷——監(jiān)控數據時間序列外推估注入的軌道參數。2、精密（后處理）星歷——全球GPS跟蹤網站監(jiān)測數據計算的軌道參數。二、預報星歷1.定義:通過衛(wèi)星發(fā)射到用戶接收機的含有軌道信息的導航電文信號。2.內容:相對某一參考歷元的6個開普勒軌道參數和必要的9個軌道攝動正項參數,以及參考時刻和星歷數據齡期，共計17個星歷參數。軌道六參數

§2-2衛(wèi)星星歷

§2-2衛(wèi)星星歷

偏近點角：S’O’P=E真近點角：SOP＝f平近點角：M＝E－esinE

(e2=(a2-b2)/a2)平近點角是衛(wèi)星經過近地點后以平均角速度運行時，向徑OS和OP的夾角§2-2衛(wèi)星星歷§2-2衛(wèi)星星歷升交點赤經近地點角距真近點角升交距角

二、預報星歷攝動改正參數：

§2-2衛(wèi)星星歷平均角速度n的改正數升交點赤經的變化率軌道傾角的變化率升交距角的余弦及正弦調和改正數的振幅軌道傾角的的余弦及正弦調和改正數的振幅衛(wèi)星至地心的距離的余弦及正弦調和改正數的振幅3.預報星歷數據格式（1）RINEX數據格式

§2-2衛(wèi)星星歷3.預報星歷數據格式（2）預報星歷RINEX內容

§2-2衛(wèi)星星歷（2）預報星歷RINEX內容

§2-2衛(wèi)星星歷Rinex格式的版本號/文件類型創(chuàng)建本數據文件所采用的程序名稱/單位名稱/日期歷書中電離層參數A0-A3歷書中電離層參數B0-B3用于計算UTC時間的歷書參數：由于跳秒所產生的時間差文件頭節(jié)的最后一個記錄（2）預報星歷RINEX內容

§2-2衛(wèi)星星歷

（3）預報星歷內容有關參數含義

鐘差：相對于GPS時系的時間偏差鐘偏（鐘速）：相對于實際頻率的偏差系數鐘漂：時鐘頻率的漂移系數

§2-2衛(wèi)星星歷（3）預報星歷內容有關參數含義toe:從周日子夜零點開始度量的星歷參考時刻AODE:星歷表數據齡期

AODE=toe-tL

tL：作預報星歷的作后觀測時間AODC:星鐘數據齡期

AODC=toc-tL

Toc第一數據塊的參考時刻

§2-2衛(wèi)星星歷5.預報星歷特點GPS衛(wèi)星發(fā)射的廣播星歷，每2小時更新一次。則外推的時間間隔最大將不會超過1小時。預報星歷的精度一般約為20—40m。注入站----將衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星時鐘鐘差等參數和各種控制命令發(fā)送到GPS衛(wèi)星

§2-2衛(wèi)星星歷三、精密星歷1.定義:

根據地面跟蹤站所獲得的精密觀測資料計算而得到的星歷.2.特點:一種不包含外推誤差的實測星歷，其精度可達分米級。用戶無法實時通過衛(wèi)星信號而獲得、只能在事后通過電傳、網絡等通訊媒體向用戶傳遞，并且它是一種有償服務。

§2-2衛(wèi)星星歷3、精密星歷服務提供精密星歷的組織：一個是美國國防制圖局(DMA),一個是國際GPS動力學服務IGS（InternationalGPSserviceforgeodynamics)。DMA主要提供精密星歷。其精密星歷是基于GPS系統(tǒng)5個監(jiān)測站的平滑偽距數據產生的，以等間隔時間上位置和速度形式給出，位置精度在2m左右，供軍方用戶使用，一般民間用戶不易得到。IGS是國際大地測量協會1993年建立的國際科學服務組織，其機構包括GPS跟蹤網站、數據中心、分析中心、分析協調員、中央局和管理委員會。其主要任務是利用GPS空間對地觀測技術研究地殼運動、監(jiān)測海(冰)面變化、地球自轉、極移以及大地坐標系維持等地球科學問題。

§2-2衛(wèi)星星歷3、精密星歷服務IGS服務目前對大陸地區(qū)關閉，不能通過軟件自動下載?？梢酝ㄟ^網站下載。方法一：ftp：//garner.ucsd.eud/pub/products方法二：/components/prods_cb.html

http:///components/prods_cb.html

§2-2衛(wèi)星星歷3、精密星歷服務

§2-2衛(wèi)星星歷3、精密星歷服務

方法二：http:///components/prods_cb.html

§2-2衛(wèi)星星歷3、精密星歷服務精密星歷種類：事后精密星歷(IGS)、快速精密星歷(IGR)、預報精密星歷(IGU)事后精密星歷：igsWWWWd.sp3精密衛(wèi)星鐘差：igsWWWWd.clk

§2-2衛(wèi)星星歷4、精密星歷數據格式

§2-2衛(wèi)星星歷4、精密星歷數據格式P型：每隔15分鐘給出衛(wèi)星的位置、鐘差V型：每隔15分鐘給出衛(wèi)星的位置、鐘差，還給出衛(wèi)星的速度、鐘漂

§2-2衛(wèi)星星歷P型精密星歷

§2-2衛(wèi)星星歷V型精密星歷

§2-2衛(wèi)星星歷

§2-2衛(wèi)星星歷版本標示符位置軌道首歷元年月日時分秒數據文件總歷元數數據類型參照系軌道類型機構軌道數據的GPS周一周內的秒歷元間隔約化儒略日整數部分約化儒略日小數部分軌道數據的衛(wèi)星數衛(wèi)星的PRN號……衛(wèi)星精度……歷元時刻的年月日時分秒三、精密星歷

§2-2衛(wèi)星星歷位置(P)衛(wèi)星標識x坐標（km）y坐標（km）z坐標（km）鐘改正（10E-6s）三、精密星歷

§2-2衛(wèi)星星歷位置(P)衛(wèi)星標識x坐標（km）y坐標（km）z坐標（km）鐘改正（10E-6s）速度(V)衛(wèi)星標識x速度（dm/s）y速度