GPS卫星坐标用计算机计算,GPS卫星位置的计算
【摘 要】针对GPS卫星导航电文的特点和里边各种参数含义及用法,阐述了利用导航电文提供的数据计算卫星位置的方法,为进行基线解算时提供准确的卫星坐标数据。
0前言
全球卫星定位系统(GPS)是一个实时的,全天候,全方位的定位系统。设计此系统的最初目的只是为美国军事服务,如今却已扩展到诸多民用领域,包括民用导航与监控,交通管理,测绘科学与技术,土木工程,空间科学等等。随着全球定位系统的不断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓。
1 GPS卫星导航电文
GPS卫星的导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。它主要包括:卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、工作状态信息及C/A码转换到捕获P码的信息。这些信息是以二进制码的形式,按规定格式组成,按帧向外播送,卫星电文又叫数据吗。它的基本单位是长1500bit的一个主帧,传输速率是50bit/s,30s传送完毕一个主帧。一个主帧包括5个子帧,第1、2、3子帧各有10个字码,每个字码有30bit;第4、5子帧各有25个页面,共有37500bit。第1、2、3子帧每30s重复一次,内容每小时更新一次。第4、5子帧是12.5min播完一次,然后再重复之,其内容仅在卫星注入新的导航数据后才得以更新。
导航电文文件数据记录节的格式说明如表1,表2,表3所示。
2 GPS卫星位置的计算方法
第一步:计算卫星运动的平均角速度n。
首先根据导航文件给出的参数计算出参考时刻TOE的平均角速度
:
(2.1)
GM=3.9860047×。
然后根据广播星历中给定的摄动参数n计算观测时刻卫星的平均角速度n
n=+n (2.2)
第二步:计算观测瞬间卫星的平近点角M
(2.3)
式中,为参考时刻TOE时的平近点角,由广播星历给出。
第三步:计算偏近点角
用弧度表示的开普勒方程为:
(2.4)
第四步:计算真近点角
(2.5)
(2.6)
(2.7)
第五步:计算升交距角
(2.8)
式中为近地点角距,由导航文件给出。
第六步:计算摄动改正项,,
导航文件中给出了下列6个摄动参数, ,,,,,,据此可求出由于项引起的升交距角的摄动改正项、卫星矢径的摄动改正项和卫星轨道倾角的摄动改正项。计算公式如下:
(2.9)
(2.10)
(2.11)
第七步:对、、进行摄动改正
(2.12)
式中:a为卫星轨道的长半径,a=,由导航文件获得。为TOE时刻轨道倾角,由导航文件中的开普勒六参数给出。假设观测时刻为2005年9月12日12时12分15秒,则从1981年开始算起,一直到2005年9月12日的天数,用天数除以7,则余数即为本周开始时刻的天数,再将余数与时分全部转换为秒,即为观测瞬间时刻。
第八步:计算卫星在轨道平面坐标系中的位置
在轨道平面直角坐标系中,卫星的平面直角坐标为:
(2.13)
第九步:计算观测瞬间升交点的经度
若参考时刻TOE时升交点的赤经为,升交点对时间的变化率为,那么观测瞬间的升交点赤经应为:
(2.14)
可从导航文件摄动参数获得。
设本周开始时刻(即星期日0时)格林尼治恒星时为,则观测瞬间的格林尼治恒星时为:
(2.15)
式中:为地球自转角速度,其值为=7.292115×rad/s;
这样就可求得观测瞬间升交点的经度值为:
(2.16)
令
则有:
(2.17)
注意:导航文件里给出的并不是参考时刻TOE的升交点赤经,而是该值与本周起始时刻的格林尼治恒星时之差。
第十步:计算卫星在瞬时地球坐标系中的位置
已知升交点的大地经度L以及轨道平面的倾角后,就可通过两次旋转方便地求得卫星在地固坐标系中的位置:
(2.18)
式中:
(2.19)
第十一步:计算卫星在协议地球坐标系中的位置
观测瞬间卫星在协议地球坐标系中的位置
(2.20)
至此卫星位置已求完。
3 结束语
卫星的运动速度和加速度也可用类似方法计算。我们还可从精密星历中获得更高精度的卫星坐标。由于精密星历文件是给出每15分钟一个卫星坐标,因此我们可以通过切比雪夫多项式拟合或内插法求得观测瞬间卫星位置及运动加速度。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
GPS卫星坐标用计算机计算,GPS卫星位置的计算相关推荐
- android gps导航省电,一种GPS导航中省电的系统和方法与流程
一种gps导航中省电的系统和方法,应用于通过gps(或者类似的北斗.伽利略)导航的领域. 背景技术: 在移动设备领域(手机.车载导航等),通过卫星导航应用非常普遍,几乎全部的手机,大部分的汽车,自身都 ...
- c语言编程gps卫星坐标计算公式,C语言计算GPS卫星位置演示教学.doc
C语言计算GPS卫星位置演示教学.doc C语言计算GPS卫星位置1 概述在用GPS信号进行导航定位以及制订观测计划时,都必须已知GPS卫星在空间的瞬间位置.卫星位置的计算是根据卫星电文所提供的轨道参 ...
- c语言实现gps坐标转化,C语言计算GPS卫星位置
<C语言计算GPS卫星位置>由会员分享,可在线阅读,更多相关<C语言计算GPS卫星位置(8页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. 1.C 语 言 计 算GPS卫星位置1 概述在用G ...
- GPS卫星位置的计算
1. GPS卫星位置的计算 1.1 用广播星历计算卫星位置 1.1.1. 计算卫星运动的平均角速度 nnn 首先根据广播星历中给出的参数 A\sqrt{A}A 计算参考时刻 toet_{\mathr ...
- 用matlab计算卫星的瞬时位置,用MATLAB计算GPS卫星位置.PDF
用MATLAB计算GPS卫星位置 高 新 技 术 用MATLAB计算GPS卫星位置 罗利娟 杨乐 (西安翻译学院 陕西西安 710061) 摘 要:本文主要介绍了GPs测量数据的常用格式RINEX标准 ...
- 卫星位置计算的c语言,C语言-详细计算GPS卫星位置.doc
C语言-详细计算GPS卫星位置.doc C语言计算GPS卫星位置1 概述在用GPS信号进行导航定位以及制订观测计划时,都必须已知GPS卫星在空间的瞬间位置.卫星位置的计算是根据卫星电文所提供的轨道参数 ...
- 根据卫星电文计算GPS卫星位置
n文件提供的轨道参数: PS:需要对文件内容格式做一定修改:D改成E/e,各个数据间以空格隔开 计算步骤参考武汉大学出版的<GPS测量原理及应用>(第四版)的4.3部分. 使用Java编写 ...
- 用matlab计算卫星的瞬时位置,用MATLAB计算GPS卫星位置
GPS定位的基本原理简单来说就是在多时候需要把来自不同型号的接收机的RINEX标准文件里不是单一的一个文WGS-84空间直角坐标系中,确定未知点与数据放在一块进行处理,这就需要数据件,而是包括如下几种 ...
- GPS坐标的确立,GPS卫星在太空的位置,卫星参数
1.GPS卫星的位置 在GPS的定位过程中,确定卫星在空间的位置是至关重要的,尤其是用户机测量信号从卫星发射的那个时刻的卫星位置,这需要从卫星广播的导航电文取出卫星轨道星历,计算卫星当时的实际位置. ...
最新文章
- JAVA高精度计算工具
- C++使用流进行输入输出
- 1748. 唯一元素的和
- RTT学习笔记2-线程
- UI-148xLE-M相机参数
- python类:类方法和静态方法
- iOS微信安装包瘦身
- 如何快速更换证件照背景颜色
- Knn算法之手写识别系统
- 牛客网拼多多校招最大乘积
- python自动填写问卷_Python填写问卷星
- 关于JDK lambda表达式与匿名内部类的等价实现却出现了截然不同的结果原因分析
- “Unable to create the directory [XXX] to use as the base directory”的解决办法
- 紫外测试样品要求及测试步骤
- 判断推理——类比推理
- 请不要轻易的说:我不会
- 缅怀伟大程序员----丹尼斯·里奇(Dennis Ritchie)
- iperf3工具测试带宽、上下行速率TCP 测试
- java volatile内存屏障_从汇编看Volatile的内存屏障
- 高效编写简历项目经验,备受500强HR推荐的STAR法则
热门文章
- C++面向对象 - 继承、派生和多态
- 天枰游戏(智力开发)
- 【R-FCN】《R-FCN: Object Detection via Region-based Fully Convolutional Networks》
- 清明节游戏服务器维护,《梦幻西游2》4月1日维护公告:清明活动开启
- 一个鼠标移出事件引发的问题
- 浅谈emoji(分析与使用)
- linux修改组群名字,Linux用户和组 - 回忆斑斑驳驳的个人空间 - OSCHINA - 中文开源技术交流社区...
- 锐捷交换机删除vlan
- 由于找不到VCRUNTIME140.dll,无法继续执行代码问题解决
- 从SpriteKit看我的游戏人生