1、第三章 衛星運動的基礎知識與GPS衛星星 歷 第一節 衛星的無攝運動與受攝運動 一、衛星的無攝運動 衛星運動不僅受地心引力的作用，而且還受到非地心引力、日 月引力、行星引力、太陽光壓、地球潮汐、大氣阻力等影響。除地心引 力外的其它作用力稱為攝動力。只考慮地心引力的衛星運動叫無攝運動無攝運動， 考慮其它作用力的衛星運動叫受攝運動受攝運動。 http:/ 1 1、衛星運動的開普勒定律、衛星運動的開普勒定律 第一定律：衛星軌道是橢圓，一個焦點是地心。 第二定律：衛星與地心連線在相同時間內掃過的面積相等。 第三定律：衛星運行的周期平方與軌道長半徑立方成比例。 2 1 3 32 2 3 2 . 4 s

2、s s s a GM nGMan GMa T 掃過的面積相等 2 2、無攝運動的軌道參數、無攝運動的軌道參數 軌道形狀與大小：軌道長半徑軌道長半徑as；扁心率扁心率es； 軌道橢圓在軌道平面上的定向：近地點角距近地點角距； 衛星在軌道平面上的位置：真近點角真近點角V（變量）； 軌道平面與地球體之間的相對定向：升交點赤經升交點赤經；軌道面傾角軌道面傾角i。 輔助參數平近點角平近點角M和偏近點角偏近點角E。 M=n(t-t0)t0為衛星過近地點時刻。 參數說明 近地點角距近地點與升交點的地心夾角。 真近點角衛星與近地點的地心夾角。 升交點赤經升交點與春分點的地心夾角。 軌道面傾角衛星軌道面與天球赤

3、道面的夾角。 升交距角衛星與升交點的地心夾角，即真近點角與近地點角距之 和。 開普勒六參數 3、偏近點角與真近點角的計算 偏近點角： E=M+e.sinE 真近點角： 2 tan 1 1 2 tan 2 1 s s s E e eV 4、無攝衛星位置計算 在軌道直角坐 標系中的位置： 衛星在天球坐 標系和地球坐標系中 的位置通過坐標系的 轉換求得。但在轉換 前需加攝動改正。 0 sin cos 0 sin cos 0 0 0 0 0 0 u u r z y x V V r z y x 二、衛星的受攝運動二、衛星的受攝運動 受攝運動的衛星位置是在無攝位置的基礎上加相應的改正數求 得。 1、地球赤

4、道隆起的影響 1）引起升交點赤經變化，變率； 2）引起近地點角距變化，變率； 3）引起平近點角M變化，變率M或n或n； 2、其它影響。 引起切向、法向、徑向偏移。增加6個參數Cus，Cuc，Cis，Cic， Crs，Crc。 第二節第二節 GPSGPS衛星星歷衛星星歷 衛星星歷是描述衛星運行軌道的參數描述衛星運行軌道的參數，分 預報星歷預報星歷和后處理星歷后處理星歷。 1、預報星歷 由衛星向用戶播發。可用于實時定位。分 C/A碼星歷和P碼星歷。 內容：內容：分三部分，開普勒六參數、軌道 攝動九參數、時間二參數。 GAST(t ) 0 oe o t 時格林 威治 t 時 升交點 地心 春分 點

5、o oe 2)軌道攝動九參數軌道攝動九參數 3）時間二參數 toe星期日子夜零時起算的星歷參考時刻。取值范 圍：0604800s。 AODE數據齡期，即用于推算星歷的監測站觀測 數據的最后觀測時刻tL到toe的時間間隔，AODE= toe- tL。 注：不屬于星歷的其它信息表2.3前3行，后5行，與星歷同 屬導航電文。 1）衛星鐘差改正參數：ts=a0+a1(t-toC)+a2(t-toC)2 toC星鐘參考時刻。 2）GPD星期數，取值范圍01024， 1980.1.61999.8.22，1999.8.222019.4.6 2 2、后處理星歷、后處理星歷 國際組織、國家、城市、儀器制造商等由自已的跟蹤站觀測數 據推算，由網絡、手機、電視、光盤、磁帶等介質以免費或收費的方式 向用戶提供。一般不能實時定位。 利用