1、Ek=Mk +esinE k(E k,Mk 以弧度計(jì) )4-15 )言計(jì)算GPS衛(wèi)星位置1 概述GPS衛(wèi)星在空間的瞬間在用GPS信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位以及制訂觀測(cè)計(jì)劃時(shí)，都必須已知位置。衛(wèi)星位置的計(jì)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(jì)算的。本節(jié)專(zhuān)門(mén) 講解觀測(cè)瞬間GPS衛(wèi)星在地固坐標(biāo)系中坐標(biāo)的計(jì)算方法。2 衛(wèi)星位置的計(jì)算1. 計(jì)算衛(wèi)星運(yùn)行的平均角速度 n根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，衛(wèi)星運(yùn)行的平均角速度n0 可以用下式計(jì)算：式中卩為 WGS-84坐標(biāo)系中的地球引力常數(shù)，且卩=x 1014m7s2。平均角速度 no加上衛(wèi)星電文給出的攝動(dòng)改正數(shù)An,便得到衛(wèi)星運(yùn)行的平均角速度nn二ro+A n(4-12)

2、2. 計(jì)算歸化時(shí)間 t k首先對(duì)觀測(cè)時(shí)刻t 作衛(wèi)星鐘差改正然后對(duì)觀測(cè)時(shí)刻t歸化到GPS時(shí)系t k=t-toc(4-13)式中t k稱(chēng)作相對(duì)于參考時(shí)刻 t oe的歸化時(shí)間（讀者注意：toc豐toe）O3. 觀測(cè)時(shí)刻衛(wèi)星平近點(diǎn)角Mk 的計(jì)算(4-14)Mk =M0 + ntk式中M是衛(wèi)星電文給出的參考時(shí)刻toe的平近點(diǎn)角。4. 計(jì)算偏近點(diǎn)角 EkEk。上述方程可用迭代法進(jìn)行解算，即先令E<=M,代入上式，求出 Ek再代入上式計(jì)算，因?yàn)镚PS衛(wèi)星軌道的偏心率 e很小，因此收斂快，只需迭代計(jì)算兩次便可求得偏近點(diǎn)角 5. 真近點(diǎn)角 Vk 的計(jì)算由于:因此:6.升交距角k的計(jì)算3為衛(wèi)星電文給出的近地

3、點(diǎn)角距。7.攝動(dòng)改正項(xiàng)5 U, 5 r, 5 i的計(jì)算r 的攝動(dòng)量和軌道傾角 i5 u, 5 r, 5 i 分別為升交距角 u 的攝動(dòng)量，衛(wèi)星矢徑 的攝動(dòng)量。8.計(jì)算經(jīng)過(guò)攝動(dòng)改正的升交距角uk、衛(wèi)星矢徑rk和軌道傾角ik9. 計(jì)算衛(wèi)星在軌道平面坐標(biāo)系的坐標(biāo)衛(wèi)星在軌道平面直角坐標(biāo)系（X軸指向升交點(diǎn)）中的坐標(biāo)為10. 觀測(cè)時(shí)刻升交點(diǎn)經(jīng)度Qk的計(jì)算升交點(diǎn)經(jīng)度Q k等于觀測(cè)時(shí)刻升交點(diǎn)赤經(jīng)Q （春分點(diǎn)和升交點(diǎn)之間的角距）與格林泥治 視恒星時(shí)GAST（春分點(diǎn)和格林尼治起始子午線之間的角距）之差，Q k= Q -GAST4-23)又因?yàn)?:oe tk (4-24)其中Q oe為參與時(shí)刻toe的升交點(diǎn)的赤經(jīng);

4、是升交點(diǎn)赤經(jīng)的變化率，衛(wèi)星電文每小時(shí)更新一次Q和t oe。此外，衛(wèi)星電文中提供了一周的開(kāi)始時(shí)刻轉(zhuǎn)作用，GAST不斷增加，所以：tw的格林尼治視恒星時(shí) GAST。由于地球自GAST=GAST o et4-25)式中o eX 10-5rad/s 為地球自轉(zhuǎn)的速率；t為觀測(cè)時(shí)刻。由式（ 4-24 ）和（ 4-25 ），得:由（ 4-13 ）式，得 :其中 0 oe GASTw ， o 、toe 的值可從衛(wèi)星電文中獲取。11. 計(jì)算衛(wèi)星在地心固定坐標(biāo)系中的直角坐標(biāo)把衛(wèi)星在軌道平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換，可得出衛(wèi)星在地心固定坐標(biāo)系 中的三維坐標(biāo)：12. 衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)計(jì)算考慮極移的

5、影響，衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為利用 C 語(yǔ)言程序?qū)崿F(xiàn)#include <> #include <> #include <> #include <> #define WE struct canshuint prn, nian, yue, ri, shi, fen;f 秒 d 號(hào)衛(wèi)星的坐標(biāo)："，pt->nian, pt->yue ,pt->ri , pt->shi ,pt->miao, pt->prn);printf("nXk = %.9fnYk= %.9fnZK = %.9fnn&quo

6、t;, XK, YK, ZK);int main(void)FILE *fp, *fp1, *fp2;struct canshu a;int i=0, hanhao = 1;long double temp1, temp2, temp3, temp5, temp4, temp6, temp7; char ch, ch1;星歷文件","廣）=NULL）/請(qǐng)自定義星歷文件位置及名稱(chēng)printf（" 文件無(wú)法打開(kāi)！ "）;exit(0); else星歷文件 ", "w") = NULL)printf（" 文件無(wú)法打開(kāi)！

7、"）;exit(0); elsewhile(ch1 = fgetc(fp1) != EOF) if(ch1 = 'n') i +; putchar(ch1); if(i = 15)break;while(!feof(fp1)ch1=fgetc(fp1);if(ch1 = 'D') ch1 = 'e'fputc(ch1,fp2);fclose(fp1); fclose(fp2);printf（" 以上是星歷文件的頭文件！ n"）;system("pause");printf（" 讀取文件參

8、數(shù)數(shù)據(jù) n ！"）;星歷文件 ", "r"） = NULL）/ 創(chuàng)建計(jì)算結(jié)果文檔printf（" 文件無(wú)法打開(kāi)！ "）;exit(0); while(!feof(fp)switch(hanhao)case 1:fscanf(fp,"n%d%d%d%d%d%d%lf %le %le %le", &, &,&, &, &,&, &, &, &, &printf("%d %d %d %d %d %d %lf %le %le %le&

9、quot;, , , , hanhao+;case 2:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &, &, &, & printf("n%le %le %le %le", , , , ; hanhao+;case 3:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &, &, &, & printf("n%le %le %le %le", , , , ; hanhao+;case 4:fscanf(fp,"%le

10、%le %le %le", &, &, &, & printf("n%le %le %le %le", , , , ; hanhao+;case 5:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &, &, &, & printf("n%le %le %le %le", , , , ; hanhao+;case 6:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &, &temp1, &, &am

11、p;temp2); printf("n%le %le %le %le", , temp1, , temp2); hanhao+;case 7:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &temp3, &temp4, &temp5,&printf("n%le %le %le %le", temp3, temp1, temp5, ; hanhao+;case 8:fscanf(fp,"%le", &temp6); printf("n%le", temp6); if(ch=f