1、C 語(yǔ) 言 計(jì) 算 G P S 衛(wèi) 星 位 置1 概述在用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GPS衛(wèi)星在空間的瞬間位置。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)專門 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：式中為 WGS-84坐標(biāo)系中的地球引力常數(shù)，且口=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) n,便得到衛(wèi)星運(yùn)行的平均角速度nn二ro+A n(4-12)2. 計(jì)算歸化時(shí)間 t k首先對(duì)觀測(cè)時(shí)刻

2、t'作衛(wèi)星鐘差改正t=t ' - A t然后對(duì)觀測(cè)時(shí)刻t歸化到GPS時(shí)系t k=t-t oc(4-13)式中t k稱作相對(duì)于參考時(shí)刻 t oe的歸化時(shí)間(讀者注意：toc工toe )。3. 觀測(cè)時(shí)刻衛(wèi)星平近點(diǎn)角 Mk 的計(jì)算Mk=Mo+ntk(4-14)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 Ek上述方程可用迭代法進(jìn)行解算，即先令Ek=Mk, 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)角巳。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)星電文給出的近地點(diǎn)

3、角距。7. 攝動(dòng)改正項(xiàng)3 u, S r, S i的計(jì)算S u, S r, S i分別為升交距角 u的攝動(dòng)量，衛(wèi)星矢徑r的攝動(dòng)量和軌道傾角i的攝動(dòng)量。8. 計(jì)算經(jīng)過攝動(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Q k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 -GAST（ 4-23 ）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)；是升

4、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toe。此外，衛(wèi)星電文中提供了一周的開始時(shí)刻tw的格林尼治視恒星時(shí)GAST。由于地球自轉(zhuǎn)作用，GAST不斷增加，所以：式中w 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

5、實(shí)現(xiàn)#include <>#include <>#include <>#include <>#define WEstruct 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", XK, YK, ZK）;int main（void）F

6、ILE *fp, *fp1, *fp2;struct canshu a;int i=0, hanhao = 1;long double temp1, temp2, temp3, temp5, temp4, temp6, temp7;char ch, ch1;名稱printf(" 文件無(wú)法打開！ ");exit(0);else星歷文件 ", "w") = NULL)printf(" 文件無(wú)法打開！ ");exit(0);elsewhile(ch1 = fgetc(fp1) != EOF)if(ch1 = 'n'

7、)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

8、無(wú)法打開！ ");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", , , , , ,J J J J Jhanhao+;case 2:fscanf(fp,"%le %le %le %le"

9、;, &, &, &, & 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 %le %le %le", &, &, &, & printf("n%le

10、%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, &, &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