卫星导航 实验01 实时卫星位置解算

实验一 GPS实时卫星位置解算和多普勒频移计算

一、目的

1．理解实时卫星位置解算在GPS接收机导航位置解算过程中的作用及完成卫星位置解算所需的条件。

2．了解卫星导航电文的格式、主要内容及各部分作用。了解星历的内容、周期。

3．了解多普勒频移产生的原因、作用及根据已知条件预测多普勒频移的方法。

二、内容

运行NewStar150程序，获取可视卫星的实时导航数据（包括GPS时间、各卫星的星历等），分析星历的构成、周期，根据卫星的星历，推算出该卫星在11小时58分后的ECEF坐标系下的大致位置，验证卫星的额定轨道周期。根据实验数据编程求解多普勒频移。

三、知识准备

GPS实时卫星位置解算方法，导航电文的格式和主要内容，星历表的构成。多普勒频移计算方法。

四、实习过程

1．运行NewStar150程序，如图1所示获取当前可视卫星的星历信息，并作记录；

2．分析星历的构成和周期；

3．如图2所示，选择GPS时刻和卫星号，在“卫星位置信息”列表框中会出现所选卫星在所选的GPS时刻对应的仰角、ECEF坐标系下的三维坐标、所选时刻加一秒和加两秒后的GPS时间所对应的ECEF坐标系下的三维坐标以及接收机在ECEF坐标系下的初始位置坐标，根据这些数据求解多普勒频移；

4．根据卫星在所选GPS时间发送的星历推算出这颗卫星在11小时58分

后的ECEF坐标系下的大致位置，验证卫星的额定轨道周期；

图1

图2

图3 卫星轨道与地球在ECEF坐标系下的相对位置及各个参量示意图