GPS卫星坐标计算

GPS卫星的坐标计算

GPS卫星的坐标计算第三章GPS 卫星的坐标计算在⽤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导航电⽂所提供的轨道参数按⼀定的公式计算的。

3.1卫星运动的轨道参数3.1.1基本概念 1.作⽤在卫星上⼒卫星受的作⽤⼒主要有：地球对卫星的引⼒，太阳、⽉亮对卫星的引⼒，⼤⽓阻⼒，⼤⽓光压，地球潮汐⼒等。

中⼼⼒：假设地球为匀质球体的引⼒（质量集中于球体的中⼼），即地球的中⼼引⼒，它决定卫星运动的基本规律和特征，决定卫星轨道，是分析卫星实际轨道的基础。

此种理想状态时卫星的运动称为⽆摄运动，卫星的轨道称为⽆摄轨道。

摄动⼒：也称⾮中⼼⼒，包括地球⾮球形对称的作⽤⼒、⽇⽉引⼒、⼤⽓阻⼒、⼤⽓光压、地球潮汐⼒等。

摄动⼒使卫星运动产⽣⼀些⼩的附加变化⽽偏离理想轨道，同时这种偏离量的⼤⼩随时间⽽改变。

此种状态时卫星的运动称为受摄运动，卫星的轨道称为受摄轨道。

虽然作⽤在卫星上的⼒很多，但这些⼒的⼤⼩却相差很悬殊。

如果将地球引⼒当作1的话，其它作⽤⼒均⼩于10-5。

2.⼆体问题研究两个质点在万有引⼒作⽤下的运动规律问题称为⼆体问题。

3．卫星轨道和卫星轨道参数卫星在空间运⾏的轨迹称为卫星轨道。

描述卫星轨道状态和位置的参数称为轨道参数。

3.1.2卫星运动的开普勒定律（1）开普勒第⼀定律卫星运⾏的轨道为⼀椭圆，该椭圆的⼀个焦点与地球质⼼重合。

此定律阐明了卫星运⾏轨道的基本形态及其与地⼼的关系。

由万有引⼒定律可得卫星绕地球质⼼运动的轨道⽅程。

r 为卫星的地⼼距离，as 为开普勒椭圆的长半径，es 为开普勒椭圆的偏⼼率；fs 为真近点⾓，它描述了任意时刻卫星在轨道上相对近地点的位置，是时间的函数。

（2）开普勒第⼆定律卫星的地⼼向径在单位时间内所扫过的⾯积相等。

表明卫星在椭圆轨道上的运⾏速度是不断变化的，在近地点处速度最⼤，在远地点处速度最⼩。

近地点远地点ss s s f e e a r cos 1)1(2+-=（3卫星运⾏周期的平⽅与轨道椭圆长半径的⽴⽅之⽐为⼀常量，等于GM 的倒数。

GPS经纬度的表示方法及换算

想要认识GPS中的经纬度，就必须先了解GPS，知道经纬度的来源：1. GPS系统组成GPS是Gloabal Positioning System 的简称，意为全球定位系统，主要由地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机三大块组成，我们所使用的GPS包括手持机和车载导航机本质上都是GPS接受机。

2. GPS接收机接收机大大小小，千姿百态，有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。

一般常见的手持机接收L1信号，还有双频的接收机，做精密定位用的。

3. 坐标系地形图坐标系：我国的地形图采用高斯－克吕格平面直角坐标系。

在该坐标系中，横轴：赤道，用Ｙ表示；纵轴：中央经线，用Ｘ表示；坐标原点：中央经线与赤道的交点，用Ｏ表示。

赤道以南为负，以北为正；中央经线以东为正，以西为负。

我国位于北半球，故纵坐标均为正值，但为避免中央经度线以西为负值的情况，将坐标纵轴西移５００公里。

北京５４坐标系：１９５４年我国在北京设立了大地坐标原点，采用克拉索夫斯基椭球体，依此计算出来的各大地控制点的坐标，称为北京５４坐标系。

ＧＳ８４坐标系：即世界通用的经纬度坐标系。

６度带、３度带、中央经线。

我国采用６度分带和３度分带：１∶２．５万及１∶５万的地形图采用６度分带投影，即经差为６度，从零度子午线开始，自西向东每个经差６度为一投影带，全球共分６０个带，用１，２，３，４，５，……表示。

１∶１万的地形图采用３度分带，从东经１．５度的经线开始，每隔３度为一带，用１，２，３，……表示，全球共划分１２０个投影带4. 经纬度的来源为了精确地表明各地在地球上的位置，人们给地球表面假设了一个坐标系，这就是经纬度线。

那么，最初的经纬度线是怎么产生又是如何测定的呢公元344年，亚历山大渡海南侵，继而东征，随军地理学家尼尔库斯沿途搜索资料，准备绘一幅“世界地图”。

他发现沿着亚历山大东征的路线，由西向东，无论季节变换与日照长短都很相仿。

于是做出了一个重要贡献——第一次在地球上划出了一条纬线，这条线从直布罗陀海峡起，沿着托鲁斯和喜马拉雅山脉一直到太平洋。

GPS卫星坐标计算GPS（全球定位系统）是一种通过地球上的卫星提供位置和时间信息的导航系统。

GPS卫星坐标计算是指根据接收到的卫星信号来确定观测站位于球面上的位置。

GPS系统是由一组位于中轨道上的卫星组成，它们每天绕地球运行两次，以提供全球的覆盖范围。

每个卫星都携带有高精度的原子钟，用来产生精确的时间信号。

GPS接收机位于地面上，它接收到来自多颗卫星的信号，并测量信号的到达时间和卫星位置。

经过计算，接收机可以确定自身的空间坐标。

计算GPS卫星坐标的过程可以分为以下几个步骤：1.接收卫星信号：GPS接收机通过天线接收到来自多颗卫星的信号。

2.测量信号到达时间：接收机测量每个信号的到达时间，这需要精确的时钟。

由于GPS接收机一般没有原子钟那样的高精度时钟，所以需要利用接收到的卫星信号来校准本地时钟。

3.计算卫星位置：GPS接收机需要知道每颗卫星在接收时间点的准确位置。

每颗卫星通过广播自身的位置和时间信息，接收机可以根据接收到的信号来计算卫星的位置。

4.求解距离：接收机通过测量信号到达时间和卫星位置计算出距离。

由于信号的传播速度是已知的大约是光速，我们可以根据距离和到达时间计算出信号的传播时间。

5.根据接收到的信号来计算自身的位置。

接收机通过多个卫星信号的距离来确定自身的位置，这涉及到多种解算方法，例如最小二乘估计等。

接收机需要至少接收到四颗卫星的信号来解算自身的位置。

这些步骤涉及到大量的数学和物理计算，例如测量时间、测量距离、计算坐标等。

为了提高计算的精度，还需要考虑一些因素，例如信号传播时的大气延迟等。

总的来说，GPS卫星坐标计算是一项复杂而精确的工程，涉及到多个步骤和数学模型。

随着技术的不断进步，GPS定位的精度和可靠性也在不断提高，为导航、地球科学等领域的应用提供了重要的支持。

GPS卫星的坐标计算

第三章GPS 卫星的坐标计算在用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导航电文所提供的轨道参数按一定的公式计算的。

3.1卫星运动的轨道参数3.1.1基本概念 1.作用在卫星上力卫星受的作用力主要有：地球对卫星的引力，太阳、月亮对卫星的引力，大气阻力，大气光压，地球潮汐力等。

中心力：假设地球为匀质球体的引力（质量集中于球体的中心），即地球的中心引力，它决定卫星运动的基本规律和特征，决定卫星轨道，是分析卫星实际轨道的基础。

此种理想状态时卫星的运动称为无摄运动，卫星的轨道称为无摄轨道。

摄动力：也称非中心力，包括地球非球形对称的作用力、日月引力、大气阻力、大气光压、地球潮汐力等。

摄动力使卫星运动产生一些小的附加变化而偏离理想轨道，同时这种偏离量的大小随时间而改变。

此种状态时卫星的运动称为受摄运动，卫星的轨道称为受摄轨道。

虽然作用在卫星上的力很多，但这些力的大小却相差很悬殊。

如果将地球引力当作1的话，其它作用力均小于10-5。

2.二体问题研究两个质点在万有引力作用下的运动规律问题称为二体问题。

3．卫星轨道和卫星轨道参数卫星在空间运行的轨迹称为卫星轨道。

描述卫星轨道状态和位置的参数称为轨道参数。

3.1.2卫星运动的开普勒定律（1）开普勒第一定律卫星运行的轨道为一椭圆，该椭圆的一个焦点与地球质心重合。

此定律阐明了卫星运行轨道的基本形态及其与地心的关系。

由万有引力定律可得卫星绕地球质心运动的轨道方程。

r 为卫星的地心距离，as 为开普勒椭圆的长半径，es 为开普勒椭圆的偏心率；fs 为真近点角，它描述了任意时刻卫星在轨道上相对近地点的位置，是时间的函数。

（2）开普勒第二定律卫星的地心向径在单位时间内所扫过的面积相等。

表明卫星在椭圆轨道上的运行速度是不断变化的，在近地点处速度最大，在远地点处速度最小。

近地点远地点ss s s f e e a r cos 1)1(2+-=（3卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量，等于GM 的倒数。

GPS导航定位原理以及定位解算算法

GPS导航定位原理以及定位解算算法GPS（全球定位系统）是一种基于卫星信号的导航系统，用于确定地球上任意点的位置和时间。

GPS导航定位的原理基于三个基本原则：距离测量、导航电文和定位解算。

首先，定位解算的基本原理是通过测量卫星与接收器之间的距离差异来确定接收器的位置。

GPS接收器接收卫星发射的信号，并测量信号从卫星到接收器的时间延迟。

通过已知卫星位置和测量时间延迟，可以计算出接收器与卫星之间的距离。

至少需要接收到4个卫星信号才能进行定位解算，因为每个卫星提供三个未知数（x、y、z三个坐标）和一个时间未知数。

其次，GPS导航系统通过导航电文提供的卫星轨道参数来计算卫星的精确位置。

每个卫星通过导航电文向接收器传递关于卫星识别码、卫星轨道和钟差等数据。

接收器使用这些参数来计算卫星的准确位置。

最后，通过定位解算算法，将接收器收到的卫星信号和导航电文中的轨道参数进行计算，可以确定接收器的位置。

定位解算算法主要有两种：三角测量法和最小二乘法。

三角测量法基于三角学原理，通过测量多个卫星与接收器之间的距离差异，然后根据这些距离差异以及卫星的位置信息来计算接收器的位置。

这种算法的优势是计算简单，但受到测量误差的影响较大。

最小二乘法是一种数学优化方法，通过最小化接收器位置与测量距离之间的误差平方和来求解接收器的位置。

该方法考虑到了测量误差的影响，并通过对多个卫星信号进行加权以提高解算的准确性。

除了上述的定位解算算法，GPS导航系统还使用了差分GPS和惯性导航等技术来提高定位精度和可靠性。

差分GPS通过接收器与参考站之间的信号比对，消除了大部分的误差，提高了定位精度。

惯性导航通过测量加速度和角速度来估计接收器的位移，可以在信号丢失或弱化的情况下提供连续的导航定位。

综上所述，GPS导航定位通过距离测量、导航电文和定位解算算法来确定接收器的位置。

通过接收到的卫星信号和导航电文中的轨道参数，定位解算算法能够计算出接收器的位置，并提供准确的导航信息。

GPS卫星定位坐标计算及程序设计

GPS卫星定位坐标计算及程序设计GPS卫星定位是一种利用全球定位系统（GPS）卫星接收并处理信息来确定位置的技术。

它使用三个或更多GPS卫星的信号来计算接收器的位置。

GPS卫星发送包括时间和位置信息的无线电信号，接收器接收这些信号并通过计算信号的传播时间，确定接收器所在的位置。

GPS坐标系统使用经度和纬度来表示地理位置。

经度是指地球上其中一点距离本初子午线（格林尼治子午线）的角度，取值范围为0-180度，东经为正，西经为负。

纬度是指地球上其中一点距离赤道的角度，取值范围为0-90度，北纬为正，南纬为负。

通过计算GPS卫星的信号传播时间，我们可以确定接收器所在位置的经度和纬度，并将其表示为GPS坐标。

要进行GPS卫星定位坐标计算，可以按照以下步骤进行：1.获取GPS卫星信号：使用GPS接收器接收GPS卫星发送的信号。

每个GPS接收器一般都能接收多达24颗卫星的信号。

2.计算信号传播时间：通过记录信号发送和接收的时间差，可以计算出信号从卫星到达接收器的传播时间。

由于信号的传播速度是已知的（约为300,000公里/秒），可以根据传播时间计算出信号传播的距离。

3.确定卫星位置：由于我们知道每个GPS卫星的位置信息，可以根据信号传播距离计算出接收器和每个卫星之间的距离差。

通过多个卫星的距离差，可以确定接收器所在的位置。

4.计算经度和纬度：使用三角函数和数学模型，通过接收器和卫星之间的距离差，可以计算出接收器的经度和纬度。

5.显示位置信息：将计算得到的经度和纬度转换为可读的格式，并显示在GPS接收器或其他设备上。

1.数据传输：首先需要确保GPS接收器能够接收和传输卫星信号的数据。

可以使用串行通信接口（如RS-232）或USB接口，将接收器与计算机或其他设备连接起来。

2.数据接收和处理：编写程序来读取接收器传输的信号数据，包括卫星信号的传播时间、卫星位置信息等。

根据所选的编程语言和平台，可以使用相应的库和函数来实现数据读取和处理的功能。

GPS经纬度的表示方法及换算

想要认识GPS中的经纬度，就必须先了解GPS，知道经纬度的来源：1. GPS系统组成GPS是Gloabal Positioning System 的简称，意为全球定位系统，主要由地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机三大块组成，我们所使用的GPS包括手持机和车载导航机本质上都是GPS接受机。

2. GPS接收机接收机大大小小，千姿百态，有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。

一般常见的手持机接收L1信号，还有双频的接收机，做精密定位用的。

3. 坐标系地形图坐标系：我国的地形图采用高斯－克吕格平面直角坐标系。

在该坐标系中，横轴：赤道，用Ｙ表示；纵轴：中央经线，用Ｘ表示；坐标原点：中央经线与赤道的交点，用Ｏ表示。

赤道以南为负，以北为正；中央经线以东为正，以西为负。

我国位于北半球，故纵坐标均为正值，但为避免中央经度线以西为负值的情况，将坐标纵轴西移５００公里。

北京５４坐标系：１９５４年我国在北京设立了大地坐标原点，采用克拉索夫斯基椭球体，依此计算出来的各大地控制点的坐标，称为北京５４坐标系。

ＧＳ８４坐标系：即世界通用的经纬度坐标系。

６度带、３度带、中央经线。

我国采用６度分带和３度分带：１∶２．５万及１∶５万的地形图采用６度分带投影，即经差为６度，从零度子午线开始，自西向东每个经差６度为一投影带，全球共分６０个带，用１，２，３，４，５，……表示。

１∶１万的地形图采用３度分带，从东经１．５度的经线开始，每隔３度为一带，用１，２，３，……表示，全球共划分１２０个投影带4. 经纬度的来源为了精确地表明各地在地球上的位置，人们给地球表面假设了一个坐标系，这就是经纬度线。

那么，最初的经纬度线是怎么产生又是如何测定的呢公元344年，亚历山大渡海南侵，继而东征，随军地理学家尼尔库斯沿途搜索资料，准备绘一幅“世界地图”。

他发现沿着亚历山大东征的路线，由西向东，无论季节变换与日照长短都很相仿。

于是做出了一个重要贡献——第一次在地球上划出了一条纬线，这条线从直布罗陀海峡起，沿着托鲁斯和喜马拉雅山脉一直到太平洋。

gps原理公式

gps原理公式全球定位系统（GPS）原理是基于三角测量的方法来确定地球上某个位置的经度、纬度和海拔高度。

其工作原理如下：1. 卫星发射信号：GPS系统由一组地球轨道上的卫星组成，它们向地面发射无线电信号。

这些信号包括卫星的精确时钟信息以及卫星的编号。

2. 接收机接收信号：GPS接收机用天线接收到卫星发射的信号。

接收机将信号转换为电信号，并进行放大和处理。

3. 三角测量测距：接收机同时接收到多颗卫星发射的信号后，根据信号的传播时间差来计算距离。

这是通过衡量信号接收时间和发射时间之间的差异来实现的。

传播时间差越大，距离越远。

4. 数据处理：接收机将接收到的信号和测距数据传输给计算机进行处理。

计算机分析信号传播时间差以及卫星位置信息，使用三角定位算法来计算接收机所在位置的经度、纬度和海拔高度。

5. 定位结果显示：计算机计算出接收机所在位置后，将结果显示在GPS设备的屏幕上，用户可以通过地图或其他导航功能来了解自己的位置和导航方向。

GPS定位公式：根据三角定位算法，可以使用以下公式计算接收机的位置：（x,y,z）: 接收机所在位置的直角坐标(t1,t2,t3): 接收到信号的时间差（x1,y1,z1): 第一个卫星的位置坐标（x2,y2,z2): 第二个卫星的位置坐标（x3,y3,z3): 第三个卫星的位置坐标通过上述数据，可以使用以下公式计算接收机的经度和纬度：x = [(t1 - t2) * c * x3 - (t1 - t3) * c * x2] / [2*(x1-x2)*(t1-t3) +2*(x1-x3)*(t1-t2)]y = [(t1 - t2) * c * y3 - (t1 - t3) * c * y2] / [2*(y1-y2)*(t1-t3) +2*(y1-y3)*(t1-t2)]z = [(t1 - t2) * c * z3 - (t1 - t3) * c * z2] / [2*(z1-z2)*(t1-t3) +2*(z1-z3)*(t1-t2)]其中，c为光速。

GPS定位原理和简单公式

GPS定位原理和简单公式全球定位系统（Global Positioning System）是美国第二代卫星导航系统。

是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。

和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。

按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。

21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。

卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。

这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。

监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。

监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。

主控站设在范登堡空军基地。

它对地面监控部实行全面控制。

主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。

上行注入站也设在范登堡空军基地。

它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。

这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。

全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。

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，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。

上述四个方程式中待测点坐标x、y、z 和Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。

di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。

△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。

GPS卫星坐标计算分解

第二章 GPS卫星位置的计算
主要内容 2.1卫星坐标系简介 2.2偏近点角E与真近点角f的关系公式推导 2.3卫星位置计算推导过程 2.4二体问题的星位置计算解析
第二章 GPS卫星位置的计算
2.1卫星坐标系简介
一、WGS-84大地坐标系 1、WGS-84大地坐标系定义
WGS-84(World Geodetic System，1984年)是美国国防部研制确定的大地坐标系，其坐标系的几何定义是：
顶为正），以子午线方向为x轴（向北为正），y轴与x、z轴垂直（向东为正）。
站心赤道直角坐标系与站心地平直角坐标系之间的关系
X sin B cos L
Y
sin
B
sin
L
Z
站赤
cos B
sin L cos L
0
cos B cos L x
cos
B
sin
L
y
sin B z 地平
站心地平直角坐标系与球心空间直角坐
椭球第一偏心率： e2=0.00669437999013 地球引力常数： GM=（39860050.6）108（m3/s2）
正常化二阶带谐系数：J2=（–484.166851.30）10–9（rad/s）地球自转角速度： ω=（72921150.1500）10–11（rad/s）
国际大地测量与地球物理联合会(IUGG)——International Union of Geodesy and Geophysics
1 e2 sin E
cos f
,sin f
1 e cos E
1 e cos E
第二章 GPS卫星坐标的计算 2.3 卫星在轨瞬时位置计算
2.3.1 广播星历

gps卫星坐标计算

#gps卫星坐标计算1. 引言GPS(Global Positioning System)是一种全球定位系统，通过卫星与接收设备之间的通信，来定位和导航。

GPS定位技术被广泛应用于导航、地图制作、军事、航空航天、交通运输等领域。

在GPS中，卫星坐标计算是其中一个关键的过程，本文将介绍GPS卫星坐标计算的原理和方法。

2. 基本原理GPS系统由一组卫星和地面接收设备组成。

卫星通过无线电信号向接收设备发送原始观测数据，接收设备利用这些数据计算出卫星的位置和接收设备与卫星之间的距离。

卫星的位置信息通常使用WGS84坐标系表示，而接收设备的坐标则以地理坐标系表示。

3. GPS卫星坐标计算的方法3.1. 周向角和小仰角GPS接收设备通过接收到的卫星信号的时间差来计算卫星与接收设备之间的距离。

然而，由于接收设备无法准确地获取到卫星的时钟信号，导致测距的精度受到了影响。

为了解决这个问题，需要知道卫星的精确位置，即GPS卫星的周向角和小仰角。

周向角是指卫星相对于接收设备的方位角，用于确定卫星在水平平面上的位置。

小仰角是指卫星相对于接收设备的仰角，用于确定卫星在垂直平面上的位置。

3.2. 观测数据处理GPS接收设备通过接收到的卫星信号的时间差计算出卫星与接收设备之间的伪距（Pseudorange）。

为了提高伪距计算的准确性，还需要考虑一些误差因素，如大气延迟、钟差等。

大气延迟是由于电磁波在穿过大气层时受到折射的影响而产生的误差。

为了降低大气延迟的影响，常常使用双差处理方法，在两个接收设备之间进行观测数据的差分运算。

钟差是卫星与接收设备之间的时钟信号误差，由于接收设备无法准确地获取到卫星的时钟信号而产生。

为了纠正钟差误差，需要使用星间差分技术，利用多个卫星之间的差分来计算出钟差。

3.3. 坐标计算通过观测数据处理后，可以得到卫星与接收设备之间的伪距数据。

利用这些伪距数据，可以使用三角测量方法计算出卫星的精确位置。

三角测量方法是一种常用的测量技术，可以通过测量三个非共线的点之间的距离和角度来确定这三个点的坐标。

GPS导航定位原理以及定位解算算法

GPS导航定位原理以及定位解算算法全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称。

它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。

它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。

GPS用户部分的核心是GPS接收机。

其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。

其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作。

导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算；根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算，并将其从伪距中消除；根据上述结果进行接收机PVT（位置、速度、时间）的解算；对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。

本文中重点讨论GPS接收机的导航解算部分，基带信号处理部分可参看有关资料。

本文讨论的假设前提是GPS接收机已经对GPS卫星信号进行了有效捕获和跟踪，对伪距进行了计算，并对导航数据进行了解码工作。

1地球坐标系简述要描述一个物体的位置必须要有相关联的坐标系，地球表面的GPS接收机的位置是相对于地球而言的。

因此，要描述GPS接收机的位置，需要采用固联于地球上随同地球转动的坐标系、即地球坐标系作为参照系。

地球坐标系有两种几何表达形式，即地球直角坐标系和地球大地坐标系。

地球直角坐标系的定义是：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林威治子午圈的交点(即0经度方向)，Y轴在赤道平面里与XOZ构成右手坐标系(即指向东经90度方向)。

地球大地坐标系的定义是：地球椭球的中心与地球质心重合，椭球的短轴与地球自转轴重合。

地球表面任意一点的大地纬度为过该点之椭球法线与椭球赤道面的夹角φ，经度为该点所在之椭球子午面与格林威治大地子午面之间的夹角λ，该点的高度h为该点沿椭球法线至椭球面的距离。

GPS卫星坐标计算

GPS卫星坐标计算
GPS系统由全球定位系统(GPS)组成，包括24颗运行在近地轨道上的
人造卫星，地面控制台和GPS接收器。

这些卫星以精确的轨道方式固定的
环绕着地球，它们通过无线电波将时间和位置信息传输到地面的GPS接收器。

具体步骤如下：
1.接收卫星信号：GPS接收器会接收到至少4颗卫星发出的信号。

这
些信号包括卫星的位置信息、时间戳和卫星信号的延迟。

2.计算信号传播时间差：接收器通过比较接收到的卫星信号和接收器
内部的原子钟产生的时间信号之间的差异，计算出信号传播的时间差。

3.确定接收器与卫星的距离：通过信号传播时间差和光速
（299,792,458米/秒），可以计算出接收器与卫星之间的距离。

公式为：距离=时间差x光速。

4.计算接收器的位置：通过接收到的至少4个卫星的距离信息，可以
计算出接收器相对于卫星的位置。

每个卫星会提供一个球面坐标，通过这
些球面坐标的交点，可以确定接收器的位置。

5.校准接收器的时间：接收器内部的原子钟会有一定的误差，因此需
要通过接收到的卫星信号的时间戳来校准接收器的时间。

6.确定地球的形状和尺寸：GPS系统还会考虑地球的形状和尺寸，以
便更精确地确定接收器的位置。

通过考虑地球的椭球形状、重力场和大气
层对卫星信号的影响，可以提高GPS定位的精确度。

总结起来，GPS卫星坐标计算的过程涉及接收卫星信号、计算信号传播时间差、确定接收器与卫星的距离、计算接收器的位置、校准接收器的时间以及考虑地球的形状和尺寸等步骤。

通过这些计算，可以精确测量地球上其中一点的位置坐标。

GPS卫星WGS-84坐标计算

�� = ��0 + �� + i�� (9) 计算卫星在轨道平面上的坐标 �� = �� = �� (10) 计算观测时刻 t 的升交点经度�� = Ω0 + Ω − �� − �� (11) 计算卫星在 WGS-84 坐标系中的坐标 �� = �� − �� = �� + �� = ��
下面是用户位置Байду номын сангаас算
估计位置坐标表示估计位置与真实位置的偏移量
设
GPS 卫星的广播星历提供 16 个星历参数,其中包括 1 个参考时刻、6 个相应参考时刻的开普勒轨道参数和 9 个轨道摄动修正参数。用广播星历参数计算任一时刻 t 的卫星位置的步骤如下: (1) 计算卫星运行的平均角速度 n 卫星运行的平均角速度�� = ��0 + ∆��，式中��0 =

gps坐标距离计算器在线使用

GPS坐标距离计算器在线使用1. 引言GPS（Global Positioning System）是一种卫星导航系统，可以准确测量地球上任意两点之间的距离。

GPS坐标距离计算器是一种在线工具，可以帮助用户计算两个GPS坐标点之间的距离。

本文将介绍如何在线使用GPS坐标距离计算器。

2. 使用步骤以下是使用GPS坐标距离计算器的简单步骤：步骤 1：打开GPS坐标距离计算器网站首先，在您的浏览器中打开GPS坐标距离计算器的网站。

您可以通过搜索引擎或直接输入网址来访问该网站。

步骤 2：输入GPS坐标在网站上找到GPS坐标输入框，并输入您想要计算距离的两个GPS坐标点。

通常，每个GPS坐标由经度和纬度组成。

步骤 3：点击计算按钮一旦您输入了两个GPS坐标点，找到计算按钮并点击它。

GPS坐标距离计算器将立即计算出这两个GPS坐标点之间的距离。

步骤 4：查看结果计算完成后，您将在网站上看到结果。

通常，距离以千米或英里为单位显示。

3. 注意事项在使用GPS坐标距离计算器时，请注意以下几点：•GPS坐标的输入格式应该是正确的。

通常，经度的范围是-180到180，纬度的范围是-90到90。

•不同的GPS坐标距离计算器可能采用不同的距离计算方法。

因此，您可能会在不同的计算器上获得略有不同的结果。

•GPS坐标距离计算器通常只计算两个点之间的直线距离，不考虑地球的曲率。

在计算较长距离时，可能存在一定的误差。

4. 适用场景GPS坐标距离计算器是一个方便实用的工具，适用于以下场景：1.旅行导航：当您需要知道旅行目的地和当前位置之间的距离时，可以使用GPS坐标距离计算器快速计算。

2.运动距离：如果您是一名跑者、骑行爱好者或徒步旅行者，您可以使用GPS坐标距离计算器记录并计算您的运动距离。

3.地理测量：如果您需要在地理测量工作中测量距离，GPS坐标距离计算器可以帮助您快速准确地得出结果。

5. 结论通过使用GPS坐标距离计算器，我们可以方便地计算两个GPS坐标点之间的距离。

GPS卫星定位坐标计算及程序设计

Ai X i li 0
(3-5)
对式（3-5）求解，便得到接收机地心坐标的唯一
解
X i Ai1li
4.程序设计
• 1、GPS时间转换程序 • 2、利用广播星历计算卫星坐标程序 • 3、地面点近似坐标计算程序
5.实例计算和精度分析
• 以2009年5月7日南京工业大学江浦校区控制网20号控制点观测数据为例，来说明如何利用该程序计算卫星坐标和地面点的近似坐标。该数据利用华测GPS接收机观测，观测时间为2小时。
• 3.新儒略日（Modified Julian Day-MJD）：从儒略日中减去2400000.5天来得到，给出的是从1858年11 月17日子夜开始的天数。特点是数值比儒略日小。
• 4.年积日（Day Of Year-DOY）：从当前1月1日开始的天数。
• 5.GPS时（GPS Time）：以1980年1月6日子夜为起点，用周数和周内秒数来表示，为GPS系统内部计时法。
2.3GPS卫星的信号
• 导航电文导航电文是包含有关卫星的星历、卫星工作状态时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和C/A码捕获P码等导航信息的数据码（或D码），是利用GPS进行定位的数据基础。导航电文的内容包括遥测码（TLW）、转换码（HOW）、第一数据块、第二数据块和第三数据块 5部分。
RINEX数据格式
目前，RINEX格式已成为各厂商、学校、研究单位在编制软件时采用的标准输入格式。RINEX格式是纯ASCII码文本文件，共包含4个文件：
（1）观测数据文件：ssssdddf.yyo （2）导航文件：ssssdddf.yyn （3）气象数据文件：ssssdddf.yym （4）GLONASS数据文件：ssssdddf.yyg 其中：ssss——4个字母的测站名；

GPS卫星坐标计算(1)

2、WGS-84椭球参数
对应于WGS-84大地坐标系有一个WGS-84椭球，其常数采用IUGG第17届大会大地测量常数的推荐值。这里给出 WGS-84椭球的两个最常用的几何常数：
长半轴 a63781372m 扁率 f1298.257223563
椭球第一偏心率： e2=0.00669437999013 地球引力常数： GM=〔39860050.6〕108〔m3/s2〕
21
第二章 GPS卫星位置的计算
坐标系之间的转换关系讲解 Z
坐标系之间转换实质就是将
三维空间坐标系进行一定的角度
旋转，而得到的另一三维坐标系。
下面从一根底坐标系XYZ转换讲解：
Y i
首先令XYZ坐标系以Z轴为
根底旋转角度Ω ，得到如下图：
i
Y
X`Y`Z坐标系，用XYZ坐标中的 X
单位向量分别表示X`,Y`,Z:
Z` Z``
ω
x x c o s z ( s in )
Y`
y
y
推
出
z x s in z c o s
ω
x c o s 0 - s in x
y
0
1
0
y
X` X``
z s in 0 c o s z
23
第二章 GPS卫星位置的计算
二、站心赤道直角坐标系与站心地平直角坐标系
1、站心赤道直角坐标系
如右图，P1是测站，O是球心。以P1为原点建立与球心空间直角坐标系相应坐标轴平行

的坐标系叫做站心赤道直角坐标系。显然，站
心赤道直角坐标系与球心空间直角坐标系坐标
系间有简单的平移关系。其中大地经纬度(B,L)
和大地高(H)，

gps坐标转换经纬度及换算方法

GPS坐标转换经纬度及换算方法
1. 引言
全球定位系统（GPS）是一项用于确定地球上特定位置的技术。

它使用GPS接收器接收来自卫星的信号，通过计算和解析信号中的信息，可以确定接收器的精确位置。

GPS坐标是用于表示位置的一种常见形式，它由纬度和经度构成。

本文将介绍GPS坐标的转换和换算方法。

2. GPS坐标系统
GPS坐标系统是一种地理坐标系统，用于确定地球上任意位置的经度和纬度。

经度表示位置在东西方向上的偏移，纬度表示位置在南北方向上的偏移。

通常，经度的取值范围为-180度到+180度，纬度的取值范围为-90度到+90度。

GPS坐标通常由以下三个要素表示：
•纬度：表示位置在南北方向上的偏移。

在GPS坐标中，纬度的取值范围是-90度到+90度，北纬用正数表示，南纬用负数表示。

•经度：表示位置在东西方向上的偏移。

在GPS坐标中，经度的取值范围是-180度到+180度，东经用正数表示，西经用负数表示。

•海拔：表示位置相对于海平面的高度。

海拔通常以米为单位。

3. GPS坐标转换方法
3.1. 十进制度分秒（DMS）转换为十进制度（DD）
在GPS坐标中，经度和纬度可以用十进制度分秒 (DMS) 表示。

DMS表示法将度、分和秒作为每个坐标元素的单位，例如：40°41’52.7。

GPS卫星坐标计算

GPS卫星位置计算程序编制一、目的了解GPS广播星历的结构和内容，掌握利用广播星历计算卫星位置的算法。

二、内容利用广播星历计算卫星在指定观测历元的卫星位置。

三、资料准备一组广播星历参数。

四、实习过程选用熟悉的计算机程序设计语言或工具包，上机编制程序。

五、参考资料利用GPS广播星历计算卫星位置的算法。

GPS卫星的导航电文和卫星信号GPS卫星位置的计算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按一定的公式计算的。

本节专门讲解观测瞬间GPS卫星在地固坐标系中坐标的计算方法。

2卫星位置的计算2.1 计算卫星运行的平均角速度n根据开普勒第三定律，卫星运行的平均角速度n0可以用下式计算：式中μ为WGS-84坐标系中的地球引力常数，且μ=3.986005×1014m3/s2。

平均角速度n0加上卫星电文给出的摄动改正数Δn，便得到卫星运行的平均角速度nn=n0+Δn (4-12) 2.2 计算归化时间t k然后对观测时刻t归化到GPS时系t k=t-t oe(4-13)式中t k称作相对于参考时刻t oe的归化时间。

2.3 观测时刻卫星平近点角M k的计算M k=M0+n tk(4-14)式中M0是卫星电文给出的参考时刻toe的平近点角。

2.4 计算偏近点角E kE k=M k+esinE k(E k,M k以弧度计)（4-15）上述方程可用迭代法进行解算，即先令E k=M k,代入上式，求出E k再代入上式计算，因为GPS卫星轨道的偏心率e很小，因此收敛快，只需迭代计算两次便可求得偏近点角E k。

2.5 真近点角V k的计算由于:因此:2.6 升交距角Φk的计算ω为卫星电文给出的近地点角距。

2.7 摄动改正项δu,δr,δi的计算δu,δr,δi分别为升交距角u的摄动量，卫星矢径r的摄动量和轨道倾角i的摄动量。

gps坐标距离计算公式

gps坐标距离计算公式GPS坐标距离计算公式GPS坐标距离计算是指根据给定的两个GPS坐标点，计算出它们之间的直线距离。

在实际应用中，GPS坐标距离计算广泛应用于导航、地理信息系统等领域。

本文将介绍一种常用的GPS坐标距离计算公式，并讨论其应用和局限性。

1. GPS坐标系统简介全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）是一种基于卫星导航的定位系统。

GPS坐标系统采用经度（Longitude）和纬度（Latitude）来表示地球上的任意位置。

经度表示东西方向的位置，纬度表示南北方向的位置。

经度的取值范围为-180°到180°，纬度的取值范围为-90°到90°。

2. GPS坐标距离计算公式根据两个GPS坐标点的经纬度，可以使用球面三角学的知识计算它们之间的球面距离。

常用的计算公式是Haversine公式，它可以计算两个经纬度点之间的圆弧长度。

Haversine公式如下：d = 2 * R * arcsin(√sin²((lat₂-lat₁)/2) + cos(lat₁) * cos(lat₂) * sin²((lon₂-lon₁)/2))其中，d表示两个坐标点之间的距离，lat₁和lon₁表示第一个坐标点的纬度和经度，lat₂和lon₂表示第二个坐标点的纬度和经度，R表示地球的半径（一般取6371km）。

3. 应用示例假设有两个GPS坐标点A和B，A的经纬度分别为lat₁和lon₁，B 的经纬度分别为lat₂和lon₂。

可以根据Haversine公式计算出点A 和点B之间的距离。

这个距离可以用来判断两个位置之间的直线距离，从而进行导航、路径规划等应用。

4. 局限性和注意事项使用GPS坐标距离计算公式时需要注意以下几点：4.1 坐标系统选择：不同的坐标系统（如WGS84、GCJ-02等）采用不同的坐标转换算法，可能导致计算结果的误差。