GPS卫星坐标计算

卫星定位技术与方法--根据广播星历参数计算卫星坐标
作业报告
指导教师：熊永良
班级：测绘二班
学生姓名：段海东
学生学号： 2 0 0 8 0 7 8 3
作业日期： 2010 年 12月 08 日
目录
一. 已知数据................................ 错误!未定义书签。

二. 计算步骤............................... 错误!未定义书签。

1.平均角速度 (mean angular speed) ........ 错误!未定义书签。

2.规化时刻(normal time) .................. 错误!未定义书签。

3.平近点角(mean anomaly) ................. 错误!未定义书签。

4.偏近点角(eccentric anomaly) ............ 错误!未定义书签。

5.真近点角(true anomaly) ................. 错误!未定义书签。

6.升交距角(argument of ascending node) ... 错误!未定义书签。

7. 轨道向径（Orbital radius）............ 错误!未定义书签。

8. 扰动改正（Perturbed correction）...... 错误!未定义书签。

10.卫星在升交点轨道直角坐标系中的坐标.... 错误!未定义书签。

11. 升交点经度（Longitude of ascending node）错误!未定义书
签。

三. 源程序.................................. 错误!未定义书签。

四．程序运行结果........................... 错误!未定义书签。

七.作业体会................................. 错误!未定义书签。

根据广播星历参数计算卫星坐标
一. 已知数据：根据以下的广播星历参数计算UTC2004年1月30日8点0分00秒—20分00秒，每隔一分钟的PRN7的卫星坐标。

Compute the coordinate of PRN7 with interval of 1 minute.
Navigation data:
卫星导航文件格式：
二. 计算步骤：The steps for satellite coordinates 1.平均角速度 (mean angular speed)：
n 由广播星历获得, GM=+14
n
n n ∆+=030a
GM n =
2.规化时刻(normal time)：
t t t k -=
t0已知（由广播星历获得），t 为GPS 周秒
3.平近点角(mean anomaly)：
k
k t n M M ⋅+=0
M0已知（由广播星历获得）
4.偏近点角(eccentric anomaly)：
k
k k E e M E sin ⋅+=
迭代求解：初始值取E=M ，以弧度为单位
5.真近点角(true anomaly)：
e
E E e V k k
k --=cos sin 1arctan
2
6.升交距角(argument of ascending node)：
近地点角距(argument of perigee)
7. 轨道向径（Orbital radius ）：
)
cos 1(k k E e a r ⋅-⋅=
8. 扰动改正（Perturbed correction ）：
• 升交角距（Argument of ascending node ）
• 00u 2sin 2cos φφδuS uC C C +＝
• 轨道向径（Orbital radius ）
00r 2sin 2cos φφδrS rC C C +＝
• 轨道顷角（Orbital inclination ）
00i 2sin 2cos φφδiS iC C C +＝
ω
φ+=k 0V
0φ是升交角距 (the argument of ascending node) 9. 改正后升交角距、轨道向径、轨道倾角
改正后升交角距（Corrected argument of ascending nod ）
改正后的轨道向径（Corrected orbital radius)
改正后的轨道倾角（Corrected orbital inclination ）
10.卫星在升交点轨道直角坐标系中的坐标：如下图所示
11. 升交点经度（Longitude of ascending node ）：如下图所示
r
k k )cosE e 1(a r δ+⋅-⋅=u
0k u δφ+=k
i 0k t )IDOT (i i ++=δk
k k k k k sinu r y cosu r x ==
12. 在地固坐标系中的卫星位置（Expressed in spheric coordinate system ）
三. 源程序： using System; using ; using ; using ; using ;
s
/rad 102921151467.7t t )(5-e 0e k e 0t ⨯=--Ω+Ω=ωωωλe
k
k k k k k k k k k i y Z i y x Y i y x sin cos cos sin sin cos cos k k k k k =+=-=X λλλλ
using ;
using Test
{
public partial class Form1 : Form {
public Form1()
{
InitializeComponent();
"序号", 40);
"星历内容", 130);
"导航数据", 130);
= true; oString();
M[i] = (arrs[i]);
}
double t0e=;
double t;
double[] XK = new double[21]; double[] YK = new double[21]; double[] ZK = new double[21]; for (int l = 0; l < 21;l++ ) {
ukukukoString();
}
}
}
}
四．程序运行结果：
星历内容的读取、显示：
卫星坐标计算结果：
运行界面：
作业体会：此次作业，收获颇多。

起初由于自己的疏忽，在真近点角
的计算时忘了处理象限，导致做后的结果都差了一个负号，所以不管做什么都得认真、细心；想要做好一件事情，必须有百分百的投入，有足够的专注度；发现自己对GPS卫星定位技术与方法这方面知识越来越感兴趣，以后要多加学习。

由于教材上、老师的课件上都有明细的计算步骤，作业起来很方便，不容易出错，经过计算，发现程序运行出来的卫星坐标结果与教材上给的坐标有较大的差距，这个差距达到几十米，检查程序也没有发现问题，问了班上几个同学，他们也都说存在这样的问题，所以，恳请老师给予指点。