2-2卫星运动轨道及卫星位置计算new.

任务2-2卫星运动轨道及卫星位置计算负责单位：北京工业职业技术学院扬州环境资源职业技术学院联合全国22家院校与企业联合建设卫星轨道参数•思路–确定卫星轨道椭圆的形状、大小–确定卫星在其椭圆轨道上的位置–确定卫星轨道与地球的相对位置关系无摄卫星轨道的描述•开普勒轨道参数–as：轨道椭圆的长半径–es：轨道椭圆的偏心率–fs：真近点角–i：轨道面的倾角–Ω：升交点的赤经–ωs：近地点角距两个辅助参数•偏近点角–卫星S在其辅助圆上的相应点和轨道椭圆中心的连线与轨道椭圆极轴延长线之间的夹角，叫偏近点角。•平近点角–一个假设量。卫星从过近地点时刻t0开始，按平均角速度n运行到时刻t的弧长，叫平近点角。0sMntt偏近点角与平近点角的关系•最终关系sinssssEMeE010211sinsinsinsssssssssssnsssnEMEMeEEMeEEMeE真近点角的计算coscossssssaErfaecoscosssssafEer2coscos1cos1sinsin1cosssssssssssEefeEeEfeE1tantan212ssssfeEe无摄运动下卫星位置的计算•计算思路–以地心为原点，建立轨道直角坐标系；–计算卫星在轨道直角坐标系下的坐标；–然后将轨道直角坐标系作一系列旋转，求出卫星在天球坐标系下的坐标；–将天球坐标系转换至地球坐标系。无摄运动下卫星位置的计算轨道直角坐标系0cosssxrf0sinssyrf00zssuf000cossin0xruyruz轨道坐标系转换为天球坐标系•第一步：绕X’轴顺转角度i，以使Z’轴和Z轴重合•第二步：绕Z轴顺转角度Ω，以使X’轴和X轴重合03100xxyRRiyzz3cossin0sincos0001R11000cossin0sincosRiiiii天球坐标系转换至地球坐标系•起始子午面与过春分点的子午面的夹角实质为春分点的格林尼治恒星时GAST。将瞬时天球坐标系绕Z轴逆转角度GAST，即与瞬时地球坐标系重合。3GASTXxYRyZz3cosGASTsinGAST0GASTsinGASTcosGAST0001RGPS卫星星历•概述–卫星的星历，是描述卫星运行轨道的一组数据。利用GPS定位，就是根据已知的卫星轨道信息和用户的观测资料，通过数据处理来确定接收机的位置和速度。所以，精确的描述轨道的星历，是实现精确定位与导航的基础。•GPS卫星星历的分类–预报星历（广播星历）–后处理星历（精密星历）预报星历•预报星历，是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传递给用户的，用户接收机接收到这些信号，经过解码便可获得所需要的卫星星历，所以这种星历也叫做广播星历。•广播星历参数：共有16个，其中包括1个参考时刻，6个对应参考时刻的开普勒轨道根数和9个反映摄动力影响的参数。这些参数通过GPS卫星导航电文传递给用户。每两个小时更新一次；目前广播星历所给出卫星的点位中误差为5-7m。广播星历文件示例广播星历参数详解后处理星历•后处理星历，一些组织根据各自建立的卫星跟踪站所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似的方法而计算得到的卫星星历。它不是GPS卫星直接播发的，而是由第三者提供给用户的GPS星历。––––精密星历文件示例区别星历类型获取方法精度时间间隔卫星位置计算方法预报星历由导航电文实时地得到低2h用轨道参数来计算后处理星历事后由第三方提供高15min插值