第三章卫星运动的基础知识与精选文档.ppt

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1、第三章 卫星运动的基础知识与本讲稿第一页，共十三页1、卫星运动的开普勒定律、卫星运动的开普勒定律第一定律：卫星轨道是椭圆，一个焦点是地心。第二定律：卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积相等。第三定律：卫星运行的周期平方与轨道长半径立方成比例。本讲稿第二页，共十三页扫过的面积相等本讲稿第三页，共十三页2、无摄运动的轨道参数、无摄运动的轨道参数轨道形状与大小：轨道长半径轨道长半径as；扁心率扁心率es；轨道椭圆在轨道平面上的定向：近地点角距近地点角距；卫星在轨道平面上的位置：真近点角真近点角V（变量）；轨道平面与地球体之间的相对定向：升交点赤经升交点赤经；轨道面倾角轨道面倾角i。辅助参数平近点角平

2、近点角M和偏近点角偏近点角E。M=n(t-t0)t0为卫星过近地点时刻。参数说明 近地点角距近地点与升交点的地心夹角。真近点角卫星与近地点的地心夹角。升交点赤经升交点与春分点的地心夹角。轨道面倾角卫星轨道面与天球赤道面的夹角。升交距角卫星与升交点的地心夹角，即真近点角与近地点角距之和。本讲稿第四页，共十三页开普勒六参数偏近点角偏近点角偏近点角偏近点角E E本讲稿第五页，共十三页3、偏近点角与真近点角的计算偏近点角：E=M+e.sinE真近点角：本讲稿第六页，共十三页4、无摄卫星位置计算 在轨道直角坐标系中的位置：卫星在天球坐标系和地球坐标系中的位置通过坐标系的转换求得。但在转换前需加摄动改正。

3、本讲稿第七页，共十三页二、卫星的受摄运动二、卫星的受摄运动 受摄运动的卫星位置是在无摄位置的基础上加相应的改正数求得。1、地球赤道隆起的影响 1）引起升交点赤经变化，变率；2）引起近地点角距变化，变率；3）引起平近点角M变化，变率M或n或n；2、其它影响。引起切向、法向、径向偏移。增加6个参数Cus，Cuc，Cis，Cic，Crs，Crc。本讲稿第八页，共十三页第二节第二节 GPS卫星星历卫星星历 卫星星历是描述卫星运行轨道的参数描述卫星运行轨道的参数，分预报星预报星历历和后处理星历后处理星历。1、预报星历 由卫星向用户播发。可用于实时定位。分C/A码星历和P码星历。内容：内容：分三部分，开普

4、勒六参数、轨道摄动九参数、时间二参数。预报星历的内容：预报星历的内容：预报星历的内容：预报星历的内容：1 1）开普勒六参数）开普勒六参数 e,i e,i0 0,s,s,0 0,M,M0 0 0 0星期日子夜零时的格林威治子午面与参考时刻星期日子夜零时的格林威治子午面与参考时刻t toeoe时的升交点所在子时的升交点所在子午面之间的夹角。午面之间的夹角。本讲稿第九页，共十三页2)轨道摄动九参数轨道摄动九参数 3）时间二参数 toe星期日子夜零时起算的星历参考时刻。取值范围：0604800s。AODE数据龄期，即用于推算星历的监测站观测数据的最后观测时刻tL到toe的时间间隔，AODE=toe-t

5、L。注：不属于星历的其它信息表2.3前3行，后5行，与星历同属导航电文。1）卫星钟差改正参数：ts=a0+a1(t-toC)+a2(t-toC)2 toC星钟参考时刻。2）GPD星期数，取值范围01024，1980.1.61999.8.22，1999.8.222019.4.6本讲稿第十页，共十三页2、后处理星历、后处理星历 国际组织、国家、城市、仪器制造商等由自已的跟踪站观测数据推算，由网络、手机、电视、光盘、磁带等介质以免费或收费的方式向用户提供。一般不能实时定位。利用精密星历及其它手段进行精密单点定位，精度可达0.1m。本讲稿第十一页，共十三页第三节 GPS卫星坐标计算本讲稿第十二页，共十三页5、观测历元的升交距角、向径及轨道倾角、观测历元的升交距角、向径及轨道倾角本讲稿第十三页，共十三页