卫星在WGS-84中的坐标计算资料下载.pdf
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首先按卫星质点在地球质心引力作用下的运动方程(亦称二体问题的运动方程)计算轨道参数;
然后根据导航电文给出的轨道摄动参数,进行摄动修正,计算修正后的轨道参数;
继而计算卫星在轨道坐标系的坐标;
最后,仅考虑地球自转的影响,将轨道坐标转换为WGS84坐标。
计算步骤:
(1)计算卫星的平均角速度n首先按照下式计算0n330/()nGMaa根据已知参数可求出,式中=GM=398600581032/ms然后,根据电文给出的摄动改正数n,计算经摄动修正后的平均角速度nn=0n+n
(2)计算归化观测时间kt导航电文中给出的GPS卫星轨道参数是对应于参考时刻oet的,由于轨道参数不是实时下发的,电文信号下传到接收机也需要一定的时间。
因此,接收机于某时刻t观测卫星,需将观测时刻t归化为kt。
koettt式中kt称作以参考时刻oet为基准的归化观测时间。
(3)计算观测时刻的卫星平近点角kM0kkMMnt式中,0M为电文中给出的参考时刻oet的平近点角。
(4)计算观测时刻的偏近点角kE根据卫星电文中给出的偏心率e和步骤(3)计算得出的kM,用开普勒方程sinkkkEMeE进行迭代解算。
(5)计算真近点角kf根据“二体问题”公式2cos(cos)/(1cos)sin(1sin)/(1cos)kkkkKkfEeeEfeEeE则kf的计算公式为2arctan(1sin)/(cos)kKkfeEEe或直接采取下式计算kf12arctan(tan/2)1kkefEe(6)计算升交距角kkkf式中,为卫星电文给出的近地点角距。
(7)计算摄动改正项u、r、icos
(2)sin
(2)cos
(2)sin
(2)cos
(2)sin
(2)uuckuskrrckrckiickickCCCCCC(8)计算经摄动改正的升交距角ku,卫星矢径kr和轨道倾角ki。
0(1cos)kkukkrkikuraeEiiit(9)计算卫星在轨道坐标系的位置轨道坐标系的原点在地球质心,x轴指向升交点方向,z轴指向轨道平面的法线方向,y轴与x、z轴构成右手坐标系。
卫星在轨道坐标系下的位置为:
cossin0kkkkkkkxruyruz(10)计算卫星在WGS-84坐标系中的位置修正后的升交点经度为0()kekeoett式中,0为升交点在oet时的经度;
为赤经变化率;
e为地球自转角速度。
最后,将卫星在轨道坐标系的坐标(kx、ky、kz),转换为卫星在WGS84坐标系的坐标:
coscossinsincoscossinkkkkkkkkkkkkkkkXxyiYxyiZyi
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