(7)-3.2 無攝運(yùn)動(dòng)下衛(wèi)星坐標(biāo)計(jì)算

3.1衛(wèi)星的無攝運(yùn)動(dòng)3.2衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)3.3GPS衛(wèi)星星歷3.4GPS衛(wèi)星的坐標(biāo)計(jì)算3.5載波與測(cè)距碼3.6導(dǎo)航電文3.7衛(wèi)星信號(hào)的調(diào)制第3章GPS衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)和衛(wèi)星星歷、信號(hào)1.衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)：開普勒定律2.無攝運(yùn)動(dòng)下衛(wèi)星坐標(biāo)計(jì)算3.廣播星歷下衛(wèi)星坐標(biāo)計(jì)算4.精密星歷的插值方法5.GPS衛(wèi)星信號(hào)分類無攝運(yùn)動(dòng)下衛(wèi)星坐標(biāo)計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)1.真近點(diǎn)角的計(jì)算2.軌道平面坐標(biāo)系下的衛(wèi)星位置3.轉(zhuǎn)換到天球坐標(biāo)系4.轉(zhuǎn)換到地球坐標(biāo)系§3.2.1真近點(diǎn)角fs的計(jì)算

在描述衛(wèi)星無攝運(yùn)動(dòng)的6個(gè)開普勒軌道參數(shù)中，只有真近點(diǎn)角是時(shí)間的函數(shù)，其余均為常數(shù)。衛(wèi)星瞬間位置的計(jì)算，關(guān)鍵在于計(jì)算真近點(diǎn)角。asbsasrm

fsEsases近地點(diǎn)mm’為了計(jì)算真近點(diǎn)角，引入兩個(gè)輔助參數(shù)

Es—偏近點(diǎn)角和Ms—平近點(diǎn)角。

Ms—是一個(gè)假設(shè)量，當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的平均角速度為n，則

Ms=n(t-t0)，t0為衛(wèi)星過近地點(diǎn)的時(shí)刻，t為觀測(cè)衛(wèi)星時(shí)刻。平近點(diǎn)角與偏近點(diǎn)角間存在如下關(guān)系：Es=Ms+essinEs由此可得真近點(diǎn)角§3.2.1真近點(diǎn)角fs的計(jì)算asbsasrm

fsEsases近地點(diǎn)mm'§3.2.1真近點(diǎn)角fs的計(jì)算計(jì)算平近點(diǎn)角Msasbsasrm

fsEsases近地點(diǎn)mm'計(jì)算偏近點(diǎn)角Es開普勒方程迭代法微分迭代法直接解算法Es=Ms+essinEs計(jì)算真近點(diǎn)角fs無攝運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星的瞬時(shí)位置§3.2.2在軌道直角坐標(biāo)系中衛(wèi)星位置

取直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)與地球質(zhì)心相重合，

s軸指向近地點(diǎn)、s軸垂直于軌道平面向上,s軸在軌道平面上垂直于s軸構(gòu)成右手系，則衛(wèi)星在任意時(shí)刻的坐標(biāo)為

s

srfs目的:軌道平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)是過渡性的坐標(biāo)系統(tǒng)

yxz軌道春分點(diǎn)升交點(diǎn)近地點(diǎn)衛(wèi)星地心赤道i

sfssss§3.2.3軌道直角坐標(biāo)系->天球坐標(biāo)系在軌道平面直角坐標(biāo)系中只確定了衛(wèi)星在軌道平面上的位置，而軌道平面與地球體的相對(duì)定向尚需由軌道參數(shù)、i和s確定。天球坐標(biāo)系（x,y,z）與軌道坐標(biāo)系(s,s,s)具有相同的原點(diǎn)，差別在于坐標(biāo)系的定向不同，為此需將軌道坐標(biāo)系作如下旋轉(zhuǎn)：繞s軸順轉(zhuǎn)角度s使s軸的指向由近地點(diǎn)改為升交點(diǎn)。繞s軸順轉(zhuǎn)角度i，使s軸與z軸重合。繞s軸順轉(zhuǎn)角度，使x軸與s軸重合。yxz軌道春分點(diǎn)升交點(diǎn)近地點(diǎn)衛(wèi)星地心赤道i

sfssss§3.2.3軌道直角坐標(biāo)系->天球坐標(biāo)系在軌道平面直角坐標(biāo)系中只確定了衛(wèi)星在軌道平面上的位置，而軌道平面與地球體的相對(duì)定向尚需由軌道參數(shù)、i和s確定。天球坐標(biāo)系（x,y,z）與軌道坐標(biāo)系(s,s,s)具有相同的原點(diǎn)，差別在于坐標(biāo)系的定向不同，為此需將軌道坐標(biāo)系作如下旋轉(zhuǎn)：

繞s軸順轉(zhuǎn)角度s使s軸的指向由近地點(diǎn)改為升交點(diǎn)。繞s軸順轉(zhuǎn)角度i，使s軸與z軸重合。繞s軸順轉(zhuǎn)角度，使x軸與s軸重合。yxz軌道春分點(diǎn)升交點(diǎn)近地點(diǎn)衛(wèi)星地心赤道i

sfssss§3.2.3軌道直角坐標(biāo)系->天球坐標(biāo)系在軌道平面直角坐標(biāo)系中只確定了衛(wèi)星在軌道平面上的位置，而軌道平面與地球體的相對(duì)定向尚需由軌道參數(shù)、i和s確定。天球坐標(biāo)系（x,y,z）與軌道坐標(biāo)系(s,s,s)具有相同的原點(diǎn)，差別在于坐標(biāo)系的定向不同，為此需將軌道坐標(biāo)系作如下旋轉(zhuǎn)：

繞s軸順轉(zhuǎn)角度s使s軸的指向由近地點(diǎn)改為升交點(diǎn)。

繞s軸順轉(zhuǎn)角度i，使s軸與z軸重合。繞s軸順轉(zhuǎn)角度，使x軸與s軸重合。yxz軌道春分點(diǎn)升交點(diǎn)近地點(diǎn)衛(wèi)星地心赤道i

sfssss§3.2.3軌道直角坐標(biāo)系->天球坐標(biāo)系在軌道平面直角坐標(biāo)系中只確定了衛(wèi)星在軌道平面上的位置，而軌道平面與地球體的相對(duì)定向尚需由軌道參數(shù)、i和s確定。天球坐標(biāo)系（x,y,z）與軌道坐標(biāo)系(s,s,s)具有相同的原點(diǎn)，差別在于坐標(biāo)系的定向不同，為此需將軌道坐標(biāo)系作如下旋轉(zhuǎn)：

繞s軸順轉(zhuǎn)角度s使s軸的指向由近地點(diǎn)改為升交點(diǎn)。

繞s軸順轉(zhuǎn)角度i，使s軸與z軸重合。

繞s軸順轉(zhuǎn)角度，使x軸與s軸重合。用旋轉(zhuǎn)矩陣表示如下由于瞬時(shí)地球空間直角坐標(biāo)系與瞬時(shí)天球空間直角坐標(biāo)系的差別在于x軸的指向不同，若取其間的夾角為春分點(diǎn)的格林尼治恒星時(shí)GAST，則在地球坐標(biāo)系中衛(wèi)星的瞬時(shí)坐標(biāo)（X，Y，Z）與天球坐標(biāo)系中的瞬時(shí)坐標(biāo)（x，y，z）存在如下關(guān)系：§3.2.4天球坐標(biāo)系->地球坐標(biāo)系進(jìn)一步考慮極移無攝運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星的瞬時(shí)位置

軌