GPS课程设计报告

1、GPS测量原理及应用课程设计报告题 目：GPS卫星位置计算器 专 业： 测绘工程 班 级： 2014级1班 学 号： 姓 名： 王伟栋 指导老师： 陶庭叶 目录 课程设计任务与目的 GPS卫星位置计算思路 程序源代码及说明 运算截图 总结体会 参考文献课程设计任务与目的：经过四周的GPS测量原理及应用学习，我已经对GPS卫星定位有了初步的了解，但是没有经过实践，对课本上的知识一知半解。经老师要求，在规定时间内编写一个可以通过读取卫星星历，并输入观测时刻和参考时刻，即可计算出卫星坐标的程序。本次课设通过设计GPS卫星坐标计算来巩固课本知识，熟练地运用到日常学习生活中。GPS卫星位置计算思路：1.

2、计算卫星运行的平均角速度n平均角速度：n0=/(a)3n=n0+n2.计算规划时间tk对观测时刻作卫星钟差改正：t=t-tt=a0+a1(t-toc)+a2(t-toc)2tk=t-toe3.观测时刻卫星平近点角Mk的计算Mk=M0+ntk4.计算偏近点角EkEk=Mk+esinEk 此处利用迭代法计算Ek5.真近点角Vk的计算Vk=arctan(1-e2sinEk)/(cosEk-e)6.升交距角k的计算k=Vk+7.摄动改正项u,r,i 的计算u=Cuccos(2k)+Cussin(2k)r=Crccos(2k)+Crssin(2k)i=Ciccos(2k)+Cissin(2k)8.计算经

3、过摄动改正的升交距角uk，卫星矢径rk和轨道倾角ikuk=k+u rk=a(1-ecosEk)+r ik=i0+i+Itk9.计算卫星在轨道平面坐标系的坐标xk=rkcosuk yk=rksinuk10.观测时刻升交点经度k的计算k=0+(-e)tk-etoe11.计算卫星在地心固定坐标系中的直角坐标Xk=xkcosk-ykcosiksinkYk=xksink+ykcosikcoskZk=yksinik程序源代码及说明：/ GPS卫星位置计算Dlg.cpp : 实现文件/#include stdafx.h#include GPS卫星位置计算.h#include GPS卫星位置计算Dlg.h#i

4、nclude afxdialogex.h#ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#endif/ 用于应用程序“关于”菜单项的 CAboutDlg 对话框class CAboutDlg : public CDialogExpublic:CAboutDlg();/ 对话框数据enum IDD = IDD_ABOUTBOX ;protected:virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); / DDX/DDV 支持/ 实现protected:DECLARE_MESSAGE_MAP();CAboutDlg:CAboutDl

5、g() : CDialogEx(CAboutDlg:IDD)void CAboutDlg:DoDataExchange(CDataExchange* pDX)CDialogEx:DoDataExchange(pDX);BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialogEx)END_MESSAGE_MAP()/ CGPS卫星位置计算Dlg 对话框CGPS卫星位置计算Dlg:CGPS卫星位置计算Dlg(CWnd* pParent /*=NULL*/): CDialogEx(CGPS卫星位置计算Dlg:IDD, pParent), datalist(_T(), t(0), re

6、sultlist(_T(), toc(0), t1(0), t2(0)m_hIcon = AfxGetApp()-LoadIcon(IDR_MAINFRAME);void CGPS卫星位置计算Dlg:DoDataExchange(CDataExchange* pDX)CDialogEx:DoDataExchange(pDX);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT1, datalist);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT2, t);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT3, resultlist);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT6, toc);DDX_Te

7、xt(pDX, IDC_EDIT4, t1);DDX_Text(pDX, IDC_EDIT5, t2);BEGIN_MESSAGE_MAP(CGPS卫星位置计算Dlg, CDialogEx)ON_WM_SYSCOMMAND()ON_WM_PAINT()ON_WM_QUERYDRAGICON()ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON1, &CGPS卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton1)ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON2, &CGPS卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton2)ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON3, &CGP

8、S卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton3)ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON4, &CGPS卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton4)ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON5, &CGPS卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton5)END_MESSAGE_MAP()/ CGPS卫星位置计算Dlg 消息处理程序BOOL CGPS卫星位置计算Dlg:OnInitDialog()CDialogEx:OnInitDialog();/ 将“关于.”菜单项添加到系统菜单中。/ IDM_ABOUTBOX 必须在系统命令范围内。ASSER

9、T(IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) = IDM_ABOUTBOX);ASSERT(IDM_ABOUTBOX AppendMenu(MF_SEPARATOR);pSysMenu-AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX, strAboutMenu);/ 设置此对话框的图标。 当应用程序主窗口不是对话框时，框架将自动/ 执行此操作SetIcon(m_hIcon, TRUE);/ 设置大图标SetIcon(m_hIcon, FALSE);/ 设置小图标/ TODO: 在此添加额外的初始化代码return TRUE; / 除非将焦点设置到控件，否则返回 TRU

10、Evoid CGPS卫星位置计算Dlg:OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam)if (nID & 0xFFF0) = IDM_ABOUTBOX)CAboutDlg dlgAbout;dlgAbout.DoModal();elseCDialogEx:OnSysCommand(nID, lParam);/ 如果向对话框添加最小化按钮，则需要下面的代码/ 来绘制该图标。 对于使用文档/视图模型的 MFC 应用程序，/ 这将由框架自动完成。void CGPS卫星位置计算Dlg:OnPaint()if (IsIconic()CPaintDC dc(this); / 用

11、于绘制的设备上下文SendMessage(WM_ICONERASEBKGND, reinterpret_cast(dc.GetSafeHdc(), 0);/ 使图标在工作区矩形中居中int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);CRect rect;GetClientRect(&rect);int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;/ 绘制图标dc.DrawI

12、con(x, y, m_hIcon);elseCDialogEx:OnPaint();/当用户拖动最小化窗口时系统调用此函数取得光标/显示。HCURSOR CGPS卫星位置计算Dlg:OnQueryDragIcon()return static_cast(m_hIcon);void CGPS卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton1()/ TODO: 在此添加控件通知处理程序代码/打开选定文件CFileDialog dlgFile(TRUE, _T(txt), NULL, OFN_EXPLORER, _T(文本文件)|*.dat);if (dlgFile.DoModal() =

13、IDCANCEL)return;CString strFileName = dlgFile.GetPathName();CStdioFile sf;if (!sf.Open(strFileName, CFile:modeRead)return;CString strLine;sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);toe = _ttol(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);sqrta = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.R

14、eadString(strLine); sf.ReadString(strLine);e = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine); sf.ReadString(strLine);i0 = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);w = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);moic0 = _wtof(strLine.GetBu

15、ffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);M0 = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine); sf.ReadString(strLine);dern = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine); sf.ReadString(strLine);moic = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine); sf.ReadString(strLine);I = _wtof

16、(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine); sf.ReadString(strLine);Cus = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);Cuc = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);Cis = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine); sf.ReadString(strLin

17、e);Cic = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);Crs = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine); sf.ReadString(strLine);Crc = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);a0 = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadS

18、tring(strLine);a1 = _wtof(strLine.GetBuffer();sf.ReadString(strLine);sf.ReadString(strLine);a2 = _wtof(strLine.GetBuffer();datalist.Format(_T(toe=%5.20f rnsqrta=%5.20f rne=%5.20f rni0=%5.20f rnw=%5.20f rnmoic0=%5.20f rnM0=%5.20f rndern=%5.20f rnmoic=%5.20f rnI=%5.20f rnCus=%5.20f rnCuc=%5.20f rnCis=

19、%5.20f rnCic=%5.20f rnCrs=%5.20f rnCrc=%5.20f rna0=%5.20f rna1=%5.20f rna2=%5.20f),toe, sqrta, e, i0, w, moic0, M0, dern, moic, I, Cus, Cuc, Cis, Cic, Crs, Crc,a0,a1,a2);UpdateData(false); void CGPS卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton2()UpdateData(true);/计算卫星运行的平均角速度ndouble miU = 3.e14;double n0 = sqrt(miU)

20、/ pow(sqrta, 3);double n = n0 + dern;/计算归化时间tkdouble T,dn,t0;t0 = t * 3600 + t1 * 60 + t2;dn = a0 + a1*(t0- toc) + a2*(t0 - toc)*(t0 - toc);T=t0-dn;double tk = T - toe;/观测时刻卫星平近点角Mk的计算double Mk = M0 + n*tk;/计算偏近点角Ekdouble Ek = Mk;double Ek2;doEk2 = Ek;Ek = Mk + e*sin(Ek); while (fabs(Ek2-Ek)1e-9);/真

21、近点角Vk的计算double Vk;Vk = atan(sqrt(1 - e*e)*sin(Ek) / (cos(Ek) - e);/升交距角Fkdouble Fk = Vk + w;/摄动改正项Qu,Qr,Qi的计算double Qu, Qr, Qi;Qu = Cuc*cos(2 * Fk) + Cus*sin(2 * Fk);Qr = Crc*cos(2 * Fk) + Crs*sin(2 * Fk);Qi = Cic*cos(2 * Fk) + Cis*sin(2 * Fk);/计算经过摄动改正的升交距角uk、卫星矢径rk和轨道倾角ikdouble uk, rk, ik;uk = Fk+

22、Qu;rk = sqrta*sqrta*(1 - e*cos(Ek) + Qr;ik = i0 + Qi + I*tk;/计算卫星在轨道平面坐标系的坐标double xk, yk;xk = rk*cos(uk);yk = rk*sin(uk);/观测时刻升交点经度moick的计算double moick, we;we = 7.e-5;moick = moic0 + (moic - we)*tk - we*toe;/计算卫星在地心固定坐标系中的直角坐标double Xk, Yk, Zk;Xk = xk*cos(moick) - yk*cos(ik)*sin(moick);Yk = xk*sin(

23、moick) + yk*cos(ik)*cos(moick);Zk = yk*sin(ik);resultlist.Format(_T(Xk=%f rnYk=%f rnZk=%f), Xk, Yk, Zk);UpdateData(false);void CGPS卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton3()/ TODO: 在此添加控件通知处理程序代码/退出程序exit(0);void CGPS卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton4()/用于清除程序框内的数据CWnd *pWnd = GetWindow(GW_CHILD);TCHAR szBuf256;while (pWnd != NULL)GetClassName(pWnd-m_hWnd, szBuf, 256);if (_tcsicmp(szBuf, _T(Edit) = 0)pWnd-SetWindowText(_T();pWnd = pWnd-GetNextWindow();void CGPS卫星位置计算Dlg:OnBnClickedButton5()/ TODO: 在此添加控件通知处理程序代码/用于新建txt文件来保存卫星坐标数据。