C语言计算GPS卫星位置

C

语

言

计

算GPS

卫

星

位

置1概在用GPS信号行导航定位以及制订观测计划时，都必须已知GPS卫星在空间的瞬间位置。卫星位置的计算是根据卫星电文所提供的轨道参数按一定的公式计算的。本节专门讲解观测瞬间GPS卫在地固坐标系中坐标的计算方法。2卫位的算1.计算卫运的均速n根据开普勒第三定律，卫星运行的平均角速度可以下式计算：n

M

/

(a)

式中μ为WGS-84标系中的地球引力常数，且μ=3.986005×10m/s。平角速度n加上星电文给出的摄动改正Δn，得到卫星运行的平均角速度+n0

(4-12)2.计算归时

t

k首先对观测时刻t′作卫星钟差改正t=t′Δta(t)(t')01oc2oc

然后对观测时刻t归化到GPS时tk

oc

(4-13)式中t作相对于参考时刻的化时间（读者注意：≠toekoe3.观测时卫平点M的计kMk0

tk

(4-14)式中M是星电文给出的参考时toe平近点角。4.计算偏点EkE+esinEkkkkk

以弧度)（4-15）上述方程可用迭代法进行解算，即先令E=M,入上式，求出再入上式计算，因为GPS卫星轨道的偏心率e很，因此收敛快，只需迭代计算两次便可求得偏近点角E。5.真近点V的计k由于:V1V1(cosarctg(1)Ecos(cos(1)kkkk

因此:

6．升距Φ的算k

k

V

k

(4ω为星电文给出的近地点角距。7.摄动改项δδr,δi的算

CCuskrC)Crrcrsri)ick

)))

(4δu,r,δi分为升交距角u的动量，卫星矢径r的摄动量和轨道倾角的摄动量。8.计算经摄改的交角、卫矢r和轨倾kk

i

kkr)rii9.计算卫在道面标的标

(421)卫星在轨道平面直角坐标系（X指向升交点）中的坐标为ukksinuk

22)10.观测时刻升点度Ω的计算k升交点经度Ω等观测时刻升交点赤Ω（分点和升交点之间的角距）与格林泥治视恒星时GAST（分点和格林尼治起始子午线之间的角距）之差，Ω=Ω-GAST（4-23）又因为

oe

tk

(4-24)其中

Ω

oe

为参与时刻t的交点的赤经oe

是升交点赤经的变化率，卫星电文每小时更新一Ω

t

oeXY1此外，卫星电文中提供了一周的开始时刻的格林尼治视恒星时GAST。由地球自转作用，不增加，所以GAST=GAST+ωt（4-25）式中ω=7.29211567×10-5rad/s为球自转的速率t观测时刻。由式（4-24）和（:GASToe由（4-13），:

(4-26)

)tek

te

oe

(4-27)其中

0w

，

o

、、

t

的值可从卫星电文中获取。11.计算卫星在心定标中直坐把卫星在轨道平面直角坐标系中的坐标进行旋转变换，可得出卫星在地心固定坐标系中的三维坐标：

XY

coscosisinycosikiik

(4-28)12.卫星在协议球标中坐计考虑极移的影响，卫星在协议地球坐标系中的坐标为0XY0YYkCTSp利语言程序现

(429)uWE{fen;//卫星PRN号，年，月，日，时，分miao;//w,ADOE值，a0卫星差卫移a2卫钟频移角Δn差e偏心率a1/2根度,,ω近,*率角速率项,Crc地心距项项参考历元/{yk=+t=***+-**24*+pt**+*+a=*=sqrt(WE/(a*a*a));//平均角速度n0n=+pt=t-=+*-pt+*-*-=-pt=+n*={pt*sin(ek);//利用角ek}=2*/-/2=+pt=+pt*+*=**-*+*+*=+**+*+*=*=*==+-*-*=*-yk**=*+yk**=*年%d月d号%%.2f秒%d号卫星的标:",,==}{=1;=fopen("E:\\\==NULL)//{文件}{=fopen("E:\\星历文件{文！");}{={=={i}=={}}{=={=}}}}以！读\=fopen("E:\\星历文件创建{文件}{{1:{%d