GPS卫星的坐标计算

asbsMms近地点远地点fs近地点地心远地点精品文档---下载后可任意编辑在用 GPS 信号进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导航电文所提供的轨道参数按一定的公式计算的。卫星运动的轨道参数基本概念卫星受的作用力主要有：地球对卫星的引力，太阳、月亮对卫星的引力，大气阻力，大气光压，地球潮汐力等。中心力：假设地球为匀质球体的引力（质量集中于球体的中心），即地球的中心引力，它决定卫星运动的基本规律和特征，决定卫星轨道，是分析卫星实际轨道的基础。此种理想状态时卫星的运动称为无摄运动，卫星的轨道称为无摄轨道。摄动力：也称非中心力，包括地球非球形对称的作用力、日月引力、大气阻力、大气光压、地球潮汐力等。摄动力使卫星运动产生一些小的附加变化而偏离理想轨道，同时这种偏离量的大小随时间而改变。此种状态时卫星的运动称为受摄运动，卫星的轨道称为受摄轨道。虽然作用在卫星上的力很多，但这些力的大小却相差很悬殊。假如将地球引力当作 1 的话，其它作用力均小于 10-5。讨论两个质点在万有引力作用下的运动规律问题称为二体问题。3．卫星轨道和卫星轨道参数卫星在空间运行的轨迹称为卫星轨道。描述卫星轨道状态和位置的参数称为轨道参数。卫星运动的开普勒定律（1）开普勒第一定律卫星运行的轨道为一椭圆，该椭圆的一个焦点与地球质心重合。此定律阐明了卫星运行轨道的基本形态及其与地心的关系。由万有引力定律可得卫星绕地球质心运动的轨道方程。r 为卫星的地心距离，as 为开普勒椭圆的长半径，es 为开普勒椭圆的偏心率；fs 为真近点角，它描述了任意时刻卫星在轨道上相对近地点的位置，是时间的函数。（2）开普勒第二定律卫星的地心向径在单位时间内所扫过的面积相等。表明卫星在椭圆轨道上的运行速度是不断变化的，在近地点处速度最大，在远地点处速度最小。（3）开普勒第三定律卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量，等于 GM 的倒数。假设卫星运动的平均角速度为 n，则 n=2p/Ts，可得当开普勒椭圆的长半径确定后，卫星运行的平均角速度也随之确定，且保持不变。3.1.3 卫星运动的轨道参数由开普勒定律可知，卫星运动的轨道，是通过地心平面上的一个椭圆，且椭圆的一个焦点与地心相重合。而确定椭圆的形状和大小至少需要两个参数，即椭圆的长半径 as及其偏心率 es(或椭圆的短半径 bs)。另外，为确定任意时刻卫星在轨道...