第四章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)及gps衛(wèi)星的坐標(biāo)計(jì)算-預(yù)覽頁
【正文】 多。由于利用 GPS進(jìn)行導(dǎo)航和測(cè)量時(shí)，衛(wèi)星作為位置已知的高空觀測(cè)目標(biāo)，在進(jìn)行絕對(duì)定位時(shí)，衛(wèi)星軌道誤差將直接影響用戶接收機(jī)位置的精度；而在相對(duì)定位時(shí)，盡管衛(wèi)星軌道誤差的影響將會(huì)減弱，但當(dāng)基線較長(zhǎng)或精度要求較高時(shí)，軌道誤差影響不可忽略。 概述 GPS定位中的意義 衛(wèi)星在空間運(yùn)行的軌跡稱為 軌道 ，描述衛(wèi)星軌道位置和狀態(tài)的參數(shù)稱為 軌道參數(shù) 。衛(wèi)星實(shí)際運(yùn)行軌道十分復(fù)雜，難以用簡(jiǎn)單而精確的數(shù)學(xué)模型加以描述。 另一類是攝動(dòng)力或非中心力 ，包括地球非球形對(duì)稱的作用力、日月引力、大氣阻力、光輻射壓力以及地球潮汐力等。 衛(wèi)星發(fā)射升至預(yù)定高度后，開始繞地球運(yùn)行。衛(wèi)星在上述地球引力場(chǎng)中的無攝運(yùn)動(dòng)，也稱開普勒運(yùn)動(dòng)，其規(guī)律可通過開普勒定律來描述。 r為衛(wèi)星的地心距離， as為開普勒橢圓的長(zhǎng)半徑， es為開普勒橢圓的偏心率；fs為真近點(diǎn)角，它描述了任意時(shí)刻衛(wèi)星在軌道上相對(duì)近地點(diǎn)的位置，是時(shí)間的函數(shù)。 假設(shè)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的平均角速度為 n，則 n=2?/Ts，可得 當(dāng)開普勒橢圓的長(zhǎng)半徑確定后，衛(wèi)星運(yùn)行的平均角速度也隨之確定，且保持不變。 衛(wèi)星的無攝運(yùn)動(dòng)一般可通過一組適宜的參數(shù)來描述，但這組參數(shù)的選擇并不唯一，其中應(yīng)用最廣泛的一組參數(shù)稱為 開普勒軌道參數(shù)或開普勒軌道根數(shù) 。這兩個(gè)參數(shù)唯一地確定了衛(wèi)星軌道平面與地球體之間的相對(duì)定向。 由上述 6個(gè)參數(shù)所構(gòu)成的坐標(biāo)系統(tǒng)稱為軌道坐標(biāo)系 ，廣泛用于描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)。 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。 ?繞 ?s軸順轉(zhuǎn)角度 i，使 ?s軸與 z軸重合。 GPS衛(wèi)星星歷 衛(wèi)星星歷是描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道的信息，是一組對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻的軌道根數(shù)及其變率。參考星歷只代表衛(wèi)星在參考?xì)v元的瞬時(shí)軌道參數(shù)（或密切軌道參數(shù)）。 如果觀測(cè)歷元與所選參考?xì)v元間的時(shí)間差很大，為了保障外推軌道參數(shù)具有必要的精度，就必須采用更嚴(yán)密的攝動(dòng)力模型和考慮更多的攝動(dòng)因素，由此帶來了建立更嚴(yán)格攝動(dòng)力模型的困難，因而可能降低預(yù)報(bào)軌道參數(shù)的精度。 如果將計(jì)算參考星歷的參考?xì)v元 toe選在兩次更新星歷的中央時(shí)刻，則外推時(shí)間間隔最大不會(huì)超過 ，從而可以在采用同樣攝動(dòng)力模型的情況下，有效地保持外推軌道參數(shù)的精度。 導(dǎo)航電文中的星歷參數(shù) t0e—— 參考?xì)v元 M0—— 參考時(shí)刻的平近點(diǎn)角 es—— 軌道偏心率 as1/2—— 軌道長(zhǎng)半徑的平方根 ?0—— 參考時(shí)刻的升交點(diǎn)赤經(jīng) i0—— 參考時(shí)刻的軌道傾角 ?s—— 近地點(diǎn)角距 —— 升交點(diǎn)赤經(jīng)變化率 —— 軌道傾角變化率 ?n—— 由精密星歷計(jì)算得到的衛(wèi)星平均角速度與按給定參數(shù)計(jì)算所得的平均角速度之差。 后處理星歷 是一些國(guó)家的某些部門根據(jù)各自建立的跟蹤站所獲得的精密觀測(cè)資料，應(yīng)用與確定預(yù)報(bào)星歷相似的方法，計(jì)算的衛(wèi)星星歷。 建立和維持一個(gè)獨(dú)立的跟蹤系統(tǒng)來精密測(cè)定 GPS衛(wèi)星的軌道，技術(shù)復(fù)雜，投資大，因此，利用 GPS預(yù)報(bào)星歷進(jìn)行精密定位工作仍是目前一個(gè)重要的研究和開
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