【正文】 刻可見衛(wèi)星位置； 39 4 利用可見衛(wèi)星計算用戶位置，利用最小二乘法原理，計算用戶某一時刻的位置坐標。大學四年期間，在大一大二時孟老師作為我們班主任，她給以我無私的關(guān)懷，是她幫助我成長，讓我從一個無知的高中生脫變到具有獨立思考能力的大學生，并提供給我許多鍛煉自身能力的機會。設(shè)計一個子函數(shù)，命名為。 要計算衛(wèi)星的運動軌跡及位置，所需要的參數(shù)很多，衛(wèi)星在空間繞地球運動時，除了受到地球重力場的引力作用 外，還受到太陽、月亮和其他天體引力以及太陽光壓、大氣阻力和地球潮汐等因素影響。這點，可以根據(jù)程序當中的參數(shù) Error 的設(shè) 定而有所出入。對于我們在地球上面的一個用戶來說，一天當中的不同時刻看到的衛(wèi)星是不相同的。 end function drawsatellite(moveX,moveY,moveZ,color)。 tempz=0。紅色表示 X軸，綠色 Y軸，褐紅色 Z軸。 y0(:,1)=[]。 z1=unit*z。 x0=ones(1,1)。 x=temp*sin(j1)。 time=0。 index(1,:)=[1 2 3 4 1]。)。 case 5 plot3(x,y,z,39。g39。特別的，當這個角度剛剛為 90 度的時候，我們一般認為是收不到的。一顆衛(wèi)星信號能否被接收與下列因素是有 關(guān)系的 [7]： 1 地球是否影響了該 GPS 衛(wèi)星信號的傳播。由于有以下的關(guān)系成立： ascosEs=rcosfs+ases (49) 于是將上式帶入到 (41)中就得到： Cosfs=EsEse es scos1cos? ? (410) 或者得到以下常用的形式： Tan( 2fs )= )2tan(11 eseses?? (411) 衛(wèi)星瞬時位置的求解 對于任意的觀測時刻，根據(jù)衛(wèi)星的平均運行速度 n,根據(jù) 49， 410， 411，便可以唯一確定真近點角 fs。 圖 43 開普勒軌道 參數(shù) 當 這 6 個參數(shù)一旦確定后，衛(wèi)星在任意瞬時的相對于地球的空間位置及其速度，就被唯一的確定了！ 真近點角的概念及其求解 在描述衛(wèi)星無攝運動的 6 個參 數(shù)當中，只有 fs 是關(guān)于時間的函數(shù)，其他的都是一般的參數(shù)。在近地點其位能最小，而在遠地點其位能最大。 這一個定律表明了，在中心引力的作用下，衛(wèi)星繞地球軌道運行的軌道面，是一個通過地球質(zhì)心的精致平面。通常把作用到衛(wèi)星上的力按其影響的大小分成兩部分：一類是中心力；一類是攝動力，也稱為非中心力。世界時受地球速度長期性漸慢的影響，逐漸比原子時慢，為避免兩都之間誤差的擴大，自 1972 年起，國際上開始采用一種以原子時秒子為基礎(chǔ)，在時刻上盡量接近于世界時的一種折衷的時間系統(tǒng)，稱為協(xié)調(diào)世界時 (eoordinateuniversalTime， uTe)。原子時的起點是定在 1958 年 1 月 1 日 0 時 0 分 0 秒 (UT2)，但 16 與之又有微小誤差，關(guān)系為 : (38) 原子時具有很高的穩(wěn)定性和復(fù)現(xiàn)性，是現(xiàn)時段最為理想的時間系統(tǒng)。與恒星時一樣，平太陽時也具有地方性，常稱地方平太陽時。 選定春分點 (地球赤道平面與其繞太陽公轉(zhuǎn)軌道的一個交點 )作為參考點，由 該點的周日視運動所確定的時間，即為恒星時 (siderealTime， sT)。前者 指向的是真春分點，而后者指向的是格林威治起始子午面與地球瞬時真赤道的交點。 Z 軸：指向 CIO。 章動指的是真北天極繞平北天極做得橢圓型運動。 1：天軸和天極：天軸是指地球自轉(zhuǎn)的延伸直線，天軸和地球表面的交點叫做天極 P,與地球北極相對應(yīng)的是北天極 Pn,與地球南極相對應(yīng)的是南天極 并不是固定的，有歲差和章動的影響，這個時候叫做真天極，而無歲差和章動影像的天極叫做平天極。接收機產(chǎn)生的本地載波相位為 )(tb? ，根據(jù)（ 210）得到：在 Tb 時刻，載波相位的觀測值為 )()( tt ajb ?? ??? (213) ，考慮到衛(wèi)星與接收機和系統(tǒng)時間的差值， Ta=ta+?ta,Tb=tb+?tb, 則有： )()( tTtT aajbb ???? ????? (214) 由于衛(wèi)星和接收機的頻率都比較穩(wěn)定，所以在一個小的時間間隔里面，我們可以近似的理解在時間 [t,t+? t]內(nèi)，有 tfttt ????? )()( ?? (215) （上式是考慮在頻率前提下，所以沒有在 f 前面乘以 2? ） ，因為衛(wèi)星到接收機有一個傳播的延遲，即 Tb=Ta+ ?? ,所以有： ??? ??? fTaTb )()( (216) 由 215 和 216 代入到 214 得到： tttTtT abaajbb fffff ??????? ????????? )()()()( (217) ，如果同時考慮到傳播延遲電離層和對流層的影響（ ?? ??21和） ，有 9 ?? = c ?? ??? 21 ?? ， ? 為衛(wèi)星到接收機的距離。 當在進行迭代的過程當中，如果所給定的用戶的初始值越接近用戶的實際值，則迭代的次數(shù)就越少。然而 ,由于用戶接受機使用的時鐘與衛(wèi)星星載時鐘不可能總 是同步 ,所以除了用戶的三維坐標 x、 y、 z 外 ,還要引進一個 Δt 即衛(wèi)星與接收機之間的時間差作為未知數(shù) ,然后用 4 個方程將這 4 個未知數(shù)解出來。 4 第二章 GPS 測量原理 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離 ,然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機的具體位置。 用 GPS 信號可以進行海、空和陸地的導(dǎo)航、導(dǎo)彈的制導(dǎo)、大地測量和工程測量的精密定位、時間的傳遞和速度的測量等。如要提供全球定位服務(wù) ， 則需要 24 顆衛(wèi)星 。這個系統(tǒng)向有適當接受設(shè)備的全球范圍用戶提供精確、 連續(xù)的三維位置和速度信息 ,并且還廣播一種形式的世界協(xié)調(diào)時 (U TC) 。 關(guān)鍵字： GPS 衛(wèi)星 無攝運動 偽距 matlab 仿真 ii The movement and location of GPS satellite on MATLAB Abstract： Global positioning system is a global, versatility, allweather advantage of navigation and positioning, timing and speed system, now there has many application in many fields. GPS satellite positioning is a plex system, which includes many parameters, such as time and space coordinates system. This design is based on the matlab simulation of satellite motion and location, because demand is not high, so to do the idealized satellite movement, and ignore the disturbed motion ( so call it nondisturbed motion ).Using the Kepler and leastsquare method for calculating the parameters of orbital motion, for the characteristics of motion to make a simple analysis, and use the matlab simulation to program achieve the orbital plane of satellite, the dynamic motion, the distribution of visible satellites and using visible satellites to calculate the users? home. Through the design have primary understanding for the GPS satellite, and understanding the static singlepoint, pseudorange and so on. Key words： GPS satellite nondisturbed motion pseudorange matlab simulation iii 目錄 第一章 前言 .................................................................................................................. 1 課題背景 ............................................................................................................ 1 本課題研究的意義和方法 ................................................................................ 2 GPS 前景 ............................................................................................................ 2 第二章 GPS 測量原理 ................................................................................................... 4 偽距測量的原理 ................................................................................................ 4 計算衛(wèi)星位置 ............................................................................................... 5 用戶位置的計算 ........................................................................................... 5 最小二乘法介紹 ........................................................................................... 5 載波相位測量原理 ............................................................................................ 6 第三章 GPS 的坐標、時間系統(tǒng) ................................................................................. 10 坐標系統(tǒng) .......................................................................................................... 10 天球坐標系 ................................................................................................. 10 地球坐標系 ................................................................................................. 12 時間系統(tǒng) .......................................................................................................... 13 世界時系統(tǒng)