【正文】 be,2)。 tempx=0。 tempy=0。 tempz=6400。 cube=100。 boxplot3(tempx,tempy,tempz,cube,cube,cube,4)。 endfunction drawsatellite(moveX,moveY,moveZ,color)。Length=500。Width=500。Height=500。boxplot3(moveX,moveY,moveZ,Length,Width,Height,color)。boxplot3(moveX,moveY,moveZ,Length,Width*5,Height/10,color)。 它的作用就是畫(huà)出一個(gè)在上述地球坐標(biāo)圖當(dāng)中的衛(wèi)星。仿真程序一：繪制衛(wèi)星的軌道平面程序見(jiàn)附錄：圖 52 衛(wèi)星軌道平面仿真圖仿真程序二：?jiǎn)晤w衛(wèi)星不同時(shí)刻的動(dòng)態(tài)仿真程序見(jiàn)附錄：地球 質(zhì)心圖 53 單顆衛(wèi)星動(dòng)態(tài)仿真圖由上圖 10 可知，衛(wèi)星的天空瞬時(shí)位置是隨著時(shí)間的變動(dòng)而發(fā)生變化的。對(duì)于我們?cè)诘厍蛏厦娴囊粋€(gè)用戶來(lái)說(shuō)，一天當(dāng)中的不同時(shí)刻看到的衛(wèi)星是不相同的。這個(gè)仿真程序的功能實(shí)際上就是仿真了在一個(gè)軌道上面的衛(wèi)星在不同的時(shí)候（這里以一個(gè)小時(shí)為一個(gè)觀測(cè)時(shí)元，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的在屏幕上顯示器位置）通過(guò)改變時(shí)間可以顯示出不同時(shí)間內(nèi)的衛(wèi)星的瞬時(shí)位置） ，而且，通過(guò) matlab 當(dāng)中的三維旋轉(zhuǎn)圖標(biāo)，我們可以很清晰地從不同角度看到衛(wèi)星和坐標(biāo)原點(diǎn)（這里用黑點(diǎn)表示的的相對(duì)位置的變化） 。哪么，在其他軌道面上的衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)也可以類似的模擬出來(lái)，這里不在重復(fù)！ 仿真程序三：衛(wèi)星在某個(gè)時(shí)刻的全軌道平面的分布和可見(jiàn)衛(wèi)星程序見(jiàn)附錄：圖 54 全軌道平面的圖形其在軌坐標(biāo)分別如下：SatellitePosition = +004 * 這個(gè)程序仿真了在某個(gè)時(shí)刻（在程序里面是在時(shí)刻 timenow=0）的全部 24顆衛(wèi)星的軌道圖形，以及對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)在這個(gè)時(shí)刻可以看到的衛(wèi)星。在程序當(dāng)中，我們假定了用戶的位置坐標(biāo)是（6400，3352，5410） 。通過(guò)改變用戶的不同位置，可以在同一個(gè)時(shí)刻看到不同（4 到 11 顆）的可見(jiàn)衛(wèi)星。對(duì)于在這個(gè)程序當(dāng)中的可見(jiàn)衛(wèi)星的及時(shí)在軌坐標(biāo)如下：圖 55 用戶可見(jiàn)的衛(wèi)星分布SatellitePosition = +004 * 0 0 0 0 0用戶位置地心位置 0 0 0 0 0 0 0 0 0 仿真程序四：用可見(jiàn)衛(wèi)星計(jì)算用戶位置程序見(jiàn)附錄多于四顆的衛(wèi)星用最小二乘法逼近計(jì)算。對(duì)于前面的假設(shè)用戶位置（6400，3352，5410）進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下：圖 56 用戶位置的計(jì)算由圖 13 可見(jiàn)，根據(jù)最小二乘法的原理，計(jì)算出來(lái)了用戶在一個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)，并把它表示在了這個(gè)天球坐標(biāo)系當(dāng)中。calculaterecord = +003 * 0 0 0 先后經(jīng)過(guò)了六次的迭代算法，吧用戶的計(jì)算位置一步一步的逼近了用戶的實(shí)際位置，根據(jù)部同的精度要求，我們運(yùn)算的量的大小也有不同。這點(diǎn)，可以根據(jù)程序當(dāng)中的參數(shù) Error 的設(shè)定而有所出入。圖 57 用戶位置的計(jì)算通過(guò)對(duì)用戶仿真計(jì)算的進(jìn)一步放大，可以很清楚地看到：在每一次迭代的過(guò)程當(dāng)中，我們都實(shí)時(shí)的把每一步迭代的值也表示在了同一個(gè)坐標(biāo)軸里面：目的就是很直觀的反應(yīng)出我們基于最小二乘法的偽距算法的主要思路。如下圖所示：圖 58 用戶位置的計(jì)算 上圖 15 當(dāng)中的黑色箭頭從上到下一次表示的是第一次到第六次計(jì)算出來(lái)的用戶的位置，第七箭頭表示的用戶的實(shí)際位置（用白色的柱體表示） 。結(jié) 論通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)到了很多，因?yàn)?GPS 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及定位以前沒(méi)有接觸過(guò)，所以本次設(shè)計(jì)難度很大，但在最后都還是通過(guò)查找資料或者老師同學(xué)幫助也都一一克服。GPS 衛(wèi)星是一個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)，其內(nèi)容很多，比如它的坐標(biāo)系、時(shí)間系統(tǒng)等，其坐標(biāo)系分為天球坐標(biāo)和地球坐標(biāo)。天球坐標(biāo)描述衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)位置和狀態(tài)，地球系統(tǒng)則描述地面測(cè)站的位置。GPS 衛(wèi)星作為一個(gè)高空動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)，其位置是隨時(shí)間不斷變化的，因此，在給出衛(wèi)星運(yùn)行位置的同時(shí)，必須給出相應(yīng)的瞬時(shí)時(shí)刻。所以時(shí)間系統(tǒng)是 GPS 衛(wèi)星計(jì)算里面很重要的一環(huán)。要計(jì)算衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡及位置，所需要的參數(shù)很多，衛(wèi)星在空間繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)，除了受到地球重力場(chǎng)的引力作用外，還受到太陽(yáng)、月亮和其他天體引力以及太陽(yáng)光壓、大氣阻力和地球潮汐等因素影響。通常把作用于衛(wèi)星上的各種力，按其影響的大小分為兩類：中心力和攝動(dòng)力。因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)要求的精度不高，所以在設(shè)計(jì)中攝動(dòng)力忽略不計(jì)。衛(wèi)星在地球引力場(chǎng)中無(wú)攝運(yùn)動(dòng)，也稱為開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)。所以本次設(shè)計(jì)中主要用開(kāi)普勒定律計(jì)算其位置軌跡，在運(yùn)算中還加入了最小二乘法計(jì)算參數(shù)數(shù)據(jù)。此次設(shè)計(jì)中衛(wèi)星的動(dòng)態(tài)仿真，計(jì)算中主要遇到的問(wèn)題是對(duì)于特定軌道的衛(wèi)星在不同時(shí)刻的近地點(diǎn)幅角的計(jì)算。所以，根據(jù)衛(wèi)星軌道的星座參數(shù)，找出在某時(shí)刻的近地點(diǎn)幅角（一般是零時(shí)刻） ，然后在此基礎(chǔ)上以時(shí)間為基礎(chǔ)進(jìn)行疊加，確定出每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的瞬時(shí)近地點(diǎn)幅角值?；诿嫦?qū)ο蠛统绦蛟O(shè)計(jì)思想，利用 matlab 編程了 GPS 定位仿真程序，該程序從自定義的星座數(shù)據(jù)文件中建立起衛(wèi)星星座。設(shè)計(jì)一個(gè)子函數(shù)，命名為。其功能為其他程序得出一個(gè)全局變量 satelliteposotion，把它和其他程序放入同一個(gè)文件夾中，以便其他程序使用。此次設(shè)計(jì)程序主要包含四個(gè)模塊：1 繪制衛(wèi)星的軌道平面，以便于直觀了解其軌道；2 單顆衛(wèi)星的動(dòng)態(tài)仿真，了解其不同時(shí)刻的位置變化，通過(guò) matlab 當(dāng)中的三維旋轉(zhuǎn)圖標(biāo)，可以很清晰的從不同角度看到衛(wèi)星和坐標(biāo)原點(diǎn)；3 衛(wèi)星在某時(shí)刻的全軌道平面分布和可見(jiàn)衛(wèi)星，該程序仿真了在某時(shí)刻的全部 24 顆衛(wèi)星的軌道圖形，以及對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)在該時(shí)刻可見(jiàn)衛(wèi)星位置；4 利用可見(jiàn)衛(wèi)星計(jì)算用戶位置，利用最小二乘法原理，計(jì)算用戶某一時(shí)刻的位置坐標(biāo)。通過(guò) matlab 仿真衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及軌跡，對(duì)其有了更加深入的認(rèn)識(shí)和了解，對(duì)GPS 也有了更直觀的認(rèn)識(shí)，對(duì)于以后遇到 GPS 的應(yīng)用時(shí)有了一個(gè)簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)。致謝在論文完成之際，我懷著激動(dòng)和喜悅的心情向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示萬(wàn)分的感謝！首先要感謝的是幫助我完成本次設(shè)計(jì)的葛青老師。在本次設(shè)計(jì)中，我遇到了許多知識(shí)和技術(shù)方面的疑問(wèn)，葛老師都一一幫我解答，并提出了許多具有創(chuàng)新意義的建議。她淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，對(duì)工作盡心盡職的精神和平易近人的品格都深深感染了我，將會(huì)讓我受益終身。在此，我向葛老師表示深深的感謝，并致以崇高的敬意！同時(shí)還要感謝我的班主任孟玲華老師、周偉老師。大學(xué)四年期間，在大一大二時(shí)孟老師作為我們班主任，她給以我無(wú)私的關(guān)懷，是她幫助我成長(zhǎng)，讓我從一個(gè)無(wú)知的高中生脫變到具有獨(dú)立思考能力的大學(xué)生，并提供給我許多鍛煉自身能力的機(jī)會(huì)。在大三大四的時(shí)候周偉老師出任我們班主任，他作為一個(gè)專業(yè)課老師，給了我在學(xué)習(xí)上很大的幫助。在后此外還要感謝所有教育和關(guān)懷過(guò)我的老師們，還要感謝成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)們四年來(lái)給予的多方面的關(guān)心和幫助! 感謝所有的朋友和同學(xué)，讓我度過(guò)了一個(gè)快樂(lè)而又充實(shí)的大學(xué)時(shí)光！最后要感謝我的父母和家人，他們總是盡最大能力提供給我最好的條件，讓我無(wú)憂無(wú)慮的去學(xué)習(xí)。是他們的鼓勵(lì)和支持，是他們深深的關(guān)愛(ài)，讓我得以順利的完成了學(xué)業(yè)。參考文獻(xiàn)[1] 周忠謨, 衛(wèi)星測(cè)量原理與應(yīng)用 [M] .北京:測(cè)繪出版社,1997.[2] 李征航, 測(cè)量與數(shù)據(jù)處理 [M] .武漢:武漢大學(xué)出版社,2022.[3] Elliott . 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