【正文】 ]。 sin(C) cos(C) 0。]。 0 cos(B) sin(B)。]。 sin(A) cos(A) 0。%軌道的傾角 C=pi/100。%衛(wèi)星星座數(shù)據(jù) .for k=1:6 A=A1(k)*DtoR。DtoR=2*pi/360。y=a*sqrt((1e^2))*sin(E)。%e是橢圓的偏心率.E=[0::2*pi]。[12]郭秋英， 衛(wèi)星坐標的計算[J].2022[13] GPS 及在現(xiàn)代交通中的應(yīng)用[J].[14]樓益棟，施闖，葛茂榮， 衛(wèi)星實時精密定軌及初步結(jié)果分析[J].[15] GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)，提高車輛利用率[J].[16]趙齊樂. GPS 導(dǎo)航星座及低軌衛(wèi)星的精密定軌理論和軟件研究[D] .武漢: 武漢大學(xué) ,2022[17]Chen K. Real2Time Precise Point Positioning andIt s Potential Applications [ C] . ION GNSS 17th In2ternational Technical Meeting of the Satellite Divi2sion , Long Beach , CA ,2022[18]Liu Jingnan , Ge Maorong. PANDA Sof tware andIt s Preliminary Result of Positioning and Orbit Det2ermination[J ] . Wuhan University Journal of NaturalSciences , 2022 ,8 (B2) : 603609[19] Kouba J , Heroux P. GPS Precise Point PositioningUsing IGS Orbit Projuct s[J ] . GPS Solution , 2022 ,5 (2) : 1228[20]附錄程序一（繪制衛(wèi)星的軌道平面）代碼function drawsatelliteorbita=26560。參考文獻[1] 周忠謨, 衛(wèi)星測量原理與應(yīng)用 [M] .北京:測繪出版社,1997.[2] 李征航, 測量與數(shù)據(jù)處理 [M] .武漢:武漢大學(xué)出版社,2022.[3] Elliott . Understanding GPS: principles and applications [M] .邱致和,王萬義,京:電子工業(yè)出版社,2022.[4] 衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)簡介[J]. 科技經(jīng)濟市場 2022（8）[5] 郭秋英, 衛(wèi)星坐標的計算 [J] .全球定位系統(tǒng) ,2022 (3) .[6] 夏振純,金志華, MATLAB 的 GPS 選星分析及實驗研究 [J] .計算機仿真,2022,22(1) :5154.[7] 楊俊， 基本原理及其 Matlab 仿真[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社[8]張勤， 測量原理及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社[9] 衛(wèi)星定位仿真分析與系統(tǒng)程序設(shè)計[D]. 同濟大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文[10]劉瓊。在后此外還要感謝所有教育和關(guān)懷過我的老師們，還要感謝成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動化工程學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)們四年來給予的多方面的關(guān)心和幫助! 感謝所有的朋友和同學(xué)，讓我度過了一個快樂而又充實的大學(xué)時光！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，讓我無憂無慮的去學(xué)習(xí)。大學(xué)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(xué)生，并提供給我許多鍛煉自身能力的機會。她淵博的知識，嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，對工作盡心盡職的精神和平易近人的品格都深深感染了我，將會讓我受益終身。致謝在論文完成之際，我懷著激動和喜悅的心情向所有關(guān)心和幫助過我的老師和同學(xué)表示萬分的感謝！首先要感謝的是幫助我完成本次設(shè)計的葛青老師。此次設(shè)計程序主要包含四個模塊：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)星的動態(tài)仿真，了解其不同時刻的位置變化，通過 matlab 當中的三維旋轉(zhuǎn)圖標，可以很清晰的從不同角度看到衛(wèi)星和坐標原點；3 衛(wèi)星在某時刻的全軌道平面分布和可見衛(wèi)星，該程序仿真了在某時刻的全部 24 顆衛(wèi)星的軌道圖形，以及對于用戶來說在該時刻可見衛(wèi)星位置；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。設(shè)計一個子函數(shù)，命名為。所以，根據(jù)衛(wèi)星軌道的星座參數(shù)，找出在某時刻的近地點幅角（一般是零時刻） ，然后在此基礎(chǔ)上以時間為基礎(chǔ)進行疊加，確定出每個時間點的瞬時近地點幅角值。所以本次設(shè)計中主要用開普勒定律計算其位置軌跡，在運算中還加入了最小二乘法計算參數(shù)數(shù)據(jù)。因為此次設(shè)計要求的精度不高，所以在設(shè)計中攝動力忽略不計。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。GPS 衛(wèi)星作為一個高空動態(tài)已知點，其位置是隨時間不斷變化的，因此，在給出衛(wèi)星運行位置的同時，必須給出相應(yīng)的瞬時時刻。GPS 衛(wèi)星是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)，其內(nèi)容很多，比如它的坐標系、時間系統(tǒng)等，其坐標系分為天球坐標和地球坐標。如下圖所示：圖 58 用戶位置的計算 上圖 15 當中的黑色箭頭從上到下一次表示的是第一次到第六次計算出來的用戶的位置，第七箭頭表示的用戶的實際位置（用白色的柱體表示） 。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。對于前面的假設(shè)用戶位置（6400，3352，5410）進行計算，結(jié)果如下：圖 56 用戶位置的計算由圖 13 可見，根據(jù)最小二乘法的原理，計算出來了用戶在一個時刻的位置坐標，并把它表示在了這個天球坐標系當中。通過改變用戶的不同位置，可以在同一個時刻看到不同（4 到 11 顆）的可見衛(wèi)星。哪么，在其他軌道面上的衛(wèi)星的運動也可以類似的模擬出來，這里不在重復(fù)！ 仿真程序三：衛(wèi)星在某個時刻的全軌道平面的分布和可見衛(wèi)星程序見附錄：圖 54 全軌道平面的圖形其在軌坐標分別如下：SatellitePosition = +004 * 這個程序仿真了在某個時刻（在程序里面是在時刻 timenow=0）的全部 24顆衛(wèi)星的軌道圖形，以及對于用戶來說在這個時刻可以看到的衛(wèi)星。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。 它的作用就是畫出一個在上述地球坐標圖當中的衛(wèi)星。boxplot3(moveX,moveY,moveZ,Length,Width,Height,color)。Width=500。 endfunction drawsatellite(moveX,moveY,moveZ,color)。 cube=100。 tempy=0。 boxplot3(tempx,tempy,tempz,cube,cube,cube,2)。 tempz=0。 tempx=0。 cube=100。 tempy=0。紅色表示X軸，綠色Y軸，褐紅色Z軸。 %標示出來地球球心的位置。 hold on。 axis equal。 y0(:,1)=[]。 end z0(:,1)=[]。 x0=[x0 x1]。 y1=unit*y。 z1=unit*z。 x=r*cos(temp)*sin(temp2)。 temp2=j1(n)+time*pi/12。for n=1:L2 %n=7。x0=ones(1,1)。unit=ones(1,1)。 grid。 plot3(x,y,z)。 x=temp*sin(j1)。 z=z*r*sin(w1(n))。L2=length(j1)。w1=[pi/2:pi/10:pi/2]。time=0。for k=1:6 plot3c(x(index(k,:)),y(index(k,:)),z(index(k,:)),color)hold on end它主要是用來表示用戶的空間位置的。index(5,:)=[2 6 7 3 2]。index(3,:)=[1 2 6 5 1]。index(1,:)=[1 2 3 4 1]。z=[z0 z0+Lz z0+Lz z0 z0 z0+Lz z0+Lz z0]。x=[x0 x0 x0 x0 x0+Lx x0+Lx x0+Lx x0+Lx]。y0=yLy/2。)。 case 7 plot3(x,y,z,39。b39。)。 case 5 plot3(x,y,z,39。m39。)。 case 3 plot3(x,y,z,39。g39。)。 case 1 plot3(x,y,z,39。w39。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。3利用衛(wèi)星 —地心—用戶之間的張角，可以估算出來可衛(wèi)星信號能否被收到。GPS 衛(wèi)星信號的發(fā)射張角大約為 度，大于衛(wèi)星到水平面的張角 度，這樣就保證了一些飛行高度較高的航天器在高空可以更多的接收到 GPS 衛(wèi)星的信號。如果衛(wèi)星處于圖中的陰影部分，則對圖中的飛機是不能夠接收到該衛(wèi)星的信號的! 2 GPS 接收機是否位于該 GPS 衛(wèi)星發(fā)射天線的范圍內(nèi)。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。s s實現(xiàn)上述三步的旋轉(zhuǎn)矩陣分別為 R1，R2，R3，即： Cosωs Sinωs 0R1= Sinωs Cosωs 0 (414) 0 0 1 1 0 0 R2= 0 Cosi Sini (415) 0 Sini Cosi CosΩ SinΩ 0 R3= SinΩ CosΩ 0 (416) 0 0 1于是得到了在天球坐標系下面的衛(wèi)星位置坐標可以表示為： X CosEes?s Y =R3R2R1 =R3R2R1as SinE (417)?s es21? Z 0?s利用轉(zhuǎn)換關(guān)系 Rz(Θg)得到相應(yīng)的地球坐標系的坐標了！ CosΘg SinΘg 0而 Rz(Θg) = SinΘg CosΘg 0 (418) 0 0 1第五章 GPS 的 matlab 仿真 衛(wèi)星可見性的估算當初，衛(wèi)星星座的設(shè)計要求在全球范圍內(nèi)任何時候，任何位置都必須保證至少四顆以上的衛(wèi)星導(dǎo)航信號。s ?s（2） 繞 軸順時針旋轉(zhuǎn)角度 i，使 軸與 Z 軸相同。 若以直角坐標的原點 與地心 M 重合， 軸指向近地點且垂直于軌道?s的平面， 軸在軌道平面上垂直 軸構(gòu)成右手關(guān)系。由于有以下的關(guān)系成立：ascosEs=rcosfs+ases (49)于是將上式帶入到