GPS廣播星歷計算衛(wèi)星位置和速度

1、GPST播星歷計算衛(wèi)星位置和速度及“GPS偽距定位”計算試驗1.試驗內(nèi)容及上交成果1.1試驗內(nèi)容應(yīng)用C語言按預(yù)定格式（函數(shù)、輸入輸出變量之名稱、類型）編寫“GPST播星歷計算衛(wèi)星位置和速度”函數(shù)SatPosVel（）、“GPS偽距定位”函數(shù)Positioning（）。將此兩個函數(shù)組成文件F2.cpp,并包含于文件GPS_Positioning.cpp中。編譯、連接并運行文件GPS_Positioning.cpp,逐一時刻讀取廣播星歷 （Ephemeris.dat） 、 觀測時間及偽距、 衛(wèi)星號（Observation.dat）信息， 計算WGS8卷標(biāo)系中觀測時刻相應(yīng)的衛(wèi)星位置、 速度以及載體位

2、置， 結(jié)果彳存于文件Position.dat中。1.2上交成果磁盤文件F2.cpp、Position.dat,并存于“學(xué)號作者中文姓名”目錄中。2 .函數(shù)說明2.1星歷文件讀取函數(shù)voidEFileReading（Efile）功能：讀取星歷文件，給星歷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體Ephemeris賦值。輸入變量：EFile字符串，文件名。2.2觀測數(shù)據(jù)讀取函數(shù)intObsReading（fp_Obs,Time,Rho,Mark）功能：從文件Observation.dat中讀取某一時刻的偽距、衛(wèi)星號。讀取成功函數(shù)值返回“1”，失敗返回“一1”（讀錯，或至文件尾）。輸入變量：fp_Obs文件指針；輸出變量：Time

3、double,時間（秒）；Rhodouble12,偽距（米）;Markint12,衛(wèi)星號，“1”表示此通道無衛(wèi)星、無偽距。2.3最小二乘估計函數(shù)intLeastSquareEstimation（Y,A,P,m,n,X）功能：最小二乘方法求解觀測方程Y=AX+e,其中觀測值方差陣的逆陣為P（也稱為權(quán)陣），得未知參數(shù)X。成功返回“1”，失敗返回“1”（虧秩）。輸入變量：Ydoublem,觀測方程自由項（米）；Adoublemxn,系數(shù)陣（無量綱），按第1行第1、2n元素，第2行順序存放；Pdoublem,權(quán)矩陣對角線元素，0或1（無量綱）；mint,觀測值個數(shù)；nint,未知參數(shù)個數(shù)；輸出變量：X

4、doublen,未知參數(shù)(米)。原理：X=(ATPA)-1ATPY例：Y=1,2,3,6,A=1,0,0,0,1,0,0,0,1,1,1,1,P=1,1,1,1,m=4,n=3調(diào)用LeastSquareEstimation(Y,A,P,m,n,X),求得X=1,2,3。2.4計算衛(wèi)星位置、速度函數(shù)intSatPos_Vel（Num,Time,SatPos,SatVel）功能：計算WGS8隹標(biāo)系中衛(wèi)星位置、速度。成功返回“1”，失敗返回“一歷）。輸入變量：Numint,衛(wèi)星號；Timedouble,時間（秒）。（隱含引用全局變量Ephemeris32,星歷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體）輸出變量：SatPosdou

5、ble3,位置（米，WGS84;SatVeldouble3,速度（米/秒,WGS8今2.5偽距測量定位intPositioning（Time,Rho,Mark,Pos,dt）功能：由單一時刻偽距計算載體位置，并保存接收機鐘面時、衛(wèi)星位置、速度及載體位置于定位結(jié)果文件Position.dat中。成功返回“1”，失敗返回“值數(shù)量不夠，虧秩）。輸入變量：Timedouble,偽距觀測時刻接收機鐘面時（秒）；Rhodouble12,偽距（米）；Markint12,衛(wèi)星號，“一1”表示此通道無信號;輸出變量：Posdouble3,載體位置（米，WGS84;dtdouble,鐘差（秒）。3 .全局變量說明

6、LightVelocity字符常量，光速（米/秒），299792458;PI字符常量，圓周率，3.141592653589793;MU字符常量，地球引力常數(shù)（米3秒一2）,3.986005e14;OMEGAE字符常量，地球自轉(zhuǎn)角速度（弧度秒T）,7.292115e-5;fp_Obs文件指針，觀測數(shù)據(jù)文件；fp_Pos文件指針，位置結(jié)果文件。StructureEph_StrMark整型，標(biāo)識，“1”有，“1”無1（無星1”（觀測af2衛(wèi)星鐘差改正系數(shù)（秒/秒2）af1（秒/秒）af0（秒）aode數(shù)據(jù)齡期deltan平均角速度改正（半周/秒）m0參考時刻平近點角（半周）e偏心率；1/2八”1/2

7、、rootaa（術(shù)）toe星歷參考時刻（秒）cic（弧度）crc（米）cis（弧度）crs（米）cuc（弧度）cus（弧度）omega0準(zhǔn)升交點赤經(jīng)（半周）omega近地點角距（半周）i0軌道傾角（半周）omegadot升交點赤經(jīng)變化率（半周/秒）idot軌道傾角變化率（半周/秒）Ephemeris32星歷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體。注：數(shù)據(jù)類型除注明整型外，其余為雙精度型。.文件說明觀測數(shù)據(jù)文件Observation.datTime,n偽距觀測時間，衛(wèi)星顆數(shù)Rho_1,n_1偽距（米），衛(wèi)星號Rho_n,n_n偽距（米），衛(wèi)星號Time,n偽距觀測時間，衛(wèi)星顆數(shù)衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)文件Ephemeris.datsv

8、prn整數(shù)，衛(wèi)星號wn整數(shù)，星期數(shù)idot軌道傾角變化率（半周/秒）（詳細(xì)說明請參見數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體StructureEph_StrEphemeris32）svprn整數(shù)，衛(wèi)星號wntoc整型，星期數(shù)衛(wèi)星鐘差改正參考時刻（秒）位置計算結(jié)果文件Position.datTimen_1,x_1,y_1,z_1,xdot_1,ydot_1,zdot_1偽距觀測時刻(秒)衛(wèi)星號，衛(wèi)星坐標(biāo)(米，WGS84,速度(米/秒)n_n,x_n,y_n,z_n,xdot_n,ydot_n,zdot_nx,y,z衛(wèi)星號，衛(wèi)星坐標(biāo)(米，WGS84,速度(米/秒)載體坐標(biāo)(米，WGS84偽距觀測時刻(秒)GPS_Positio

9、ning.cpp作為主函數(shù)，調(diào)用Parameter.h、Function.h、F1.cpp、F2.cpp。逐一時刻讀取廣播星歷、偽距等信息，計算衛(wèi)星位置、速度及載體位置。Parameter.h字符常量定義、全局變量說明。Function.h函數(shù)說明。F1.cpp包含輔助函數(shù)如下；廣播星歷讀取函數(shù)EFileReading();觀測數(shù)據(jù)(時間、衛(wèi)星個數(shù)、偽距、衛(wèi)星號)讀取函數(shù)ObsReading();最小二乘法求解函數(shù)LeastSquareEstimation();矩陣相乘計算函數(shù)MatrixMultiply();高斯選主元消去法矩陣求逆函數(shù)MatrixInverse();三維向量長度計算函數(shù)Ve

10、ctorLength()。F2.cpp包含函數(shù)如下：衛(wèi)星位置、速度計算函數(shù)SatPos_Vel();偽距定位函數(shù)Positioning。.首歷元觀測時刻參考答案(Position.dat)1936457945675.621321624.5249.3-2743.6303.3014665363.69394841.820224091.6-2310.31043.61194.920-10127606.021492092.3-10899994.3-90.1-1466.0-2807.921-1578334.526219741.9-284477.9-409.9-14.93151.828-20375527.015214719.77639734.1-975.7140.2-2976.324-2456690.116712706