C語言計算GPS衛(wèi)星位置

1、C 語 言 計 算 G P S 衛(wèi) 星 位 置1 概述在用GPS信號進行導航定位以及制訂觀測計劃時，都必須已知GPS衛(wèi)星在空間的瞬間位置。衛(wèi)星位置的計算是根據(jù)衛(wèi)星電文所提供的軌道參數(shù)按一定的公式計算的。本節(jié)專門 講解觀測瞬間 GPS衛(wèi)星在地固坐標系中坐標的計算方法。2 衛(wèi)星位置的計算1. 計算衛(wèi)星運行的平均角速度 n根據(jù)開普勒第三定律，衛(wèi)星運行的平均角速度 n0 可以用下式計算：式中為 WGS-84坐標系中的地球引力常數(shù)，且口=x 1014m7s2。平均角速度 no加上衛(wèi)星電文給出的攝動改正數(shù) n,便得到衛(wèi)星運行的平均角速度nn二ro+A n(4-12)2. 計算歸化時間 t k首先對觀測時刻

2、t'作衛(wèi)星鐘差改正t=t ' - A t然后對觀測時刻t歸化到GPS時系t k=t-t oc(4-13)式中t k稱作相對于參考時刻 t oe的歸化時間(讀者注意：toc工toe )。3. 觀測時刻衛(wèi)星平近點角 Mk 的計算Mk=Mo+ntk(4-14)式中M是衛(wèi)星電文給出的參考時刻 toe的平近點角。4. 計算偏近點角 Ek上述方程可用迭代法進行解算，即先令Ek=Mk, 代入上式，求出 Ek 再代入上式計算，因為GPS衛(wèi)星軌道的偏心率 e很小，因此收斂快，只需迭代計算兩次便可求得偏近點角巳。5. 真近點角 Vk 的計算由于:因此:6. 升交距角k的計算3為衛(wèi)星電文給出的近地點

3、角距。7. 攝動改正項3 u, S r, S i的計算S u, S r, S i分別為升交距角 u的攝動量，衛(wèi)星矢徑r的攝動量和軌道傾角i的攝動量。8. 計算經過攝動改正的升交距角uk、衛(wèi)星矢徑rk和軌道傾角ik9. 計算衛(wèi)星在軌道平面坐標系的坐標衛(wèi)星在軌道平面直角坐標系（x軸指向升交點）中的坐標為10. 觀測時刻升交點經度Q k的計算升交點經度Q k等于觀測時刻升交點赤經Q （春分點和升交點之間的角距）與格林泥治視恒星時GAST（春分點和格林尼治起始子午線之間的角距）之差，Q k=Q -GAST（ 4-23 ）又因為 :oe tk （4-24）其中Q oe為參與時刻toe的升交點的赤經；是升

4、交點赤經的變化率，衛(wèi)星電文每小時更新一次Q和toe。此外，衛(wèi)星電文中提供了一周的開始時刻tw的格林尼治視恒星時GAST。由于地球自轉作用，GAST不斷增加，所以：式中w eX 10-5rad/s 為地球自轉的速率；t為觀測時刻。由式（ 4-24）和（ 4-25），得:由（ 4-13 ）式，得 :其中0 oe GASTw , O、toe的值可從衛(wèi)星電文中獲取。11. 計算衛(wèi)星在地心固定坐標系中的直角坐標 把衛(wèi)星在軌道平面直角坐標系中的坐標進行旋轉變換，可得出衛(wèi)星在地心固定坐標系中的三維坐標：12. 衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標系中的坐標計算 考慮極移的影響，衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標系中的坐標為利用 C 語言程序

5、實現(xiàn)#include <>#include <>#include <>#include <>#define WEstruct canshuint prn, nian, yue, ri, shi, fen;f 秒 %d 號衛(wèi)星的坐標："，pt->nian, pt->yue ,pt->ri , pt->shi ,pt->miao, pt->prn）;printf（"nXk = %.9fnYk= %.9fnZK = %.9fnn", XK, YK, ZK）;int main（void）F

6、ILE *fp, *fp1, *fp2;struct canshu a;int i=0, hanhao = 1;long double temp1, temp2, temp3, temp5, temp4, temp6, temp7;char ch, ch1;名稱printf(" 文件無法打開！ ");exit(0);else星歷文件 ", "w") = NULL)printf(" 文件無法打開！ ");exit(0);elsewhile(ch1 = fgetc(fp1) != EOF)if(ch1 = 'n'

7、)i +;putchar(ch1);if(i = 15) break;while(!feof(fp1)ch1=fgetc(fp1);if(ch1 = 'D')ch1 = 'e'fputc(ch1,fp2);fclose(fp1);fclose(fp2);printf(" 以上是星歷文件的頭文件！ n");system("pause");printf(" 讀取文件參數(shù)數(shù)據(jù) n ！");星歷文件 ", "r") = NULL)/ 創(chuàng)建計算結果文檔printf(" 文件

8、無法打開！ ");exit(0);while(!feof(fp)switch(hanhao)case 1:fscanf(fp,"n%d%d%d%d%d%d%lf %le %le %le", &, &,&, &, &,&, &, &, &, & printf("%d %d %d %d %d %d %lf %le %le %le", , , , , ,J J J J Jhanhao+;case 2:fscanf(fp,"%le %le %le %le"

9、;, &, &, &, & printf("n%le %le %le %le", , , , ; hanhao+;case 3:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &, &, &, & printf("n%le %le %le %le", , , , ; hanhao+;case 4:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &, &, &, & printf("n%le

10、%le %le %le", , , , ; hanhao+;case 5:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &, &, &, & printf("n%le %le %le %le", , , , ; hanhao+;case 6:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &, &temp1, &, &temp2); printf("n%le %le %le %le", , temp1, , temp2); hanhao+;case 7:fscanf(fp,"%le %le %le %le", &temp3, &temp4, &temp5, &printf("n%le %le %le %le", temp3, temp1, temp5, ; hanhao+;case 8:fscanf(fp,"%le", &temp6); printf("n%le", temp6); if(ch=f