第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及GS衛(wèi)星星歷NEW

GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及GPS衛(wèi)星星歷GPS衛(wèi)星的星歷是描述衛(wèi)星運(yùn)行及其軌道的參數(shù)，它的主要作用是利用GPS衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)，計(jì)算衛(wèi)星在空間的瞬時(shí)位置。而研究GPS衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的瞬時(shí)位置，就是GPS衛(wèi)星的軌道運(yùn)動(dòng)理論。1GPS衛(wèi)星軌道在GPS定位中的意義衛(wèi)星在空間運(yùn)行的軌跡稱為軌道，描述衛(wèi)星位置及狀態(tài)的參數(shù)，稱為衛(wèi)星軌道參數(shù)（軌道根數(shù)）。GPS衛(wèi)星作為空間位置已知的高空觀測(cè)目標(biāo)，是確定接收機(jī)位置（或觀測(cè)站坐標(biāo)）的依據(jù)。在絕對(duì)定位中，衛(wèi)星軌道誤差直接影響所求3.1概述GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

用戶接收機(jī)位置的精度。在相對(duì)定位中，衛(wèi)星軌道誤差的影響會(huì)減弱，但基線較長，精度要求較高時(shí)（國家A，B級(jí)GPS控制網(wǎng)），GPS軌道精度的影響不可忽視。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，其間關(guān)系可近似地表示為：分別表示:基線長度誤差；基線長度;衛(wèi)星軌道的誤差；觀測(cè)站至衛(wèi)星的距離。為滿足精密定位要求，必須以足夠的精度確定GPS衛(wèi)星軌道。

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2影響衛(wèi)星運(yùn)行軌道的因素GPS地球衛(wèi)星在空間繞地球運(yùn)行，除受地球引力作用外，還受到日、月和其它天體的引力影響，以及太陽光壓、大氣阻力和地球潮汐力等因素的影響。衛(wèi)星的實(shí)際軌道變得非常復(fù)雜，有不確定性，無法用簡單而精確的數(shù)學(xué)模型描述。各種作用力中，地球引力的影響最大，其他作用力的影響相對(duì)要小的多（其它作用的影響比之地球引力均小于10-5)。把地球看作勻質(zhì)橢球，勻質(zhì)球體的引力稱為中心力，決定

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衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和特征。非中心力也叫做攝動(dòng)力，包括地球非球形對(duì)稱的作用力、日、月和其它天體的引力影響，以及太陽光壓、大氣阻力和地球潮汐力等。攝動(dòng)力的作用使衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生小的附加變化。中心力作用下的衛(wèi)星軌道稱為無攝軌道；攝動(dòng)力的作用下衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)稱受攝運(yùn)動(dòng)，軌道稱為受攝軌道。由于攝動(dòng)力影響?。悍治鲂l(wèi)星軌道兩步：一研究無攝軌道，描述衛(wèi)星軌道基本特征；再研究攝動(dòng)力的影響，對(duì)無攝軌道加以修正。確定衛(wèi)星軌道的瞬時(shí)特征。

GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

3.作用在衛(wèi)星上的力作用在衛(wèi)星上的力衛(wèi)星軌道

軌道理論地球引力（1）：地球正球（質(zhì)點(diǎn)）的引力

人衛(wèi)正常軌道

人衛(wèi)正常軌道理論（二體問題）

攝動(dòng)力地球引力（2）：形狀攝動(dòng)力日、月引力大氣阻力光壓力其它作用力

軌道攝動(dòng)

人衛(wèi)正常攝動(dòng)理論

總和

人衛(wèi)真實(shí)軌道

人衛(wèi)軌道理論

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二體問題：研究兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在萬有引力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律問題稱為二體問題。衛(wèi)星軌道：衛(wèi)星在空間運(yùn)行的軌跡稱為衛(wèi)星軌道。衛(wèi)星軌道參數(shù)：描述衛(wèi)星軌道狀態(tài)和位置的參數(shù)稱為軌道參數(shù)。無攝運(yùn)動(dòng)：僅考慮地球質(zhì)心引力作用的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)稱為無攝運(yùn)動(dòng)。無攝軌道：無攝運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星軌道稱為無攝軌道。4.與衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)有關(guān)的幾個(gè)概念

衛(wèi)星在預(yù)定的軌道上運(yùn)行，如果忽略攝動(dòng)力的影響，地球可視為質(zhì)量全部集中于質(zhì)心的質(zhì)點(diǎn)，衛(wèi)星也可以看作是質(zhì)量集中的質(zhì)點(diǎn)。根據(jù)萬有引力定律，地球受衛(wèi)星的引力可表示為:

研究地球和衛(wèi)星相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題稱為二體問題,引力決定衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律.衛(wèi)星在上述地球引力場(chǎng)中的無攝運(yùn)動(dòng)稱為開普勒運(yùn)動(dòng),其規(guī)律可用開普勒定律來描述。補(bǔ)充:開普勒定律GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

第一定律（橢圓定律）：衛(wèi)星沿一個(gè)橢圓軌道環(huán)繞地球，而橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)與地球質(zhì)心重合。

中心引力場(chǎng)中，衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道面是一個(gè)通過地球質(zhì)心的平面，形狀和大小不變，衛(wèi)星離地球質(zhì)心最遠(yuǎn)的點(diǎn)為遠(yuǎn)地點(diǎn)，衛(wèi)星離地球質(zhì)心最近的點(diǎn)為近地點(diǎn)。在慣性空間的位置不變。衛(wèi)星繞地球質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的軌道方程為：

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（地心距；長半徑；偏心率；真近點(diǎn)角）。開普勒第一定律（橢圓定律）描述衛(wèi)星軌道的基本形態(tài)及其與地心的關(guān)系.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

開普勒第二定律（面積定律）：衛(wèi)星的向徑（地球質(zhì)心與衛(wèi)星質(zhì)心間的距離向量）在相等時(shí)間內(nèi)掃過同等的面積。

開普勒第二定律內(nèi)容是衛(wèi)星在橢圓軌道上的運(yùn)行速度是不斷變化的，衛(wèi)星在近地點(diǎn)，速度最大。在遠(yuǎn)地點(diǎn)速度最小。GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

開普勒第三定律（調(diào)和定律）：衛(wèi)星運(yùn)行周期的平方，與軌道橢圓長半徑的立方之比為一常量，該常量等于地球引力常數(shù)的倒數(shù)。開普勒第二定律內(nèi)容是衛(wèi)星軌道橢圓的長半徑確定后，衛(wèi)星運(yùn)行的平均角速度也隨之確定，且保持不變。GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

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英文名稱中文名稱符號(hào)意義Inclinationoforbitalplane軌道平面傾角i決定軌道平面的空間位置Rightascensionoftheascendingnode升交點(diǎn)赤經(jīng)ΩSemi-majoraxisoforbitalellipse軌道橢圓的長半徑a決定軌道橢圓的大小Nunerialeccentricityofellipse軌道橢圓的偏心率e決定軌道橢圓的形狀A(yù)rgumentofperigee近地點(diǎn)角距（幅角）ω決定近地點(diǎn)在軌道橢圓上的位置Meananomaly平近點(diǎn)角，真近點(diǎn)角M，V衛(wèi)星以平均角速度n0運(yùn)行的角度3.2衛(wèi)星的無攝運(yùn)動(dòng)3.2.1衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道參數(shù)由開普勒定律可知，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道，是通過地心平面上的一個(gè)橢圓，且橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)與地心相重合。確定橢圓的形狀和大小至少需要兩個(gè)參數(shù)，即橢圓的長半徑及其偏心率(或橢圓的短半徑);為確定任意時(shí)刻衛(wèi)星在軌道上的位置，需要一個(gè)參數(shù)，一般取真近點(diǎn)角，即在軌道平面上，衛(wèi)星與近地點(diǎn)之間的地心角距，該參數(shù)為時(shí)間的函數(shù)，它確定了衛(wèi)星在軌道上的瞬時(shí)位置。參數(shù)as，es，fs(V)唯一地確定了衛(wèi)星軌道的形狀、大小以及衛(wèi)星在軌道上的瞬時(shí)位置。GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

衛(wèi)星寨軌道勁平面嚷與地至球體刻的相去對(duì)位臣置和隸方向逢還無畫法確言定。章要確恒定衛(wèi)脖星軌橡道與味地球放體之因間的雜相互浴關(guān)系頭，亦沈可表筐達(dá)為誓確定泰開普鼓勒橢昨圓在芒天球鋸坐標(biāo)貼系中鍛的位厲置和碧方向轎。因塑為根挎據(jù)開垮普勒懇第一擔(dān)定律綢，軌裕道橢灰圓的右一個(gè)全焦點(diǎn)他與地去球的直質(zhì)心長相重姨合，聞所以賣為了狡確定顏該橢劑圓在溜上述海坐標(biāo)科系中叫的方撿向，語尚需逐三個(gè)下參數(shù)津。這吃三個(gè)憐參數(shù)約的選然擇并嫩不是善唯一急的。蔽其中脖一組童應(yīng)用泊廣泛鵝的參糊數(shù)，赤稱為料開普御勒軌修道參閥數(shù)，?；蚍Q埋開普帖勒軌早道根寶數(shù)。穴現(xiàn)將餃這組萄參數(shù)曠的慣撕用符味號(hào)及匆其定裁義，朵綜合愉介紹監(jiān)如下賺：——升交借點(diǎn)的董赤經(jīng)稅，即并在地種球赤腥道平披面上褲，升嶄交點(diǎn)籮與春分有點(diǎn)之慶間的棚地心鞏夾角(升交歐點(diǎn)，盒即當(dāng)掏衛(wèi)星霧由南橡向北錯(cuò)運(yùn)行稼時(shí)軌躁道與剝地球勤赤道華面的腸一個(gè)距交點(diǎn))。i—霧—軌道賤面的副傾角獸，即堅(jiān)衛(wèi)星怕軌道晉平面賊與地己球赤柱道面富之間但的夾郊角。上兩念個(gè)參既數(shù)，袖唯一疤地確擦定了適衛(wèi)星恭軌道害平面愈與地耕球體苗之間烏的相眠對(duì)定滿向，流稱之趙為軌京道平里面定香向參資數(shù)。s——近地慚點(diǎn)角誼距，繼即在致軌道輔平面亮上，肌升交呆點(diǎn)與置近地租點(diǎn)之閘間的伍地心泄夾角時(shí)，這摸一參萬數(shù)表疫達(dá)了政開普租勒橢但圓在楊軌道埋面上堂的定凝向，歡稱之叮為軌蒙道橢棄圓定勁向參讓數(shù)。在此螺，參唉數(shù)as、es、、i、s和fs(V侍)所構(gòu)午成的虜坐標(biāo)暗系統(tǒng)圾，通遺常稱香為軌梅道坐叔標(biāo)系參統(tǒng)。煎其中藏，參橫數(shù)as、es、、i、s的大注小，陰是由購衛(wèi)星禾的發(fā)鼻射條早件決否定,Fs為時(shí)超間的鋸函數(shù)吊。在該熟系統(tǒng)傍中，落當(dāng)6個(gè)軌葡道參輸數(shù)一劃經(jīng)確外定后工，衛(wèi)加星在竿任一抖瞬間筆相對(duì)云地球穿體的編空間昂位置荒及其織速度守，便銀可唯冶一地睜確定。GPS測(cè)量換原理蜂及應(yīng)呈用在圖3-帖1中所至示的熄二體到問題乞中，爆依據(jù)渡萬有日引力串定律型可知隆，(3鳴-1也)地球O作用舒于衛(wèi)蓋星S上的覆引力F為：式中芳：G—涼—萬有縣引力顆常數(shù)不，G=趟(6琴67添2±箭4.疼1)揮×1扮0-1紅4N·擋m2/k股g-2；M,剃m——地球聲和衛(wèi)桶星的慌質(zhì)量丸；r0——衛(wèi)星會(huì)的在倍軌位更置單盤位矢監(jiān)量。由牛翅頓第陣二定浮律可腎知，卻衛(wèi)星津與地請(qǐng)球的運(yùn)紋動(dòng)方口程：3.膏2.盜2二體群問題屢的運(yùn)刻動(dòng)方靈程(3臂-2腹)GPS測(cè)量此原理鄭及應(yīng)伍用設(shè)為衛(wèi)給星S相對(duì)場(chǎng)于O的加謝速度周，則傾：由于M遠(yuǎn)大填于m，通須常不蹤蝶考慮m的影勻響，佩則有莊：取地茅球引羨力常投數(shù)μ=鐘GM達(dá)=1，此缸時(shí)（3-碌4）式兵可寫捏成為陰：（3-輔-4）GPS測(cè)量滿原理己及應(yīng)掌用設(shè)以O(shè)為原蜻點(diǎn)的翠直角聯(lián)坐標(biāo)限系為O-印XY帥Z，S點(diǎn)的撲坐標(biāo)上為（X，Y，Z），所則衛(wèi)鮮星S的地鬼心向蜻徑r=（X，Y，Z），格加速度紛，代倚入（3-持4）得喘二體巖問題謀的運(yùn)故動(dòng)方東程：左邊(3顯-6陰)方程籍解的凱一般欄形式問為：GPS測(cè)量檔原理耕及應(yīng)做用3.抱2.毒3二體街問題妙微分拘方程索的解1、衛(wèi)池星運(yùn)蝕動(dòng)的倒軌道神平面捧方程直接鉤由微慕分方項(xiàng)程（3-動(dòng)6）求真積分順，可賞得衛(wèi)差星運(yùn)急動(dòng)的汁軌道平胳面方時(shí)程：式中炕，X,稱Y,篇Z是衛(wèi)于星在惠地心刊天球程坐標(biāo)召系中難的坐階標(biāo)，(3紅--秩9)GPS測(cè)量亮原理略及應(yīng)歸用2、衛(wèi)繼星運(yùn)量動(dòng)的盼軌道鉛方程衛(wèi)星撲運(yùn)動(dòng)滔的軌內(nèi)道方稿程為芳：由于痰，玻所以兼（3-妹10）式輛可以俯真近點(diǎn)角V表示起：另外戒由二局體運(yùn)屈動(dòng)的學(xué)微分宮方程嘉可求宇出常補(bǔ)用的鋒表示衛(wèi)星既運(yùn)動(dòng)老速度U的活盞力積吩分：3.俘2.往3二體訊問題傘微分振方程緒的解GPS測(cè)量烈原理婚及應(yīng)選用3、用距偏近垂點(diǎn)角E代替淡真近發(fā)點(diǎn)角V從表士示偏魔近點(diǎn)急角E與真決近點(diǎn)譜角V的關(guān)吹系的頸圖3-嗽2，不兄難證肚明:另外寫還可潤導(dǎo)出V和E的關(guān)煌系：3.悔2.汽3二體曉問題織微分宰方程弟的解GPS測(cè)量灶原理塵及應(yīng)列用3.簽2.臭3二體躍問題歲微分爸方程臨的解4、開重普勒拍方程設(shè)衛(wèi)蓄星的成運(yùn)動(dòng)匆周期減為T，則雙衛(wèi)星宅平均授角速謠度為暗：由此榴得到諒開普翅勒第致三定導(dǎo)律的泥數(shù)學(xué)親表達(dá)獵式：建立發(fā)軌道僻坐標(biāo)在系：概坐標(biāo)訓(xùn)原點(diǎn)O在地校心，X軸指棄向橢維圓軌鑰道近舅地點(diǎn)A，Y軸為顆軌道蛛橢圓生的短般軸，Z軸為訂軌道凝橢圓柳的法區(qū)線方?jīng)_向。艇在此遵坐標(biāo)練系下價(jià)可以別得出緞著名當(dāng)?shù)拈_我普勒匪軌道漫方程等：作業(yè)1.什么憤是衛(wèi)血星無燈攝運(yùn)笑動(dòng)和請(qǐng)受攝絹運(yùn)動(dòng).2畫圖按表示歪衛(wèi)星染的軌美道參岸數(shù)，場(chǎng)指出冷各個(gè)稿參數(shù)樣的意尖義，腸說明男各個(gè)潔參數(shù)皇的作工用。GPS測(cè)量雹原理著及應(yīng)壩用§3劑.3衛(wèi)星貢的受萄攝運(yùn)漲動(dòng)概述對(duì)于縮慧衛(wèi)星六精密獎(jiǎng)定位剪來說拴，在川只考贏慮地納球質(zhì)下心引盆力情沾況下小計(jì)算喇衛(wèi)星攝的運(yùn)貍動(dòng)狀吳態(tài)（始即研古究二頃體問農(nóng)題）白是不版能滿裙足精靠度要化求的嚼。必崖須考燦慮地悉球引慢力場(chǎng)奶攝動(dòng)鼠力、銅日月范攝動(dòng)背力、唉大氣脅阻力從、光星壓攝口動(dòng)力毯、潮懷汐攝應(yīng)動(dòng)力秧對(duì)衛(wèi)海星運(yùn)叔動(dòng)狀權(quán)態(tài)的即影響溫?？既蹜]了菜攝動(dòng)約力作辯用的廚衛(wèi)星束運(yùn)動(dòng)捆稱為違衛(wèi)星架的受輔攝運(yùn)擠動(dòng)。GPS測(cè)量諸原理定及應(yīng)詢用§3勺.3衛(wèi)星季的受肢攝運(yùn)稱動(dòng)概述討論疾二體冤問題別時(shí)，體六個(gè)腫軌道其參數(shù)筐均為藥常數(shù)敘。其鎮(zhèn)中衛(wèi)只星過挎近地醫(yī)點(diǎn)的答時(shí)刻τ也可殘用平貨近點(diǎn)你角M0代替球。在次考慮教了攝援動(dòng)力龍的作測(cè)用后般，衛(wèi)協(xié)星的生受攝呢運(yùn)動(dòng)攔的軌曬道參用數(shù)不供再保赤持為失常數(shù)違，而營是隨懲時(shí)間粱變化游的軌亮道參葬數(shù)。米衛(wèi)星漆在地艘球質(zhì)抹心引達(dá)力和真各種煙攝動(dòng)拴力總立的影健響下瓦的軌棚道參陣數(shù)稱挽為瞬戴時(shí)軌鵲道參找數(shù)。爐衛(wèi)星辰運(yùn)動(dòng)汁的真凡實(shí)軌倡道稱蟲為衛(wèi)版星的著攝動(dòng)讓軌道離或瞬牢時(shí)軌坦道。閑瞬時(shí)學(xué)軌道扮不是仿橢圓鄭，軌泉道平渣面在議空間扮的方矩向也墾不是毒固定榜不變把的。GPS測(cè)量菠原理警及應(yīng)刻用§3另.3衛(wèi)星道的受傷攝運(yùn)依動(dòng)概述研究猛衛(wèi)星釀的受子攝運(yùn)議動(dòng)與蜓研究底二體巨問題陡的方跑法相陣類似齡，首惰先按真衛(wèi)星破受到州的各之種作翼用力持的物預(yù)理特鑰性導(dǎo)疊出其名數(shù)學(xué)蝕表達(dá)院式，違然后搖建立僚受攝妥運(yùn)動(dòng)謠的微場(chǎng)分方階程，祝最后昂解算芳微分挖方程綱而得買出衛(wèi)吉星運(yùn)療動(dòng)的假方程鄰。GPS測(cè)量角原理杰及應(yīng)涂用§3薄.3衛(wèi)星言的受衡攝運(yùn)狼動(dòng)3.麥3.牲1各種母作用灘力的佩特性諸及其討影響1、地緒球引抄力地球若引力艷場(chǎng)對(duì)莊衛(wèi)星舒的引駱力包妖括地貨球質(zhì)暖心引師力和租地球僻引力鮮場(chǎng)攝濟(jì)動(dòng)力鋪（由徐于地?cái)⑶蛐伟鍫畈欢艘?guī)則堅(jiān)及其要質(zhì)量勁不均設(shè)勻而企引起營）兩見部分爭(zhēng)。地次球引傾力是探一種浩保守終力，黨可以塑建立史一個(gè)攪位函僚數(shù)來表伴示地混球外百部空謝間一誓個(gè)質(zhì)返點(diǎn)所肝受的濃作用癥力。洞其位率函數(shù)練的一葡般形春式為歷：GPS測(cè)量攻原理推及應(yīng)征用§3丟.3衛(wèi)星露的受隆攝運(yùn)泳動(dòng)3.拜3.革1各種膠作用混力的鞋特性鐮及其西影響1、地雜球引姨力式中曉，r為質(zhì)尾點(diǎn)地樣心矢孔徑的緣瑞模，撤為質(zhì)譜點(diǎn)的醉球面泄坐標(biāo)孤。式犁右邊于第一過部分GM蜜/喇r為地蒼球形深狀規(guī)仆則和薯密度瓣均勻稠所產(chǎn)像生的敲正常著引力悟位，舒衛(wèi)星訊在它點(diǎn)的作哭用下尼做二范體運(yùn)豆動(dòng)，艦其軌饑道為正常萍軌道。第決二部挎分的R為攝掩動(dòng)位脈函數(shù)店。由呢于地隊(duì)球形逆狀很弱不規(guī)良則，凳其內(nèi)侮部質(zhì)框量的扣分布虎也不煤均勻籍，攝中動(dòng)位山函數(shù)R不能害用一嚷個(gè)簡致單的兵封閉膨公式狂表示逃，可園用無老窮級(jí)作數(shù)（泰球函蟲數(shù)展呀開式顆）表供示。R是衛(wèi)家星位兔置的冤函數(shù)槐，它喝使衛(wèi)礙星運(yùn)紐奉動(dòng)的責(zé)軌道獸參數(shù)弱隨時(shí)貨間而籃變化杠。略笛去10-6及更聚小量車級(jí)的捆地球置引力招場(chǎng)攝云動(dòng)力翠的位臂函數(shù)周可寫跑為：GPS測(cè)量在原理寺及應(yīng)鬧用§3擴(kuò).3衛(wèi)星希的受女?dāng)z運(yùn)摟動(dòng)3.殊3.叢1各種勿作用輔力的糊特性余及其召影響1、地江球引嘉力式中升，從是地彩球引展力場(chǎng)算位函洗數(shù)的魯二階邀帶諧哄系數(shù)蓬?？枷鲬]到裝則熊有：（3-濁22）式靜的代為已戲知的盒引力難場(chǎng)常療量，紗它為10-3量級(jí)爸（天個(gè)體力來學(xué)中現(xiàn)常稱揮為一參階小身量）林，軌道英參數(shù)槽和釣衛(wèi)星度的矢曉徑r的模叮及真貨近點(diǎn)蟲角V。r和V可以銷進(jìn)一展步化嬸為軌境道參豪數(shù)a,水e,其M和時(shí)都間t的函認(rèn)數(shù)。GPS測(cè)量滴原理揪及應(yīng)挨用§3明.3衛(wèi)星庫的受晨攝運(yùn)棄動(dòng)3.贊3.悲1各種枝作用閑力的涌特性榆及其組影響2.日、序月引卡力衛(wèi)星壞和地打球同睛時(shí)受輕到日續(xù)、月洋的引陷力。株日、貸月引有力造巨成衛(wèi)密星相渾對(duì)于斷地球鑼的攝稼動(dòng)力蜘可表裹示為軌：式中悼，Ms,Mm分別朋表示漂太陽捎與月仰球的信質(zhì)量孤，rs,rm與r分別業(yè)表示癥太陽毛、月覺球和冶衛(wèi)星糧的位沃置矢脾量。日、喬月引麗力的業(yè)量級(jí)航約為5×吧10-6m/薯s2，在甩五天雅弧段糟對(duì)衛(wèi)叔星位生置的散影響射可達(dá)1～3㎞。這汽意味蒼著需銹要以10-4～10-5的相胞對(duì)精鈴度確辣定這表些引而力，鼓即精喊確至10-1振0m/陷s2。對(duì)蟲于太河陽、盤月亮陣位置蛇的計(jì)宴算應(yīng)配按這乘一相醉對(duì)精童度要赤求。GPS測(cè)量秒原理責(zé)及應(yīng)打用§3叨.3衛(wèi)星剖的受拐攝運(yùn)欺動(dòng)3.稼3.混1各種恒作用郵力的種特性疑及其語影響3.太陽莊輻射滅壓力衛(wèi)星班在運(yùn)慶動(dòng)中遠(yuǎn)受到缸的太播陽光醋輻射香的壓榨力為肝：式中翠，K為衛(wèi)考星表容面反小射系兔數(shù)；斤為光攏壓強(qiáng)潤度，模在距果太陽趙為地娘球軌門道半嬸徑處竿太陽錯(cuò)光壓并強(qiáng)度派通常漂取為4.宇56攻05俊×1埋0-6N/霉m2；S為垂秩直于寬太陽鍵光線雞的衛(wèi)廳星截醉面積特；為太勵(lì)陽在螞坐標(biāo)揭系中拘的位置申單位校矢量。對(duì)于GP禿S衛(wèi)星值五天歲弧段塌，太祝陽輻傻射壓陶力可白使衛(wèi)蹤蝶星位潑置的爺偏差悟達(dá)到1㎞。當(dāng)隸衛(wèi)星掘運(yùn)行倚至地口影區(qū)適域內(nèi)船，由比于地表球的酸遮擋眾，衛(wèi)枕星不呈受太周陽輻頁射壓登力的格影響唐。GPS測(cè)量挽原理放及應(yīng)良用§3系.3衛(wèi)星限的受棚攝運(yùn)撈動(dòng)3.艦3.褲1各種暢作用帽力的亭特性屬及其末影響4.地球徹潮汐態(tài)作用犬力日月醒引力齒作用洽于地競(jìng)球，蜜使之爬產(chǎn)生崖形變句（固段體潮航）或就質(zhì)量悟移動(dòng)標(biāo)（海勻潮）流，從搶而引讓起地?cái)⑶蛸|(zhì)軍量分晉布的袋變化繡，這執(zhí)一變畏化將漠引起簽地球秩引力監(jiān)的變紫化。玩可以習(xí)將這沸一變憂化視愧為在桶不變目的地甲球引鉆力中暢附加撐一個(gè)姥小的吩攝動(dòng)澆力——潮汐撒作用叔力。層在五塔天的宣弧段別中潮忌汐作省用力命對(duì)GP澇S衛(wèi)星戀位置登的影予響可哥達(dá)1m。GPS測(cè)量圍原理阻及應(yīng)肝用§3男.3衛(wèi)星翁的受乒攝運(yùn)邀動(dòng)3.手3.蝴1各種憑作用租力的射特性它及其猴影響5.大氣穿阻力大氣催阻力線對(duì)低連軌道肺的衛(wèi)秀星較飲大。義但在GP絕S衛(wèi)星應(yīng)的高鍋度上有（20左18訂0㎞），揪大氣授阻力抱已微傾不足莫道，進(jìn)可不折考慮兩。綜上屢所述吵，在吹人造止地球塔衛(wèi)星爭(zhēng)所受管的攝原動(dòng)力鬧中，躲地球顧引力峽場(chǎng)攝蝕動(dòng)力選最大廊，約近為10-3量級(jí)蠻，其舒他攝錫動(dòng)力半大多捕小于客或接義近于鳳是10-6量級(jí)網(wǎng)。這哨些攝暑動(dòng)力胳引起樂衛(wèi)星粘位置脾的變斜化，蠶引起午軌道什參數(shù)琴的變旨化。龜例如種，考刺慮地今球引付力場(chǎng)擔(dān)攝動(dòng)拍力中J2項(xiàng)的束影響表，使欄軌道繞參數(shù)Ω不斷仗減小展，即麗軌道霸平面躲不斷飄西退舊，這掙種現(xiàn)盈象稱貴為軌陽道面風(fēng)的進(jìn)葡動(dòng)。鞭進(jìn)動(dòng)老速度肢主要紛取決雅于軌蝴道傾前角i和軌宗道長顧半徑a。對(duì)最于20卡18知0㎞高度銹，傾井角約昆為55°的GP芳S衛(wèi)星翼來說碰，其彩進(jìn)動(dòng)鈴速度言約為0.菠03美9°羞/d。軌祝道參勤數(shù)的筍變化掙使得退近地扭點(diǎn)在仍軌道懸面內(nèi)零不斷罩旋轉(zhuǎn)止，或璃者說奔軌道贊橢圓局以其豆不變胞的形辰狀在測(cè)軌道賤面內(nèi)賣旋轉(zhuǎn)共。通過塵解算格衛(wèi)星錄受攝聽運(yùn)動(dòng)喊的微晉分方則程，鎖可以嫂得到唱衛(wèi)星喂軌道診參數(shù)虎的變魄化規(guī)蹲律。GPS測(cè)量晝?cè)砗眉皯?yīng)搞用§3武.3衛(wèi)星紹的受粥攝運(yùn)蠶動(dòng)3.顧3.活2衛(wèi)星北受攝里運(yùn)動(dòng)醋方程1.用直穴角坐挑標(biāo)表蹦示的俯受攝變運(yùn)動(dòng)哪方程在直辦角坐劑標(biāo)系鳴中，汪衛(wèi)星芒的受善攝運(yùn)肝動(dòng)方頓程形捧式簡世潔。螞設(shè)作嫌用于蔑衛(wèi)星選上的貍攝動(dòng)吧力位莖函數(shù)女為R，則喘受攝品運(yùn)動(dòng)由方程攪的分?jǐn)[量形曠式可勿寫為甲：GPS測(cè)量灰原理箭及應(yīng)頃用§3乒.3衛(wèi)星沖的受借攝運(yùn)驚動(dòng)3.屠3.活2衛(wèi)星褲受攝這運(yùn)動(dòng)慰方程1.用直蘇角坐她標(biāo)表丸示的葉受攝制運(yùn)動(dòng)立方程式中啄，-(探/r3)x堵,謠-(冷/握r3)y遞,惠-道(概/r3)z分別勞為衛(wèi)失星在粥地球呈質(zhì)心會(huì)引力貌作用筒下產(chǎn)徹生的塔加速重度沿碧三個(gè)滑坐標(biāo)按軸的梅分量抄。這言種形省式的龍微分爪方程詳不適相合用令分析據(jù)的方防法求躬解，仙但可冷以用迎數(shù)值奔方法康求解肅。在涉求解陣的過祖程中輩不涉紅及衛(wèi)擇星的因軌道線參數(shù)蠻。難衫以得閑到關(guān)宴于衛(wèi)僑星的紐奉運(yùn)動(dòng)農(nóng)軌道吧及其搞變化質(zhì)規(guī)律黎。而雞以軌惠道參續(xù)數(shù)表鞋示的經(jīng)受攝奪運(yùn)動(dòng)刻方程燒則既傾可以舊用于遞數(shù)值室解法需也可互用于平分析何解法效。GPS測(cè)量啦原理優(yōu)及應(yīng)添用§3樂.3衛(wèi)星失的受解攝運(yùn)鞭動(dòng)3.沾3.戶2衛(wèi)星酬受攝璃運(yùn)動(dòng)請(qǐng)方程2.用軌扁道參障數(shù)表紋示的宇受攝倚運(yùn)動(dòng)洪方程拉格醫(yī)朗日饒用參篇數(shù)變憐易法費(fèi)解（3-眠25）式頂，得樓到以前二體遷問題發(fā)軌道擾參數(shù)預(yù)為變純量的膊受攝貿(mào)運(yùn)動(dòng)益方程少：GPS測(cè)量耗原理別及應(yīng)輔用§3偉.3衛(wèi)星荷的受擊攝運(yùn)宋動(dòng)3.爬3.裕2衛(wèi)星喇受攝商運(yùn)動(dòng)左方程2.用軌于道參稠數(shù)表斃示的興受攝糟運(yùn)動(dòng)唯方程拉格缸朗日朽行星僚運(yùn)動(dòng)攀方程庭說明痛受攝蕉運(yùn)動(dòng)朽與二質(zhì)體問濱題不獨(dú)同，較這時(shí)僑的軌檔道參摧數(shù)已尖不是鋸常數(shù)馳，其魔隨時(shí)下間的吩變化鞠率取讀決于糠等式閉右邊曉的函窩數(shù)（束包括蛾軌道峰參數(shù)錦和攝偏動(dòng)函窩數(shù)對(duì)崗軌道獄參數(shù)隨的偏被導(dǎo)數(shù)那）。是應(yīng)用錫拉格泡朗日艙行星茫運(yùn)動(dòng)劃方程刪解衛(wèi)音星受陵攝運(yùn)揚(yáng)動(dòng)可淘按下肯述步設(shè)驟進(jìn)疾行：①導(dǎo)出呼（3-漁26）式泡右端楊攝動(dòng)腹函數(shù)R的具給體表爹達(dá)式耐，將R改化龜為衛(wèi)母星軌首道參螺數(shù)的伶函數(shù)筆以便哨求導(dǎo)范。②解受笛攝運(yùn)筍動(dòng)方籍程，榆得到擁指定酸時(shí)刻湖的瞬疤時(shí)軌遵道參撕數(shù)。木一般存給定顧的初輸始條殿件是判對(duì)應(yīng)憂歷元糾時(shí)刻t0的軌得道參第數(shù)（t0）。如果臣給定雞的初紀(jì)始條灘件是柿歷元揭時(shí)刻究的運(yùn)旁動(dòng)狀態(tài)態(tài)，r（t0）、dr食/d昆t，也可落以按滅二體豪問題縮慧改化優(yōu)為（t0）GPS測(cè)量家原理瓜及應(yīng)文用§3看.3衛(wèi)星襲的受截?cái)z運(yùn)丟動(dòng)3.蕉3.候2衛(wèi)星揭受攝騰運(yùn)動(dòng)厭方程2.用軌貴道參墳數(shù)表裕示的傾受攝分運(yùn)動(dòng)促方程③計(jì)算認(rèn)對(duì)應(yīng)聚時(shí)刻調(diào)的衛(wèi)蔑星位棕置r(疼t)及速任度dr挺/d塞t。依躍瞬時(shí)穩(wěn)軌道麥參數(shù)（t）按二倆體問賊題的收公式混計(jì)算部衛(wèi)星她在t時(shí)刻喜的位裳置與詠速度陵。以上簡過程你稱為勻分析館解。棋在分蹦析法巴中，董通常牌使用受級(jí)數(shù)掘解法杯，即澇將含猛有軌帶道參甜數(shù)予的渴函數(shù)飯按肢的額近似員值展張開為鉆級(jí)數(shù)牌而后引逐步貓迭代刑的方符法求夏得一井定精末度的腿解。但是卡，如圣果攝侍動(dòng)力絹的性李質(zhì)為泛非保渣守力聾時(shí)，衰例如筆太陽若輻射偉壓力笛、大欲氣阻抵力因赤不存屑在位確函數(shù)位，顯誰然不帖能使曾用拉殿格朗捕日行妖星運(yùn)早動(dòng)方蜻程解芝衛(wèi)星吐受攝咬運(yùn)動(dòng)倒。此褲時(shí)，耕可將乎攝動(dòng)寸力所差產(chǎn)生栗的加斑速度域分解垮為互姓相垂旱直的妹三個(gè)秤分量S,原T,占W。S為沿返衛(wèi)星津矢徑方向慨的分將量，T為在津軌道夏平面修上垂茶直于揭矢徑蜻方向單并指音向衛(wèi)鼓星運(yùn)愿動(dòng)的將分量蘿，W為沿隊(duì)軌道味平面夠法線釘并按S,標(biāo)T,個(gè)W組成粉右手炭坐標(biāo)渾系取錢向的投分量合。這足樣，飲便可撈導(dǎo)出牛頓另受攝演運(yùn)動(dòng)吹方程：GPS測(cè)量資原理螞及應(yīng)教用§3怕.3衛(wèi)星箭的受灣攝運(yùn)怖動(dòng)3.生3.廊2衛(wèi)星輝受攝待運(yùn)動(dòng)險(xiǎn)方程2.用軌激道參進(jìn)數(shù)表物示的膀受攝爺運(yùn)動(dòng)墊方程GPS測(cè)量樣原理列及應(yīng)倦用§3諷.3衛(wèi)星塘的受退攝運(yùn)循動(dòng)3.控3.運(yùn)2衛(wèi)星慨受攝葛運(yùn)動(dòng)的方程2.用軌格道參閣數(shù)表仍示的樹受攝必運(yùn)動(dòng)蓄方程不論遍攝動(dòng)買力的妄性質(zhì)閥如何典，都騎可以候使用攪牛頓姐受攝司運(yùn)動(dòng)港方程蹦解衛(wèi)嚷星的百受攝揀運(yùn)動(dòng)鹿。其模解算蜂過程晉與拉剝格朗打日行踏星運(yùn)蒜動(dòng)方籍程相選似。悉只是街在導(dǎo)申出方唇程右慮端函逼數(shù)時(shí)訴不需聽要攝去動(dòng)函剪數(shù)對(duì)拍軌道蓄參數(shù)旗的偏慚導(dǎo)數(shù)鳥，而楊是代妖之以鋒攝動(dòng)章力的真三個(gè)戴加速下度分薄量S,龍T,真W。GPS測(cè)量版原理希及應(yīng)煩用§3段.3衛(wèi)星旋的受陣攝運(yùn)蔑動(dòng)3.輝3.淋2衛(wèi)星位受攝雀運(yùn)動(dòng)磁方程2.用軌凳道參否數(shù)表四示的乓受攝四運(yùn)動(dòng)友方程通過剃研究纏衛(wèi)星項(xiàng)運(yùn)動(dòng)慘的二表體問楚題可中知，搭如果起已知蒙衛(wèi)星五運(yùn)動(dòng)筍的軌綠道參速數(shù)，攜可以販計(jì)算妹出衛(wèi)肯星的樣狀態(tài)俱，即浙衛(wèi)星迫的位援置和撤速度遣。二睡體問悄題中哭，軌考道參味數(shù)是恢不變胳的常浩數(shù)。盛由于賀衛(wèi)星扛在運(yùn)那動(dòng)中紙受到軍各種堤攝動(dòng)雷力作接用的疑影響吩，其范軌道背參數(shù)柜隨時(shí)妙間而欺變化日。若礦已知心某一井初始筐時(shí)刻賭的軌舌道參成數(shù)，矩通過睬分析挺解算約含有織軌道粉參數(shù)赤的受抱攝運(yùn)夜動(dòng)方篇程，末可以切求得章軌道朵參數(shù)對(duì)的變件率，傲從而悼求得僻任一掙時(shí)刻養(yǎng)的軌值道參潑數(shù)?；诌@樣具，利猾用二失體問廣題的咱運(yùn)動(dòng)氧方程愉就可糧以求炊得任激一時(shí)?？痰姆庑l(wèi)星婆位置珠和速封度。GPS測(cè)量冒原理繩及應(yīng)俗用§3原.3衛(wèi)星眾的受猜攝運(yùn)蚊動(dòng)3.械3.疲2衛(wèi)星繩受攝匪運(yùn)動(dòng)勇方程2.用軌凝道參裁數(shù)表浸示的批受攝五運(yùn)動(dòng)境方程GP掏S衛(wèi)星預(yù)定位管中，裙需要?dú)v知道GP籃S衛(wèi)星撤的位仍置。纖通過潮衛(wèi)星晴的導(dǎo)枯航電冬文將畫已知蹤蝶的某笑一初承始?xì)v藝元的長軌道耗參數(shù)光及其梢變率委發(fā)給鼻用戶毅（接簽收機(jī)位），號(hào)即可葉計(jì)算徹出任遞一時(shí)顫刻的去衛(wèi)星夾位置苦。另?xiàng)壨?，險(xiǎn)通過辟在已位知的班地面紫站對(duì)GP牌S衛(wèi)星阿進(jìn)行誰觀測(cè)鏡，求跪得衛(wèi)予星在設(shè)某一爽時(shí)刻鍬的位展置，棚可以盈反求駝出衛(wèi)繡星的物軌道奏參數(shù)味，從儀而對(duì)坊衛(wèi)星捐的軌嘗道進(jìn)景行改披進(jìn)，勒實(shí)現(xiàn)智精密磨定軌騾，用貿(mào)于GP臺(tái)S精密排定位硬。GPS測(cè)量觀原理智及應(yīng)肺用GPS測(cè)量抓原理沉及應(yīng)夢(mèng)用3.剃4軌G慘PS衛(wèi)星環(huán)星歷衛(wèi)星乘星歷譽(yù)：是描跨述衛(wèi)獄星運(yùn)蟻動(dòng)軌橋道的幫信息耐。也跡可以傳說衛(wèi)飾星星去歷就蕩是一服組對(duì)稅應(yīng)某乓一時(shí)墨刻的指軌道濫根數(shù)籃及其摘變率魔。GP協(xié)S衛(wèi)星時(shí)星歷湖分為預(yù)報(bào)福星歷和后處隙理星抽歷。預(yù)報(bào)裁星歷靈：又叫要廣播寸星歷吊。通飼常包餅括相時(shí)對(duì)某弦一參偵考?xì)v茫元的黃開普決勒軌庭道根秋數(shù)和嬸必要鴨的軌膠道攝柜動(dòng)改辯正項(xiàng)外參數(shù)待。后處列理星極歷：是一月些國吊家某朵些部延門，巴根據(jù)鞏各自浮建立至的衛(wèi)并星跟完蹤站距所獲歐得對(duì)GP毒S衛(wèi)星峰的精愛密觀齡測(cè)資伏料，鍵應(yīng)用乘與確演定廣私播星陷歷相役似的策方法閘而計(jì)卷算的穗衛(wèi)星窄星歷聞。參考律星歷砌：相應(yīng)鴨參考層歷元樣的衛(wèi)由星開子普勒捏軌道嗓參數(shù)成也叫多參考絹星歷拉。GP妻S衛(wèi)星膏星歷儀傳送糖方式去：（1）C/饑A碼星欣歷，卡其中高星歷虧精度寬為數(shù)剃十米邁。（2）P碼星轎歷，旺精度輪提高么到5m左右泄。GP嶄S衛(wèi)星塊廣播揪星歷猶預(yù)報(bào)陣參數(shù)杏及其控定義網(wǎng)如下開：（參疾見SN行R/匹80形00用戶榮手冊(cè)謠）to寫e—腰—星歷遣表參努考?xì)v背元（澆秒）墊，星餓期日鼓子夜懂零時(shí)顧起算限的星防歷參鞠考時(shí)下刻。澆取值腸范圍禽：0~壯60炎48霜00交s。IO棋DE（AO徑DE）——星歷澡表數(shù)虎據(jù)量惑（N），侍數(shù)據(jù)拔齡期阿，即訊用于聯(lián)推算素星歷吧的監(jiān)四測(cè)站塞觀測(cè)蜂數(shù)據(jù)聲的最膛后觀搖測(cè)時(shí)冷刻tL到to廉e的時(shí)欠間間極隔，AO搜DE粒=粘to側(cè)e-tL。M0姜——按參遭考?xì)v陷元to化e計(jì)算瓦的平占均點(diǎn)士角（徹弧度倡），△N—醒—由精頁密星孫歷計(jì)勺算得櫻到的寧衛(wèi)星昨平均祥角速醉度與陽按給圾定參療數(shù)計(jì)好算所爛得的沸平均番角速倉度之貫差（翁弧度管），e—革—軌道紐奉偏心胖率，——軌道衡長半傷徑的悄平均銀根（m），Ω0閘——按參似考?xì)v疲元to妨e計(jì)算躁的升剛交點(diǎn)昂赤經(jīng)援（弧夸度）旨，i0姥——按參高考?xì)v掀元to悼e計(jì)算毛的軌找道傾敵角（雞弧度惕），ω—仿—近地鏈點(diǎn)角隊(duì)距（渴弧度蟲）。3.懶4呀G隙PS衛(wèi)星艘星歷GPS測(cè)量霧原理聰及應(yīng)電用——近交睡點(diǎn)赤飛徑變例化率怪（弧虧度/秒）Cu傻c——緯度栗幅角坊的余敞弦調(diào)梁和項(xiàng)授改正鋒的振球幅（乳弧度辱），Cu藝s——緯度咳幅角依正弦園調(diào)和摸項(xiàng)改納正的夸振幅排（弧股度）漫，Cr斥c——軌道降半徑合的余呀弦調(diào)皇和項(xiàng)認(rèn)改正劉的振繪幅（先米）烏，Cr筐s——軌道摟半徑爐的正溜弦調(diào)健和項(xiàng)征改正抓的振樹幅（值米）內(nèi)，Ci從c——軌道凝傾角閃的余棋弦調(diào)初和項(xiàng)鴿改正域的振趟幅（療弧度座），Ci使s——軌道銷傾角舉的正剝弦調(diào)搞和項(xiàng)銀改正件的振兩幅（這弧度價(jià)），GP停D—殖—周數(shù)敢（周賴），雪星期慎數(shù)Tg扯d——載波L1、L2的電漫離層摘時(shí)延華遲差推（秒衫）。3.費(fèi)4居G行PS衛(wèi)星服星歷GPS測(cè)量摟原理哲及應(yīng)匪用3.差4齒G赴PS衛(wèi)星添星歷IO偷DC塘——星鐘咱的數(shù)負(fù)據(jù)量眾（N），ɑ0臟——衛(wèi)星核鐘差環(huán)（秒譽(yù)）——時(shí)間睡偏差膠，ɑ1董——衛(wèi)星熱鐘速棵（秒/秒）——頻率筑偏差逝系數(shù)組，ɑ2坐——衛(wèi)星寺鐘速突變率碌（秒/秒2）——漂移澤系數(shù)土，衛(wèi)星宜精度——（N），衛(wèi)星陸健康——（N）。其中△n中包倡括軌壇道參菠數(shù)ω的長噴期攝局動(dòng)?！鱪中主鳳要是煌二階顛帶諧榴項(xiàng)引任起的ω的長泄期漂壓移，腐包括祝了日煩、月遵引力達(dá)攝動(dòng)紐奉和太木陽光被壓攝贈(zèng)動(dòng)。前在Ω中主蔬要是磁二階德帶諧妹項(xiàng)引鄰起Ω的長蓬期漂慚移，固也包優(yōu)括了備極移嗓的影膨響。GPS測(cè)量鏈原理岡及應(yīng)周用星歷參數(shù)含義衛(wèi)星PRN06a0(s)a1(s/s)a2(s/s2)t0e(s)IODE(s)√a(m0.5)ei0(rad)Ω（rad）Ω0(rad)M0(rad)Δn(rad/s)Ω(rad/s)I(rad/s)Cus(rad)Cuc(rad)Cis(rad)Cic(rad)Crs(m)Crc(m)GPD(C)Tgd(s)IODC(N)衛(wèi)星精度（N）衛(wèi)星健康（N）衛(wèi)星鐘差——時(shí)間偏差衛(wèi)星鐘速——頻率偏差系數(shù)衛(wèi)星鐘速變率——漂移系數(shù)星歷表參考?xì)v元星歷表的數(shù)據(jù)齡期（AODE）軌道長半徑的平方根軌道偏心率按參考?xì)v元t0e計(jì)算的軌道傾角近地點(diǎn)角距按參考?xì)v元t0e計(jì)算的升交點(diǎn)赤經(jīng)按參考?xì)v元t0e計(jì)算的平近點(diǎn)角平均角速度之差升交點(diǎn)赤經(jīng)變化率軌道傾角的變化率緯度幅角的正弦調(diào)和項(xiàng)改正的振幅緯度幅角的余弦調(diào)和項(xiàng)改正的振幅軌道傾角的正弦調(diào)和項(xiàng)改正的振幅軌道傾角的余弦調(diào)和項(xiàng)改正的振幅軌道半徑的正弦調(diào)和項(xiàng)改正的振幅軌道半徑的余弦調(diào)和項(xiàng)改正的振幅GPS周數(shù)載波L1和L2的電離層時(shí)延遲差星鐘的數(shù)據(jù)齡期(AODC)-0.231899321079E-06000.720000000000E+040.970000000000E+020.515365263176E+040.678421219345E-020.958512160302E+00-0.258419417299E+01-0.137835982556E+01-0.290282040486E+000.451411660250E-08-0.819426989566E-08-0.253939149013E-090.91213732957