《GPS數(shù)據(jù)處理》試驗(yàn)指導(dǎo)書

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《GPS數(shù)據(jù)處理》試驗(yàn)指導(dǎo)書

（供測繪工程專業(yè)用）

（2023年）

戴吾蛟編

二零一三年四月中南大學(xué)測繪與遙感科學(xué)系

前言

GPS數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)是學(xué)習(xí)本門課程的重要環(huán)節(jié)之一，試驗(yàn)的設(shè)置是為了協(xié)同課堂教學(xué)，使學(xué)生熟練把握和深入理解課堂教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步加強(qiáng)GPS數(shù)據(jù)處理算法及流程。

試驗(yàn)內(nèi)容

本門課程必做的試驗(yàn)有（在VisualC++.net2023環(huán)境下）：1.GPS衛(wèi)星位置計(jì)算程序設(shè)計(jì)；2.偽距單點(diǎn)定位程序設(shè)計(jì)；3.GPS數(shù)據(jù)質(zhì)量分析；4.GPS工程控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理；

試驗(yàn)1GPS衛(wèi)星位置計(jì)算程序設(shè)計(jì)

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

?熟悉導(dǎo)航文件數(shù)據(jù)格式及參數(shù)意義；

?把握利用導(dǎo)航星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行衛(wèi)星位置計(jì)算的詳細(xì)步驟；?把握衛(wèi)星位置計(jì)算程序設(shè)計(jì)技巧；

二、試驗(yàn)內(nèi)容與要求

設(shè)計(jì)一個衛(wèi)星位置計(jì)算的函數(shù)；利用已有的RINEX格式導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)讀寫函數(shù)(NavFileRead.h,NavFileRead.cpp)，從導(dǎo)航文件中讀取數(shù)據(jù)，調(diào)用自己設(shè)計(jì)的衛(wèi)星位置計(jì)算函數(shù)計(jì)算每顆衛(wèi)星在星歷發(fā)布時刻的衛(wèi)星位置(doubletranstime;//電文發(fā)送時間(GPS星期秒))，并保存至一個文件中。

計(jì)算的詳細(xì)步驟：

1.計(jì)算真近點(diǎn)角fs

（1）計(jì)算平均角速度

1

2n??GM?GM?398600.5(km3/s2)0?3??as?n?n0??n

（2）計(jì)算歸化觀測時間tk

tk－以參考時刻toe為基準(zhǔn)的歸化觀測時間。

if(tk?302400)則tk??604800;if(tk??302400)則tk??604800else

t?t???t

?t?a?a(t??t)?a(t??t)201oe20e

t'－為觀測時刻衛(wèi)星的鐘面時t－經(jīng)衛(wèi)星鐘差改正的觀測時刻

（3）計(jì)算觀測時刻t的平近點(diǎn)角Ms和偏近點(diǎn)角EsMs?Ms0?ntk

Es?Ms?essinEs

令Ms=Es進(jìn)行迭代計(jì)算

（4）計(jì)算觀測時刻的真近點(diǎn)角

cosEs?es?cosfs?

1?escosEs??1?22(1?es)sinEs?sinf??s1?escosEs?

2fs?arctan[(1?essinEs)/(cosEs?es)]

1?esEfs?2arctan(tank)1?es2

2.計(jì)算升交距角及軌道攝動改正項(xiàng)

參考?xì)v元的升交距角：u0=?s+fs攝動改正項(xiàng)

?u?Cussin2u0?Cuccos2u0

?r?Crssin2u0?Crccos2u0

?i?Cissin2u0?Ciccos2u0

3.計(jì)算升交距角、衛(wèi)星的地心距離及軌道傾角u?u0??u

r?as(1?escosEs)??r

?tki?i0??i?i

4.計(jì)算衛(wèi)星在軌道坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（x,y,z）

??x??rcosu??y??????rsinu???z????0??

5.計(jì)算觀測時刻升交點(diǎn)的經(jīng)度

???0?(????)tk??t0e??7.292115?10?5(rad/s)

6.計(jì)算在協(xié)議地球系中的空間直角坐標(biāo)

??X??x??Y??R(??)R(?Z??i)?y?31???????z??

?cos??sin?cosi

R3(?