计算卫星位置.ppt

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1、第05次课卫星位置计算知识回顾i：轨道面的倾角，即卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角。Ω：升交点的赤经，即在地球赤道平面上，升交点与春分点之间的地心夹角。升交点为当卫星由南向北运行时，其轨道与地球赤道面的一个交点。以上2个参数，唯一地确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向。知识回顾a：轨道椭圆长半轴。e：轨道椭圆的偏心率。以上2个参数，确定了开普勒椭圆的形状和大小。知识回顾ω：近地点角距。即在轨道平面上，升交点与近地点之间的地心夹角。这1个参数表达了开普勒椭圆在轨道面上的定向。M0：卫星过近点时刻。该参数是时间的函数，它确定了卫星在轨道上的瞬时位置。3.3运动微分方程的解

2、1.面积积分2.轨道积分3.开普勒积分4.能量积分和活力公式5.轨道根数6.几种近点角与时间的关系4.能量积分和活力公式1.能量积分2.活力公式5.轨道根数Q：当轨道倾角i＝0时，升交点赤经Ω如何表示？当e＝0时，近升角距如何表示？1.开普勒轨道根数产生的原因是轨道倾角的参考面选择问题；选择其他参考面。2.i=0的情况当e＝0时，卫星轨道为正圆；ω、M0无法表示确定3.e=0的情况3.3运动微分方程的解1.面积积分2.轨道积分3.开普勒积分4.能量积分和活力公式5.轨道根数6.几种近点角与时间的关系6.几种近点角与时间的关系1.平近点角与时间的关系开普勒方程2.平近点角与偏

3、近点角的关系3.偏近点角与真近点角的关系轨道方程速度公式几何关系4.二体问题的基本关系式§3.4二体问题的卫星星历计算二体问题的卫星星历计算1.卫星的瞬时位置2.卫星的运行速度3.卫星视位置计算4.卫星位置和速度计算的实用方法1.卫星的瞬时位置i：轨道面的倾角。Ω：升交点的赤经。a：轨道椭圆长半轴。e：轨道椭圆的偏心率。ω：近地点角距。M0：卫星过近点时刻。已知条件未知数卫星位置（X，Y，Z）（X，Y，Z）属于地固坐标系时间参数任意时刻tt属于导航系统时1.卫星的瞬时位置计算思路（1）计算卫星在轨道平面内的坐标（x,y）（2）计算卫星在天球坐标系内的坐标（Xcs，Ycs，Z

4、cs）（3）计算卫星在地球坐标系内的坐标（X，Y，Z）(1)计算卫星在轨道平面内的坐标由已知轨道参数a，计算平均角速度n(1)计算卫星在轨道平面内的坐标已知卫星过近地点时刻τ，计算平近点角M(1)计算卫星在轨道平面内的坐标开普勒方程，计算偏近点角E(1)计算卫星在轨道平面内的坐标计算真近点角f(1)计算卫星在轨道平面内的坐标计算卫星矢径的模r(1)计算卫星在轨道平面内的坐标计算卫星在轨道平面直角坐标系的坐标(1)计算卫星在轨道平面内的坐标绕h旋转ω绕x轴旋转i绕Zcs轴旋转Ω=(2)计算卫星在天球坐标系内的坐标(2)计算卫星在天球坐标系内的坐标=(3)计算卫星在地球坐标系内

5、的坐标(4)协议地球坐标系的位置2.卫星的运行速度计算思路（1）计算卫星在轨道平面内的速度（2）计算卫星在天球坐标系内的速度（3）计算卫星在地球坐标系内的速度微分(1)轨道直角坐标系中==(2)计算卫星在天球坐标系内的速度=地球自转角速度(3)地球坐标系的速度(4)协议地球坐标系的速度§2.4二体问题的卫星星历计算1.卫星的瞬时位置2.卫星的运行速度3.卫星视位置计算4.卫星位置和速度计算的实用方法3.卫星视位置计算3.卫星视位置计算已知条件未知数测站在地心地固坐标系中的坐标卫星在地心地固坐标系中的坐标卫星在站心直角坐标系中的坐标卫星在站心极坐标系中的坐标坐标原点：P点N：

6、指向真北E：指向东方U：法向左手坐标系(1)站心直角坐标系坐标原点：P点E：指向东方N：指向真北U：法向左手坐标系平移(1)站心直角坐标系坐标原点：P点E：指向东方N：指向真北U：法向左手坐标系平移旋转121(1)站心直角坐标系坐标原点：P点E：指向东方N：指向真北U：法向左手坐标系平移旋转1旋转2132(1)站心直角坐标系坐标原点：P点E：指向东方N：指向真北U：法向左手坐标系平移旋转1旋转2右左系变换2341(1)站心直角坐标系平移旋转1旋转2右左系变换2341＝(1)站心直角坐标系(1)站心直角坐标系坐标原点：P点A：大地方位角h：高度角d：星站间的距离(2)站心极坐

7、标系(3)星空图§2.4二体问题的卫星星历计算1.卫星的瞬时位置2.卫星的运行速度3.卫星视位置计算4.卫星位置和速度计算的实用方法作业二体问题中，卫星位置计算的基本流程；二体问题中，卫星速度计算的基本流程；上机计算任意时刻卫星的位置和速度C=299792458m/sGM＝3986005×108m3/s2