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GPS测量定位技术精品课程 卫星的运行及其轨道 GPS定位系统包括三大部分 1 地面监控部分 2 空间卫星部分 3 用户接收部分 GPS测量定位技术精品课程 空间卫星部分 24颗卫星 21 3 6个轨道平面55 轨道倾角2万km轨道高度 地面高度 12小时 恒星时 轨道周期5个多小时出现在地平线以上 每颗星 卫星的运行及其轨道 GPS测量定位技术精品课程 卫星的运行及其轨道 卫星运动轨道 卫星在空间绕地球运行时 除了受地球重力场的引力作用外 还受到太阳 月亮和其他天体的引力 以及太阳光压 大气阻力和地球潮汐力等因素的影响 理想轨道 假设卫星只受到地球为均质球体的引力 质量集中于球体的中心 称为中心引力 决定的卫星运动轨道 轨道 实际轨道 卫星受到摄动力 非中心引力 包括地球非球形对称的作用力 日月引力 大气阻力 光辐射压力以及地球潮汐力等 决定的卫星运动轨道 GPS测量定位技术精品课程 摄动力对卫星运行轨道的影响 地球体不规则及质量分布不均匀而引起的作用力 太阳和月球的引力 太阳的直接与间接辐射压力 大气的阻力 摄动力的影响 地球潮汐的作用力 磁力 卫星的运行及其轨道 GPS测量定位技术精品课程 理想情况下的卫星运动 根据牛顿万有引力定律 在上述理想情况下 卫星相对于地球的引力加速度为 式中 G地球引力常数 M地球质量 m卫星质量 r卫星的地心向径 卫星的运行及其轨道 GPS测量定位技术精品课程 卫星的运行及其轨道 理想情况下的卫星运动 所谓理想情况下的卫星运动 是将地球视作匀质球体 且不顾及其它摄动力的影响 卫星只是在地球质心引力作用下而运动 它是卫星运动的第一近似描述 研究意义 它是至今唯一能得到的严密分析解的运动 它是全部作用力下的卫星运动更精确解的基础 GPS测量定位技术精品课程 理想情况下的卫星运动 开普勒第一定律 卫星运行的轨道是一个椭圆 地球质心位居椭圆的一个焦点上 该定律表明 卫星相对于地球质心的运动轨道是一个椭圆 该椭圆有着固定的形状和大小 椭圆上距离地球质心最远的一点称为远地点 距离地球质心最近的一点称为近地点 卫星运行轨道椭圆 卫星的运行及其轨道 GPS测量定位技术精品课程 理想情况下的卫星运动 开普勒第二定律 卫星的地心向径 即地球质心与卫星质心间的距离向量 在相同的时间内所扫过的面积相等 开普勒第二定律表明 卫星沿轨道椭圆的运行速度在不断变化 在近地点处速度最大 在远地点处速度最小 相等时间地心向径扫过的面积 卫星的运行及其轨道 GPS测量定位技术精品课程 理想情况下的卫星运动 开普勒第三定律 卫星围绕地球运行的周期的平方与轨道椭圆长半径的
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