《计算卫星位置》PPT课件

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 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 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 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 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 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 升交点的赤经 a 轨道椭圆长半轴 e 轨道椭圆的偏心率 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 Zcs 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 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 绕x轴旋转i绕Zcs轴旋转 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 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 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1 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 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 1 站心直角坐标系 平移 旋转1 旋转2 右左系变换 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