卫星运动的基础知识

第三章卫星运动的基础知识与GPS卫星星历,第一节卫星的无摄运动与受摄运动一、卫星的无摄运动卫星运动不仅受地心引力的作用，而且还受到非地心引力、日月引力、行星引力、太阳光压、地球潮汐、大气阻力等影响。除地心引力外的其它作用力称为摄动力。只考虑地心引力的卫星运动叫无摄运动，考虑其它作用力的卫星运动叫受摄运动。,1、卫星运动的开普勒定律,第一定律：卫星轨道是椭圆，一个焦点是地心。第二定律：卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积相等。第三定律：卫星运行的周期平方与轨道长半径立方成比例。,扫过的面积相等,2、无摄运动的轨道参数,轨道形状与大小：轨道长半径as；扁心率es；轨道椭圆在轨道平面上的定向：近地点角距；卫星在轨道平面上的位置：真近点角V（变量）；轨道平面与地球体之间的相对定向：升交点赤经；轨道面倾角i。辅助参数平近点角M和偏近点角E。M=n(t-t0)t0为卫星过近地点时刻。参数说明近地点角距近地点与升交点的地心夹角。真近点角卫星与近地点的地心夹角。升交点赤经升交点与春分点的地心夹角。轨道面倾角卫星轨道面与天球赤道面的夹角。升交距角卫星与升交点的地心夹角，即真近点角与近地点角距之和。,,开普勒六参数,偏近点角E,3、偏近点角与真近点角的计算,偏近点角：E=M+e.sinE真近点角：,,4、无摄卫星位置计算,在轨道直角坐标系中的位置：卫星在天球坐标系和地球坐标系中的位置通过坐标系的转换求得。但在转换前需加摄动改正。,,二、卫星的受摄运动,受摄运动的卫星位置是在无摄位置的基础上加相应的改正数求得。1、地球赤道隆起的影响1）引起升交点赤经变化，变率；2）引起近地点角距变化，变率；3）引起平近点角M变化，变率M或n或n；2、其它影响。引起切向、法向、径向偏移。增加6个参数Cus，Cuc，Cis，Cic，Crs，Crc。,第二节GPS卫星星历,卫星星历是描述卫星运行轨道的参数，分预报星历和后处理星历。1、预报星历由卫星向用户播发。可用于实时定位。分C/A码星历和P码星历。内容：分三部分，开普勒六参数、轨道摄动九参数、时间二参数。,预报星历的内容：1）开普勒六参数e,i0,s,0,M00星期日子夜零时的格林威治子午面与参考时刻toe时的升交点所在子午面之间的夹角。,2)轨道摄动九参数3）时间二参数toe星期日子夜零时起算的星历参考时刻。取值范围：0604800s。AODE数据龄期，即用于推算星历的监测站观测数据的最后观测时刻tL到toe的时间间隔，AODE=toe-tL。注：不属于星历的其它信息表2.3前3行，后5行，与星历同属导航电文。1）卫星钟差改正参数：ts=a0+a1(t-toC)+a2(t-toC)2toC星钟参考时刻。2）GPD星期数，取值范围01024，1980.1.61999.8.22，1999.8.222019.4.6,2、后处理星历,国际组织、国家、城市、仪器制造商等由自已的跟踪站观测数据推算，由网络、手机、电视、光盘、磁带等介质以免费或收费的方式向用户提供。一般不能实时定位。利用精密星历及其它手段进行精密单点定位，精