卫星运动基础与轨道计算PPT课件

基本概念,卫星轨道定义:卫星运行轨道卫星轨道运动原于牛顿引力理论引力特点引力作用距离远引力与物体间介质无关引力传播瞬息即至，无传播速度卫星运动二体运动：只研究二个天体的作用限制二体运动：不考虑被吸引物体质量被吸引体在引力作用运动状态,研究思路,将地球作为均质球体，质量集中在质心（中心力）对卫星的引力，求卫星运行的理想轨道再考虑摄动力（非中心力）对卫星轨道的影响地球非对称作用力日、月阻力光辐射压力地球海水潮汐，固体潮汐,天体力学的理论基础,牛顿万有引力定律开普勒三大定律,牛顿万有引力定律,开普勒三大定律,卫星运动微分方程,根据牛顿万有引力定律其中：G为引力常数，M为地球质量，m为卫星质量，r为卫星的地心向径卫星的质量m相对地球的质量M可以忽略，于是有令K=GM，上式也可以表示为：,开普勒第一定律,在中心力场作用下，卫星绕地球运行，轨道面是过地球质心平面，卫星运行轨道是椭圆，地球质心在椭圆一个焦点上。上式积分后得面积积分为积分常数，垂直于运动平面证明二体运动是平面运动,开普勒第二定律,卫星质心与地球质心的向量，在相同时间内扫过的面积相等积分得：,卫星运动轨道方程,椭圆轨道参数a：长半轴；b：短半轴c：焦点与椭圆中心间距e：偏心率；p：焦参数,卫星运动轨道方程,卫星轨道方程：讨论：e=0,r=p即a=b,轨道为圆e302400s时，应减去604800s；当RINEX格式文件格式说明,精密星历,IGS简介,IGS是一个国际性服务组织，由国际大地测量协会IAG于19921993年筹建，1994年正式成立，原称“InternationalGlobalPositioningSystem(GPS)ServiceforGeodynamics(IGS)”，1999年1月1日改名为“InternationalGPSService(IGS)”,其目的是为大地测量和地球物理研究活动提供观测数据和数据产品支持和服务。IGS的数据和数据分析产品是通过分布于全球的380个GPS永久跟踪站(2004年11月24日，图2.3.22)，其内容是：GPS卫星精密星历、地球自转参数、IGS跟踪站在ITRF框架下的坐标及速度、GPS卫星和IGS跟踪站钟差信息、电离层信息、对流层信息。,全球IGS站,/network/allmaps.html,我国大陆的IGS站,我国大陆的IGS站有wuhn(武汉)、bjfs(北京)、shao(上海)、xian(西安)、lhas(拉萨)、kumn(昆明)、urum(乌鲁木齐)。,精密星历格式,SP3格式定义StandardProduct#3一种精密星历格式，IGS精密星历采用此格式历史1985年美国NGS（NationalGeodeticSurvey）公布SP1、ECF1、SP2、ECF21989年加入EF13以上格式均未考虑卫星钟信息1989年提出SP3、ECF3和EF18，1991年正式发布,精密星历格式,存储方式ASCII内容精密星历（每隔15分钟给出1个卫星的位置，有时还给出卫星的速度）特点提供精密星历,精密星历格式,命名规则命名方法：8+3文件名命名规则例：igs11065.sp3(.Z)，igr11065.sp3(.Z),精密星历格式,文件结构命名方法：8+3文件名命名规则例：igs11065.sp3(.Z)，igr11065.sp3(.Z),精密星历格式,文件格式说明参见：/pub/data/format/sp3_docu.txt内容,文件格式说明,参见：/pub/data/format/sp3_docu.txt内容,文件格式说明,内容,轨道内插,常用内插方法如拉格朗日多项式内插（LagrangePolynomialInterpolation）三次样条内插（CubicSplineInterpolation）三角多项式内插（Trigonomet