GPS卫星位置计算0001

1、GPS卫星位置计算GPS E星彼置计算实舲# 假，合陋工业大学专业班班,，恻徐工程M-7班# 晚;土木与水利工程学浣指导激师二成;1叶一，卖除日的1、通过对GPS卫星位置的计算，增强我们对GPS测量原理及应用课程的理 解，使我们牢固掌握GPS测量的基本原理和过程，熟悉GPS测量数据处理的基 本技能和计算方法。义提高运用计算机语言编程开发能力，运用测量平差知识、数学知识和计算机 知识，通过给定的程序算法，编制程序实现GPS卫星位置的计算过程。二，卖舱用客及要求I,通过课堂对GPS测量原理的学习，在课后自主完成GPS卫星位置的计算过程 并按照课本上的步骤设计程序完成GPS卫星位置的计算过程；2、要

2、求每位同学独立完成GPS卫星位置的计算过程，编写程序，调试程序，并 编写程序设计文档。要求过程和算法正确、程序运行正确、设计文档完备； 三，锦程做针工具运用自己熟悉的编程开发语言（C、C#、C+、VC、VS、VB、FORTRAN等）。西，实舱总侏7、实般荷草价格运行后的主界面比以前做的程序要漂亮些，给界面增加了一副图片，让界面 看起来还是比较的漂亮，但由于起始的参数较多，因此，界面整体看起来比较 的拥挤，但这个不影响程序的计算过程。整个程序的功能不是很多，但满足了基本的要求，能够进行卫星的位置计算，并且能够达到很好的精度，与课本上给出的结果相差很小，符合实验的要求。为了避免繁琐的数据的输入，在

3、本次程序中我增加了一个默认数据I的功能 按钮，点击默认数据I后，程序自动给相关的起始数据赋值并显示在界面上，如 图所示:这些数据是教材GPS测量原理与应用41页的卫星星历数据;用户也可以根据需要更改相应的数据，如上图所示，当点击_计算按钮时, 就可以在对话框相应的位置计算出卫星的坐标，如下图所示：4 GPS卫星坐标计算欢迎使用GPSE星假置默认数据| 重新输入|地面观测时刻|2请输入以下的各项参数aO |-2.318993210T9e-007 al|0a2 |0时|0分 toe |7200w|-2. 58419417299toe |7ZOOroot a 15153. 65263176e|0.

4、0067842121934510 0. 958512160302Q0 |-1.37835982556(-0. 290282040486dn |4.51乳166025c-009卜B.L9426989566lDD9-2. 53939149013c-010Cus|9.12137329578c-006 Cue 1. 8998980E；222c-007 Cis |9. 49949026108c-008Cie 1. 30385160446e-008 Crs|4. 0625Crc 201. 875计算Xk |4589210. 3510074820卫星在地固坐标系中的坐标 Yk |25371005.69995

5、80190Zk -5618292. 2998269377n。|0. 000145855728701410.00014586024281801tkK00000023189932107 Mk|-0. 2902220404521750Ek |-Q. 292236535722092fdr l-O. 2899T1848651872S7kdi-0.2922365357221154-0.3029897501154000Fkukik |0. 9585122193032555$-25478990. 387923494E 2941974224523406 du|0.95703517541907268-2.8T83

6、86848350050Lrk6865496.271312B753326387762.1301881370-L 903392153815gL23.其中，计算出的卫星的坐标为Xk = 4589210. 3510074820 ， Yk=25371005. 6999580190, Zk = -5618292.2998269377,这是卫星在地固坐标系中的坐标，如果还知道极移参数就可以计算出卫星在协议地球坐标系中的坐标 了。用户也可以选择清除计算的结果，点击青除结果I即可完成，如下图所示:用户也可以选择重新输入数据，点击重新输入就可以将输入的参数清零，如下图所示。每次的默认数据均相同，用户可以选择输入默

7、认数据后再更改需 要更改的地方，来完成计算过程。当用户选择了重新输入后，即所有的起始数据均清零后，此时不能参与计 算，若用户点击了计算按钮，则系统会提示用户输入的数据有误！当运 行程序显示主界面时，如果用户同样不小心点击了_计算I按钮，则会出现 同样的提示信息，以此来提示用户没有输入起始数据，避免产生不必要的错误。当数据清零后点击一计算I会提示用户输入的数据有误!2、 卖舱2得GPS卫星位置的计算实验不是很难，因为实验过程在书上很详细，只要按照 步骤进行，计算过程就不会出现问题。我起始是先把程序调试正确，在调试的 过程中，采取了简单的直接给参数赋值的方法，因此，很快就把程序调试正确 了。在后期

8、的修改工作中，我修改掉了直接赋值的地面观测时刻对应的标准GPS 时间3而是通过计算过程得出的。这样要不了多久就把整个程序调通了，调 试过程没有花很多的时间。在查了一些资料后，我给对话框的界面增加了一幅 位图，并在图片上打印出字体，调整界面的编辑框的分布后看上去整个程序就 变得挺不错的，尽管界面看起来有点儿拥挤，但并不影响程序的计算过程的正 确性。整体来说效果不错，但显然需要改进的地方很多，就像刚才说的，界面 整体看起来比较拥挤，这个更改起来比较容易，如下图所示：这样看起来就比较的舒服，不会导致眼睛疲劳，但中间的计算过程均没有，调 试时我们可以选择前者，后期修改时我们就可以去掉中间的计算过程。这

9、是做 的比较好的方而。程序可能还曾在很多我没有发觉的问题，还请老师多多指教。3、 卖徐保代通(部今)void CGPSDlg:0nJisuan()(UpdateData ();1 f(!(m_aO m_al I m_a2 | m_Cic j m_Cis | m_Crc | m_Crs | m_Cuc i m_Cus i m_dn m_e && m_roota i m_Im_iOm_M0 m_Q ； m_Q0 m_toc I i m_toe | I m_tph j m_tpm ! m_w)一 一 一 一 " 一 一 MessageBox (输入数据有误，请重新输入！ )

10、； SetFocus ();else/nO, n, tk, Mk, Ek, Vk, cosVk, sinVk, du, dr, di, uk, rk, ik, xk, yk, , Xk, Yk, Zk 均为课本上参数/Eki为趋近计算迭代参数,Fk为6 k, Qk为Q k, 3double nO, n, tk, Mk, Ek, Eki, cosVk, sinVk, Vk, Fk, du, dr, di, uk, rk, ik;double xk, yk, Qk, Xk, Yk, Zk, t, tl, dn;char x40, y40, z40;/ charchi40, ch240, ch340

11、, ch440, ch540, ch640, ch740, ch840, ch9 40, chl040, chll40, chl240, chl340, chl440, chl540,chl640计算卫星运行的平均角速度n0和nn0 = sqrt(u)/(m_roota * m_roota *m_roota);n = nO + m dn;计算归化时间tl = m_tph * 3600 + m_tpm * 60;dn = m_a0 + m_al * (tl - m_toc) + m_a2 * (tl - m_toc)*(tl - m_toc);t = tl - dn;tk = t - m toe

12、;观测时刻卫星平近点角Mk的计算Mk = m M0 + n * tk;计算偏近点角Ek,趋近计算Ekl= Mk;do(Ek = Eki;Eki = Mk + m_e * sin(Ek);while(fabs(Eki - Ek) > le-12);真近点角Vk的计算cosVk = (cos (Ek) - m_e)/ (1 - m_e * cos (Ek);sinVk = (sqrt(1 - m_e*m_e)*sin(Ek)/(1 - m_e * cos(Ek);Vk = atan(sinVk/cosVk);判断Vk的正负号if (sinVk > 0 && cosVk

13、>0)Vk = fabs(Vk);else if (sinVk > 0 && cosVk <0)Vk = PI + Vk;else if (sinVk < 0 && cosVk >0)Vk = Vk; elseVk = PI + Vk;升交距角4)k的计算,用Fk表示 Fk = Vk + m w;摄动改正项计算du 二m_Cuc*cos(2*Fk)+m_Cus*sin(2*Fk);dr =m_Crc*cos(2*Fk)+m_Crs*sin(2*Fk);di =m_Cic*cos(2*Fk)+m_Cis*sin(2*Fk);经过摄动改

14、正后的升交距角的Uk,卫星矢径的摄动量,轨道倾角 uk = Fk + du;rk = m_roota * m_roota * (1 - m_e * cos(Ek) + dr;ik = m iO + di + m I * tk;计算卫星在轨道平面坐标系的坐标xk 二 rk * cos (uk);yk 二 rk * sin(uk);观测时刻升交点经度的计算Qk 二 m_Q0 + (m_Q - we) * tk - we * m_toe;计算卫星在地心固定坐标系中的直角坐标GPS卫星位置计算Xk = xk * cos (Qk) - yk * cos(ik) * sin(Qk);Yk = xk * s

15、in(Qk) + yk * cos(ik) * cos(Qk);Zk = yk * sin(ik);sprintf (x, %. Xk);sprintf (y, %. 101f，Yk);sprintf (z, %. 101f, Zk);GetDlgltem(IDC_EDIT20)->SetWindowText(x);GetDlgItem(IDC_EDIT21)->SetWindowText(y);GetDlgltem(IDC_EDIT22)->SetWindowText(z); UpdateData(FALSE);)void CGPSDlg:OnDefault()设置默认数据，数据为课本p41页的广播星历数据，其中观测时刻为2时0 秒m_tph = 2. 0; m_tpm = 0. 0; m_toc = 7200. 0;m a0 = -0. 231899321079e-06;m al = 0. 0; m a2 = 0. 0;m toe = 0.720000000000e+04;m roota = 0.5e+04;m e = 0. 678421219345e-02;m iO = 0. 958512160302e+00;m w 二-0.258419417299e+01;m_Q0 = -0. 6e