卫星导航定位算法与程序设计-第13课位置计算

主讲：刘晖副教授武汉大学卫星导航定位技术研究中心卫星导航定位算法与程序设计单点定位算法的课程路线关于单点定位数据模型回顾单点定位总体设计GNSS中的协议矩阵函数编码实现各个模块时间算法坐标算法文件I/O卫星位置计算各项改正计算联合调试提交成果第十三讲卫星位置计算内容星历概述星历计算中常用常量和参数星历参数详解广播星历参数精密星历参数根据广播星历计算卫星位置等参数根据精密星历计算卫星位置等参数上机实习5星历计算中常用常数和符合卫星星历6星历参数详解①7星历参数详解②8星历参数详解③9星历参数详解④10广播星历11精密星历内容星历概述根据广播星历计算卫星位置等参数计算卫星位置计算卫星钟差计算卫星速度

根据精密星历计算卫星位置等参数上机实习13计算思路首先计算卫星在轨道平面坐标系下的坐标然后将上述坐标分别绕X轴旋转-i角、绕Z轴旋转-k角，求出卫星在地固系下的坐标根据广播星历计算卫星参数轨道平面坐标系轨道参数15计算卫星位置(1/5)计算轨道长半轴计算平均运动角速度计算相对于星历参考历元的时间t为信号发射时的时间tk的取值16计算卫星位置(2/5)对平均运动角速度进行改正计算平近点角计算偏近点角（利用开普勒方程迭代求解）计算真近点角17计算卫星位置(3/5)计算升交角距(未经改正的)计算二阶调和改正数计算升交角距的改正数计算向径的改正数计算轨道倾角改正数18计算卫星位置(4/5)计算经过改正的升交角距计算经过改正的向径计算经过改正的轨道倾角计算卫星在轨道平面上的位置计算卫星位置(5/5)14计算改正后的升交点经度15计算在地固坐标系下的位置20计算卫星钟差卫星C/A码信号发射时刻的改正其中：tr为相对论效应改正。计算卫星运动速度（1）1,2,3,4,计算卫星运动速度（2）内容星历概述根据广播星历计算卫星位置等参数根据精密星历计算卫星位置等参数上机实习24精密星历 按一定时间间隔给出卫星在地固坐标系下的三维位置、三维速度和钟差*2004115000.00000000P15945.50963515759.60840420698.949374324.533285P21141.10111122665.35998914690.489309-257.156064P3-10344.44706824021.826531-3968.23332577.825932P422798.349665-6520.82087212310.795279-43.522805P5-12628.924903-23445.674881-1192.03679113.422888P6-13958.380086-7542.10349721489.237683-2.952584P718939.291158-12511.028058-13257.166627635.667094P826246.825668-918.226411-5165.342142383.670428卫星位置的计算（1）25任意时刻t卫星位置的计算原理：插值法方法：拉格朗日插值法、切比雪夫多项式、三次样条内插、三角多项式内插等卫星位置的计算（2）内插精度：采用17阶多项式，精度可优于5mm2626轨道内插(☆)

拉格朗日多项式内插算法内插精度采用17阶多项式，精度可优于5mm2727轨道内插拉格朗日多项式内插（续）注意事项：要对某一时段的轨道进行内插，精密轨道数据应完全覆盖该时段，并且前后各有至少9个历元的延伸下载数据时，需要观测当天及前后各一天的数据小结与思考

广播星历采用轨道根数进行计算

精密星历采用多点位置内插进行计算小结与思考

广播星历和精密星历能否统一到一个流程？广播星历精密星历卫星位置、速度、钟差求出拉格朗日多项式系数轨道内插轨道根数求某时刻卫星位置内容星历概述根据广播星历计算卫星位置等参数根据精密星历计算卫星位置等参数上机实习

关于实习

实习数据实习内容上机实习

关于实习

实习数据

实习内容C++CS关于实习

平台：C++或CS

形式：每五个人一个学习小组

任务：

读Rinex星历文件

利用广播星历计算卫星位置、速度和钟差

时间：

本周四和下周四一部分

实习数据IGS武汉站2010.10.16日数据

实习数据

来源：IGS跟踪站WUHN

日期：2010年年积日289

版本2.11（O文件2.11，N文件2.10）34实习内容—C++编写读取GPS导航文件的函数编写读取GPS观测值文件的函数原型：boolReadAllEPHData(charFileName[],PGMNHDRHeader,list<GMNREC>&RecordList)说明：FileName：RINEX导航电文文件文件名。PGMNHDR:指向导航电文文件头结构的指针

list<GMNREC>&RecordList：存放数据记录的列表返回值：读取成功：TRUE读取失败：FLASE。原型：boolReadAllEpochOBSData(charFileName[],PGMOHDRHeader,list<GMORECHDR>&RecordList)说明：FileName：RINEX观测值文件名。PGMOHDR:指向观测值文件头结构的指针

list<GMORECHDR>&RecordList返回值： 读取成功：TRUE读取失败：FLASE。实习内容—C++编写获取指定卫星在指定历元时刻在ECEF下的坐标——GetOrbNClk。实现方法提取用于计算卫星位置和钟差的GMN记录提取准则：TOE与指定历元最为接近的GMN记录计算卫星位置和钟差boolGetOrbNClk(PGMNpGMN,unsignedcharnPRN, MONTIMEpctEpoch,PCRDCARTESIANpcrdOrb, double*pdSVClkBias);说明：pGMN：指向GMN的指针；[in]nPRN：卫星的PRN号；[in]ctEp