测绘课件】第四章、gps卫星运动及坐标计算.ppt

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文档介绍

第四章 卫星运动的基础知识及GPS卫星的坐标计算;§ 3.1 概述

1.卫星轨道在GPS定位中的意义 卫星在空间运行的轨迹称为轨道,描述卫星轨道位置和状态的参数称为轨道参数。由于利用GPS进行导航和测量时,卫星作为位置已知的高空观测目标,在进行绝对定位时,卫星轨道误差将直接影响用户接收机位置的精度;而在相对定位时,尽管卫星轨道误差的影响将会减弱,但当基线较长或精度要求较高时,轨道误差影响不可忽略。此外,为了制订GPS测量的观测计划和便于捕获卫星发射的信号,也需要知道卫星的轨道参数。;2.影响卫星轨道的因素及其研究方法 卫星在空间绕地球运行时,除了受地球重力场的引力作用外,还受到太阳、月亮和其它天体的引力影响,以及太阳光压、大气阻力和地球潮汐力等因素影响。卫星实际运行轨道十分复杂,难以用简单而精确的数学模型加以描述。 在各种作用力对卫星运行轨道的影响中,地球引力场的影响为主,其它作用力的影响相对要小的多。若假设地球引力场的影响为1,其它引力场的影响均小于10-5。; 为了研究工作和实际应用的方便,通常把作用于卫星上的各种力按其影响的大小分为两类:一类是假设地球为均质球体的引力(质量集中于球体的中心),称为中心力,决定着卫星运动的基本规律和特征,由此决定的卫星轨道,可视为理想轨道,是分析卫星实际轨道的基础。另一类是摄动力或非中心力,包括地球非球形对称的作用力、日月引力、大气阻力、光辐射压力以及地球潮汐力等。摄动力使卫星的运动产生一些小的附加变化而偏离理想轨道,同时偏离量的大小也随时间而改变。 在摄动力的作用下的卫星运动称为受摄运动,相应的卫星轨道称为受摄轨道。;§ 3.2卫星的无摄运动 卫星发射升至预定高度后,开始绕地球运行。假设地球为均质球体,根据万有引力定律,卫星的引力加速度为 G为引力常数,M为地球质量,ms为卫星质量,r为卫星的地心向径。根据上式来研究地球和卫星之间的相

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