第三章 - GPS卫星运动理论及其轨道确定-精品PPT课件

中南大学测绘与国土信息工程系卫星摄动力示意图中南大学测绘与国土信息工程系卫星轨道的研究方法通常把作用于卫星上的力按其影响的大小分为两类中心力非摄动力假设地球为均质球体的引力质量集中于球体的中心决定着卫星运动的基本规律和特征。

无摄轨道只考虑中心力影响的理想卫星轨道。

非中心力动力摄地球非球形对称的作用力引力大气阻力光辐射压力以及地球潮汐力等。

受摄轨道同时考虑摄动力作用下的卫星运动轨道。

受摄轨道的确定先通过研究无摄运动确定无摄轨道，再研究各种摄动力对卫星运动的影响，并对卫星的无摄轨道加以修正，从而确定卫星受摄运动轨道的瞬时特征。

中南大学测绘与国土信息夹角，表达了开普勒椭圆在轨道平面上的定向。

为卫星的真近点角即轨道平面上卫星与近地点之间的地心角距。

该参数为时间的函数，确定卫星在轨道上的瞬时位置。

中南大学测绘与国土信息工程系开普勒轨道参数示意图升交点春分点轨道平面卫星升交点赤经轨道倾角轨道椭圆中心赤道面近地点近地点角距长半径过近地点时刻轨道偏心率地心真近点角起始子午面升交点经度中南大学测绘与国土信息工程系卫星位置的计算真近点角的计算在描述卫星无摄运动的个开普勒轨道参数中，只有真近点角是时间的函数，其余均为常数。

故卫星瞬间位置的计算，关键在于计算真近点角。

近地点中南大学测绘与国土信息工程系为了计算真近点角，引入两个辅助参数偏近点角平近点角是个假设量，当卫星运动的平均角速度为，则，为卫星过近地点的时刻，为观测卫星时刻。

开普勒方程可得真近点角近地点卫星无摄运动位置的计算中南大学测绘与国土信息工程系卫星无摄运动位置的计算卫星在轨道直角坐标系中的位置取直角坐标系的原点与地球质心相重合，轴指向近地点轴垂直于轨道平面向上，轴在轨道平面上垂直于轴构成右手系，则卫星在任意时刻的坐标为中南大学测绘与国土信息工程系开普勒轨道根数卫星空间坐标已知开普勒轨道根数，将卫星轨道坐标速度转换成空固坐标速度计算卫星轨道平面直角坐标速度计算平均角速度计算平近点角由牛顿微分迭代法计算偏近点角，中南大学测绘与国土信息工程系卫星空间坐标开普勒轨道根数已知卫星轨道坐标系中的位置和速度由，计算升交点赤经由计算轨道倾角计算椭球长半径计算椭球扁率和偏近点角由开普勒方程式计算平近点角由，计算近地点角距中南大学测绘与国土信息工程系说明及致谢课件中引用了大量来自网络及他人课件的图片资料。

由于其来源复杂，在此未能列出。

资料的版权均属原作者。

本课件只用于教学，不作其它用途。

特此说明！中南大学测绘与国土信息工程系中南大学测绘与国土信息工程系内容要点卫星轨道的作用卫星的无摄运动卫星的受摄运动卫星轨道的确定卫星星历中南大学测绘与国土信息工程系几个定义轨道卫星在空间运行的轨迹。

轨道参数描述卫星轨道位置和状态的参数。

中南大学测绘与国土信息工程系卫星轨道的作用轨道信息是卫星导航定位的基础中南大学测绘与国土信息工程系卫星轨道的作用精密的轨道信息是扩展应用的前提。

引起的基线起的基由两观测站间的基线长度卫星轨道的误差测站至卫星的距离中南大学测绘与国土信息工程系影响卫星轨道的因素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，其它引力场的影响均小于。

中南大学测绘与国土信息工程系卫星摄动力示意图中南大学测绘与国土信息工程系卫星轨道的研究方法通常把作用于卫星上的力按其影响的大小分为两类中心力非摄动力假设地球为均质球体的引力质量集中于球体的中心决定着卫星运动的基本规律和特征。

无摄轨道只考虑中心力影响的理想卫星轨道。

非中心力动力摄地球非球形对称的作用力引力大气阻力光辐射压力以及地球潮汐力等。

受摄轨道同时考虑摄动力作用下的卫星运动轨道。

受摄轨道的确定先通过研究无摄运动确定无摄轨道，再研究各种摄动力对卫星运动的影响，并对卫星的无摄轨道加以修正，从而确定卫星受摄运动轨道的瞬时特征。

中南大学测绘与国土信息工程系内容要点卫星轨道的作用卫星的无摄运动卫星的受摄运动卫星轨道的确定卫星星历中南大学测绘与国土信息工程系卫星的无摄运动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为引力常数，为地球质量，为卫星质量，为卫星的地心向径。

根据上式来研究地球和卫星之间的相对运动问题，在天体力学中称为