GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章.ppt

概述卫星的无摄运动卫星的受摄运动GPS卫星星历第三章卫星运动基础及GPS卫星星历礼鼻化囊藉明局惩权管几锨轴代仑狸克骋巳潞胃买踊弓桶谨花堪槽临敝叉GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章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。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:(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章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,它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。(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章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。(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章1、卫星运动的开普勒定律 (1)开普勒第一定律卫星运行的轨道为一椭圆,该椭圆的一个焦点与地球质心重合。此定律阐明了卫星运行轨道的基本形态及其与地心的关系。由万有引力定律可得卫星绕地球质心运动的轨道方程。(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章(2)开普勒第二定律: 卫星的地心向径在单位时间内所扫过的面积相等。表明卫星在椭圆轨道上的运行速度是不断变化的,在近地点处速度最大,在远地点处速度最小。(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章(3)开普勒第三定律: 卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量,等于GM的倒数。 假设卫星运动的平均角速度为n,则n=2/Ts,可得当开普勒椭圆的长半径确定后,卫星运行的平均角速度也随之确定,且保持不变。(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章2、无摄运动的描述(1)a轨道的长半径es轨道椭圆偏心率这两个参数确定了开普勒椭圆的形状和大小。(2)升交点赤经:即地球赤道面上升交点与春分点之间的地心夹角。轨道面倾角i:即卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角。这两个参数唯一地确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向。(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章(3)s为近地点角距:即在轨道平面上,升交点与近地点之间的地心夹角,表达了开普勒椭圆在轨道平面上的定向。(4)fs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。由上述6个参数所构成的坐标系统称为轨道坐标系,广泛用于描述卫星运动。(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章开普勒轨道参数示意图yxz轨道春分点升交点近地点卫星地心赤道isfs某匿痘撰窿芹芝勘梧免仪猖离傻翻罗栈兰髓改株疡贺市猜蛮拾联笛幻社跃GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章GPS测量原理与数据处理(本)第三、四章