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卫星轨道计算

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文档ID:530066782
卫星轨道计算_第1页
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一.GPS观测量接收机在观测相位和伪距数据的同时,还将广播星历和预报星历记录下来接收GPS信号还能获取纳秒级精度 的时间基准信号由于接收机的型号很多,厂商设计的数据格式各不相同,国际上为了能统一使用不同接收机的数据,设计了 一种与接收机无关的RINEX(The Receiver Independent Exchange Format)格式,目前已使用2号版本下面分别介绍 RINEX 2格式的广播星历文件、观测数据文件、和地面气象数据文件RINEX 2格式的GPS数据文件的命名规则为:ss ssdd.dyfyt其中:$$$$〜以4个字节表示的台站名;ddd〜文件中第一组数据观测时间的年积日(例如:1月1日为001, 2月2日为032);f 〜该站该日收到的某类文件的顺序号, 0表示只有一个;yy〜以两位数表示的年(例如:96表示1996年);t 〜文件种类:O〜观测数据文件;N〜广播星历文件; M〜地面气象数据文件为了便于交流,RINEX 2格式的GPS数据文件均以①无带标;②ASCII码;③每个记录长度为80个字符,块大 小为8000;录制在磁带上,磁带上的第一个文件是全部文件的目录但目前国际上的IGS等组织是通过通讯方式 (Internet网),来快速地提取全球GPS长年观测站数据的,并将数据存在大型计算机中,使用着可通过nternet网任意 提取。

应注意,在RINEX 2格式的GPS数据中,时间均以GPST计,即与UTC要差一个整数跳秒数1. 广播星历文件接收机锁定卫星并解出C/A码后,就能取得广播星历,即卫星坐标计算参数,在实时GPS应用中,它是必不可 少的,大部分的工程网观测数据的后处理也采用广播星历 RINEX 2格式的广播星历文件如下表2.1.1所示,作为例 子,表中给出了PRN9和PRN17两颗卫星的广播星历数据,PRN表示GPS卫星的伪随机编号号码,GPS卫星 在有些场合采用美国航空与航天 局NASA(National Aeronautics and Space Administration)的 编号表2.1.1 RINEX 2格式的广播星历文件EPHTORNXVersion 1.0929-NOV-95 21:05 PGM / RUN BY / DATE.1676D-07.2235D-07 -.1192D-06 -.1192D-06ION ALPHA.1208D+06.1310D-07 -.1310D+06 -.1966D+06ION BETA39 DELTA-UTC: A0,A1,T,W.133179128170D-06 .107469588780D-12 55296010LEAP SECONDSEND OF HEADER9 94 10 21 8 0 0.0-0.103851780295D-04-0.909494701773D-12 0.000000000000D+000.720000000000D+02 0.106062500000D+03 0.476841277575D-08 0.132076112444D+01 0.548548996449D-05 0.312971079256D-02 0.747293233871D-05 0.515371790504D+040.460800000000D+06 0.558793544769D-07-0.229012694900D+01-0.130385160446D-07 0.950477774712D+00 0.229593750000D+03-0.491558992251D+00-0.819034084998D-080.233938313166D-09 0.100000000000D+01 0.771000000000D+03 0.000000000000D+00 0.700000000000D+01 0.000000000000D+00 0.139698386192D-08 0.328000000000D+030.000000000000D+0017 94 10 21 8 0 0.0-0.635907053947D-04-0.909494701773D-12 0.000000000000D+000.228000000000D+03 0.167187500000D+02 0.424946255961D-08 0.104717256943D+01 0.566244125366D-06 0.790101150051D-02 0.883266329765D-05 0.515369790649D+040.460800000000D+06 0.279396772385D-07 0.925235566518D+00-0.203028321266D-06 0.970438658460D+00 0.214781250000D+03 0.199825790573D+01-0.789747200969D-080.404659722397D-09 0.100000000000D+01 0.771000000000D+03 0.000000000000D+00 0.700000000000D+01 0.000000000000D+00 0.139698386192D-08 0.484000000000D+03O.OOOOOOOOOOOOD+OO 上表中的前几行为表头,表头中的第60〜80个字符是相应行的说明,如第一行的“ 2”是RINEX版本号, “NAVIGATION DATA”是指本文件类型为广播星历;第二行是生成该文件的单位、执行人、及文件形成日期。

表头以“END OF HEADER”表示结束,表头结束有时也用空行表示表头中注解为“ION ALPHA”和“ION BETA” 的两行指相应的参数是电离层改正参数(采用差分模型相对定位时,该参数无用),注解为“LEAP SECONDS”的 行给出了GPST与UTC之间的跳秒数,在表头结束前可插入无限多的注解行,注解行的说明为“COMMENT”表头结束后,每8行表示一颗卫星的广播星历,第一行的第1个数字是卫星的PRN号码(伪随机编号)如表2.1.1 中的第八行至第十五行是卫星PRN9的广播星历,对应量的含义如表2.1.2表2.1.2 RINEX 2格式广播星历数据含义卫星PRN号,年,月,日,时,分,秒,0,af 1,af2aode, C, An, Mrs 0C ,e,C , <' Auc ust ,C,Q,C—oe ic 0 isi , C , w, Q0 rci, cf lg 12, weekno, pf lg 12 svacc , svhlth, tgd, aodcttm表中:a〜卫星钟差常数项,时秒;f0a 〜卫星钟差漂移项,时秒/时秒;f1a 〜卫星钟差漂移速率项,时秒/时秒2 ;f2An〜平近点角的长期变化(近地点参数),弧度/时秒;M 〜参考时刻的平近点角,弧度;0e 〜扁心率;v'A〜长半轴的平方根,米1/2 ;O〜参考时刻升交点赤经,弧度;0i 〜参考时刻轨道倾角,弧度;03〜近地点角距,弧度;a〜升交点赤经在赤道平面中的长期变化(主要是由地球引力场的2阶带谐系数c2o(j2)引起),弧度/时秒;C〜在星历参考时刻t在轨道延迹方向上周期改正余弦项的振幅,弧度;uc oeCus〜在星历参考时刻t在轨道延迹方向上周期改正正弦项的振幅,弧度;us oeC〜在星历参考时刻t在轨道径向方向上周期改正余弦项的振幅,米;rc oeC〜在星历参考时刻t在轨道径向方向上周期改正正弦项的振幅,米;rs oeC〜在星历参考时刻t轨道倾角(近似于法向)周期改正余弦项的振幅,弧度;ic oeC〜在星历参考时刻t轨道倾角(近似于法向)周期改正正弦项的振幅,弧度;is oet 〜星历参考时刻(星期中的秒数),秒;oeaode〜星历数据的年龄; i〜轨道倾角变化率,弧度/时秒;cf lg 12〜12上存在哪些码指示;w e ekn〜GPS星期数;pf lg 12〜12上P码伪距指示;svac〜本广播星历精度指标,米;s v h 1 t〜h 卫星是否健康指标;tgd〜电离层群延迟改正参数,时秒;aodc 〜卫星钟数据年龄; ttm〜信息传送时间(与接收机对接收到的卫星信号解码有关),时秒。

2. 观测文件 接收机测得的相位和伪距观测值均记录在观测文件中,下表2.1.3是例子文件,共有2个历元的观测数据表2.1.3 RINEX 2格式的观测数据文件2OBSERVATIONDATAGPS RINEX VERSION /TYPETB2RNXxxxxxxxxxxxx95-07-20 22:20:20 PGM / RUN BY / DATETurbo SII rinex formatter Version: 95.5.19COMMENTMODE : STATICCOMMENTCOMMENT1MARKER NAMEWANOBSERVER / AGENCY153575902TURBO SIIProduction unit REC # / TYPE / VERS153575902TURBO SIIANT # / TYPE-2852389.22614650364.5453 3293350.3434APPROX POSITION XYZ0.11200.00000.0000ANTENNA: DELTA H/E/NOriginal slant height(m): 0.1120COMMENT11WAVELENGTH FACT L1/25 C1L1L2 D1P2# / TYPES OF OBSERVEND OF HEADER95 7 19 0 21 0.0000000 0 5 27 28 15 31 1921805891.33516-0.287160.077130.0000021805895.0851323733969.59714-0.193140.669120.0000023733973.1671220746137.257190.017190.542160.0000020746140.9941620903455.21318-0.280180.994140.0000020903458.4121420681238.04917-0.32817-0.256100.0000020681238.0491095 7 19 0 21 30.0000000 0 5 27 28 15 31 1921794932.63606-57587.90306-44873.386020.0000021794935.7650223750223.7390485421.7960466563.218010.0000023750225.6040120736273.69909-51834.40309-40389.904050.0000020736277.7170520913805.2350854389.6780842382。

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