GPS卫星定位坐标计算及程序设计

第三章GPS 卫星的坐标计算在用GPS 信号进行导航定位以及制订观测计划时，都必须已知GPS 卫星在空间的瞬间位置。

卫星位置的计算是根据卫星导航电文所提供的轨道参数按一定的公式计算的。

3.1卫星运动的轨道参数3.1.1基本概念 1.作用在卫星上力卫星受的作用力主要有：地球对卫星的引力，太阳、月亮对卫星的引力，大气阻力，大气光压，地球潮汐力等。

中心力：假设地球为匀质球体的引力（质量集中于球体的中心），即地球的中心引力，它决定卫星运动的基本规律和特征，决定卫星轨道，是分析卫星实际轨道的基础。

此种理想状态时卫星的运动称为无摄运动，卫星的轨道称为无摄轨道。

摄动力：也称非中心力，包括地球非球形对称的作用力、日月引力、大气阻力、大气光压、地球潮汐力等。

摄动力使卫星运动产生一些小的附加变化而偏离理想轨道，同时这种偏离量的大小随时间而改变。

此种状态时卫星的运动称为受摄运动，卫星的轨道称为受摄轨道。

虽然作用在卫星上的力很多，但这些力的大小却相差很悬殊。

如果将地球引力当作1的话，其它作用力均小于10-5。

2.二体问题研究两个质点在万有引力作用下的运动规律问题称为二体问题。

3．卫星轨道和卫星轨道参数卫星在空间运行的轨迹称为卫星轨道。

描述卫星轨道状态和位置的参数称为轨道参数。

3.1.2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。

r 为卫星的地心距离，as 为开普勒椭圆的长半径，es 为开普勒椭圆的偏心率；fs 为真近点角，它描述了任意时刻卫星在轨道上相对近地点的位置，是时间的函数。

（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。

近地点远地点ss s s f e e a r cos 1)1(2+-=（3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。

如何设置手持G PS相关参数及全国各地坐标转换参数一、如何设置手持GPS相关参数（一）手持GPS的主要功能手持GPS，指全球移动定位系统，是以移动互联网为支撑、以GPS智能手机为终端的GIS系统，是继桌面Gis、WebGis之后又一新的技术热点。

目前功能最强的手持GPS，其集成GPRS通讯、蓝牙技术、数码相机、麦克风、海量数据存储、USB/RS232端口于一身，能全面满足您的使用需求。

主要功能：移动GIS数据采集、野外制图、航点存储坐标、计算长度、面积角度（测量经纬度，海拔高度）等各种野外数据测量；有些具有双坐标系一键转换功能；有些内置全国交通详图，配各地区地理详图，详细至乡镇村落，可升级细化。

（二）手持GPS的技术参数因为GPS卫星星历是以WGS84大地坐标系为根据建立的，手持GPS单点定位的坐标属于WGS84大地坐标系。

WGS84坐标系所采用的椭球基本常数为：地球长半轴a=6378137m；扁率F=1／298.257223563。

常用的北京54、西安80及国家2000公里网坐标系，属于平面高斯投影坐标系统。

北京54坐标系，采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球，该椭球的参数为：地球长半轴a=6378245m；扁率F=1／298.2。

西安80坐标系，其椭球的参数为：地球长半轴a=6378140m；扁率F=1／298.257。

国家2000坐标系，其椭球的参数为：地球长半轴a=6378137m；扁率F=1／298.298.257222101。

（三）手持GPS的参数设置要想测量点位的北京54、西安80及国家2000公里网高精度坐标数据，必须学习坐标转换的基础知识，并分别科学设置手持GPS的各项参数。

首先，在手持式GPS接收机应用的区域内(该区域不宜过大)，从当地测绘部门收集1至两个已知点的北京54、西安80或国家2000坐标系统的坐标值；然后在对应的点位上读取WGS84坐标系的坐标值；之后采用《万能坐标转换》软件，可计算出DX、DY、DZ的值。

GPS定位坐标
1. 介绍
GPS（Global Positioning System）是一种全球定位系统，利用卫星信号来确定地球上任何一个点的位置。

它通过三个或更多的卫星发射的信号，用来测量接收器的距离和位置。

GPS定位坐标是通过这些卫星信号计算得出的经度和纬度坐标。

2. GPS的工作原理
GPS系统主要由三个部分组成：卫星系统、控制系统和用户接收器。

卫星系统由一组维持在大约20200公里轨道上的卫星组成，它们不断地向地面发射信号。

控制系统负责维护卫星的轨道、状态和时间的准确性。

用户接收器则接收来自卫星的信号，并通过计算接收器与卫星之间的距离来确定接收器的位置。

GPS定位坐标是通过测量接收器与至少四颗卫星之间的距离来计算得出的。

接收器接收到卫星发射的信号后，会测量信号发送和接收之间的时间延迟。

由于光速是已知的，接收器可以使用这个延迟时间来计算信号传播的距离。

通过测量与多个卫星的距离，接收器可以使用几何定位原理来计算自己的准确位置。

3. GPS定位坐标的表示方法
GPS定位坐标使用经度和纬度来表示一个地点的位置。

经度表示东西方向上的位置，范围从-180度到180度，以0度经线（本初子午线）为基准。

东经表示正数，西经表示负数。

纬度表示南北方向上的位置，范围从-90度到90度，以赤道为基准。

北纬表示正数，南纬表示负数。

GPS定位坐标通常使用度（°）、分（’）和秒（。

GPS卫星定位坐标计算及程序设计GPS卫星定位是一种利用全球定位系统（GPS）卫星接收并处理信息来确定位置的技术。

它使用三个或更多GPS卫星的信号来计算接收器的位置。

GPS卫星发送包括时间和位置信息的无线电信号，接收器接收这些信号并通过计算信号的传播时间，确定接收器所在的位置。

GPS坐标系统使用经度和纬度来表示地理位置。

经度是指地球上其中一点距离本初子午线（格林尼治子午线）的角度，取值范围为0-180度，东经为正，西经为负。

纬度是指地球上其中一点距离赤道的角度，取值范围为0-90度，北纬为正，南纬为负。

通过计算GPS卫星的信号传播时间，我们可以确定接收器所在位置的经度和纬度，并将其表示为GPS坐标。

要进行GPS卫星定位坐标计算，可以按照以下步骤进行：1.获取GPS卫星信号：使用GPS接收器接收GPS卫星发送的信号。

每个GPS接收器一般都能接收多达24颗卫星的信号。

2.计算信号传播时间：通过记录信号发送和接收的时间差，可以计算出信号从卫星到达接收器的传播时间。

由于信号的传播速度是已知的（约为300,000公里/秒），可以根据传播时间计算出信号传播的距离。

3.确定卫星位置：由于我们知道每个GPS卫星的位置信息，可以根据信号传播距离计算出接收器和每个卫星之间的距离差。

通过多个卫星的距离差，可以确定接收器所在的位置。

4.计算经度和纬度：使用三角函数和数学模型，通过接收器和卫星之间的距离差，可以计算出接收器的经度和纬度。

5.显示位置信息：将计算得到的经度和纬度转换为可读的格式，并显示在GPS接收器或其他设备上。

1.数据传输：首先需要确保GPS接收器能够接收和传输卫星信号的数据。

可以使用串行通信接口（如RS-232）或USB接口，将接收器与计算机或其他设备连接起来。

2.数据接收和处理：编写程序来读取接收器传输的信号数据，包括卫星信号的传播时间、卫星位置信息等。

根据所选的编程语言和平台，可以使用相应的库和函数来实现数据读取和处理的功能。

GPS定位原理和简单公式全球定位系统（Global Positioning System）是美国第二代卫星导航系统。

是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。

和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。

按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。

21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。

卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。

这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。

监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。

监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。

主控站设在范登堡空军基地。

它对地面监控部实行全面控制。

主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。

上行注入站也设在范登堡空军基地。

它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。

这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。

全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。

随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。

上述四个方程式中待测点坐标x、y、z 和Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。

di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。

△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。

G P S导航定位原理以及定位解算算法TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-GPS导航定位原理以及定位解算算法全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称。

它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。

它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统。

GPS用户部分的核心是GPS接收机。

其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。

其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作。

导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算；根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算，并将其从伪距中消除；根据上述结果进行接收机PVT（位置、速度、时间）的解算；对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。

本文中重点讨论GPS接收机的导航解算部分，基带信号处理部分可参看有关资料。

本文讨论的假设前提是GPS接收机已经对GPS卫星信号进行了有效捕获和跟踪，对伪距进行了计算，并对导航数据进行了解码工作。

1 地球坐标系简述要描述一个物体的位置必须要有相关联的坐标系，地球表面的GPS接收机的位置是相对于地球而言的。

因此，要描述GPS接收机的位置，需要采用固联于地球上随同地球转动的坐标系、即地球坐标系作为参照系。

地球坐标系有两种几何表达形式，即地球直角坐标系和地球大地坐标系。

地球直角坐标系的定义是：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林威治子午圈的交点(即0经度方向)，Y轴在赤道平面里与XOZ 构成右手坐标系(即指向东经90度方向)。

GPS仪器坐标测量步骤和方法1. 介绍全球卫星定位系统（GPS）是一种用于测量地球表面任意点位置的技术。

GPS 仪器是一种用于接收和解码来自全球卫星导航系统的信号的设备，通过利用这些信号来计算接收器所在位置的坐标。

本文将介绍GPS仪器坐标测量的步骤和方法。

2. 设备准备在进行GPS仪器坐标测量之前，需要准备以下设备： - GPS接收器：可以是手持式GPS设备或者车载GPS设备，选择适用于具体测量任务的设备。

- 充电电池或电源：确保GPS设备有足够的电源供应，以免在测量过程中断电。

- 天线：天线用于接收卫星信号，通常附带在GPS设备上。

确保天线没有被阻挡或遮挡，以获得良好的信号接收。

3. 接收器设置在进行GPS仪器坐标测量之前，需要对接收器进行设置： 1. 打开GPS设备，进入设置菜单。

2. 设置定位模式：通常有单点定位和差分定位两种模式。

单点定位适用于简单的测量任务，差分定位适用于更高精度的测量任务。

3. 设置数据记录间隔：根据实际需要选择数据记录间隔，一般可以选择几秒或几分钟。

4. 设置坐标系统：根据需要选择目标坐标系统，例如经纬度、UTM坐标系统等。

4. 数据采集进行GPS仪器坐标测量的关键步骤是数据采集。

以下是一般的数据采集流程：1. 寻找合适的测量点：选择要测量的目标点，确保目标点没有被东西遮挡，并且处于开放的位置，以便接收到卫星信号。

2. 保持设备稳定：在数据采集过程中，确保GPS设备保持稳定不动，可以使用三脚架等固定设备。

3. 启动数据记录：在GPS设备上启动数据记录功能，开始采集接收到的卫星信号以及定位数据。

4. 采集足够的数据：为了提高精度，建议采集足够长的时间，以确保接收到足够多的卫星信号，并进行数据平均处理。

5. 结束数据记录：在完成数据采集后，结束数据记录功能。

5. 数据处理在数据采集完成后，需要对采集到的数据进行处理，以计算出目标点的坐标。

以下是一般的数据处理步骤： 1. 数据传输：将GPS设备中的数据传输到计算机或其他设备上，以进行后续数据处理。

GPS卫星坐标计算
GPS系统由全球定位系统(GPS)组成，包括24颗运行在近地轨道上的
人造卫星，地面控制台和GPS接收器。

这些卫星以精确的轨道方式固定的
环绕着地球，它们通过无线电波将时间和位置信息传输到地面的GPS接收器。

具体步骤如下：
1.接收卫星信号：GPS接收器会接收到至少4颗卫星发出的信号。

这
些信号包括卫星的位置信息、时间戳和卫星信号的延迟。

2.计算信号传播时间差：接收器通过比较接收到的卫星信号和接收器
内部的原子钟产生的时间信号之间的差异，计算出信号传播的时间差。

3.确定接收器与卫星的距离：通过信号传播时间差和光速
（299,792,458米/秒），可以计算出接收器与卫星之间的距离。

公式为：距离=时间差x光速。

4.计算接收器的位置：通过接收到的至少4个卫星的距离信息，可以
计算出接收器相对于卫星的位置。

每个卫星会提供一个球面坐标，通过这
些球面坐标的交点，可以确定接收器的位置。

5.校准接收器的时间：接收器内部的原子钟会有一定的误差，因此需
要通过接收到的卫星信号的时间戳来校准接收器的时间。

6.确定地球的形状和尺寸：GPS系统还会考虑地球的形状和尺寸，以
便更精确地确定接收器的位置。

通过考虑地球的椭球形状、重力场和大气
层对卫星信号的影响，可以提高GPS定位的精确度。

总结起来，GPS卫星坐标计算的过程涉及接收卫星信号、计算信号传播时间差、确定接收器与卫星的距离、计算接收器的位置、校准接收器的时间以及考虑地球的形状和尺寸等步骤。

通过这些计算，可以精确测量地球上其中一点的位置坐标。

卫星导航定位算法与程序设计_常用参数和公式讲解卫星导航定位算法是通过接收多颗卫星发出的信号来确定接收器的位置的算法。

常用的卫星导航系统有美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯系统和欧洲的伽利略系统等。

下面将讲解卫星导航定位算法中的常用参数和公式。

1.GPS系统参数GPS系统中的常用参数包括信号传播速度、卫星时钟频率、卫星位置、接收机时钟误差等。

信号传播速度是指电磁波在真空中传播的速度，约为3×10^8米/秒。

卫星时钟频率是指卫星发射信号的频率，它与卫星位置和传播速度有关。

卫星位置是指卫星在天空中的位置坐标，它是通过星历数据确定的。

接收机时钟误差是指接收器时钟与它所处的卫星系统时钟之间的差异。

2.GPS接收机参数GPS接收机中的常用参数包括接收机观测量、接收机时钟和接收机位置等。

接收机观测量是指接收机接收到的卫星信号的信息，包括卫星信号的到达时间、信号强度等。

接收机时钟是指接收机内部的时钟，它用于测量到达时间和计算位置信息。

接收机位置是指接收机的地理位置坐标，它是待求解的定位参数，通过卫星信号的到达时间和卫星位置计算得出。

3.定位算法卫星导航定位算法主要包括距离测量和位置计算两个步骤。

距离测量是通过测量接收机与卫星之间的距离，从而确定接收机与卫星的空间几何关系。

常用的距离测量方法有伪距测量和载波相位测量两种。

伪距测量是通过测量卫星信号的传播时间来计算距离，利用的是卫星信号中的导航消息和接收机观测量。

载波相位测量是通过测量卫星信号的相位差来计算距离，具有更高的精度，但需要更复杂的算法和硬件支持。

位置计算是根据距离测量结果和卫星位置信息，利用三角测量原理来计算接收机的位置。

常用的位置计算方法有单点定位和差分定位两种。

单点定位是通过接收机与至少四颗卫星之间的距离测量结果，利用三边测量原理计算接收机的位置。

差分定位是在单点定位的基础上，利用额外的参考站测量数据对接收机的位置进行修正，提高定位精度。

卫星定位技术与方法--根据广播星历参数计算卫星坐标作业报告指导教师：熊永良班级：测绘二班学生姓名：段海东学生学号： 2 0 0 8 0 7 8 3作业日期：2010 年12月08 日目录一. 已知数据 (2)二. 计算步骤 (2)1.平均角速度 (mean angular speed) (2)2.规化时刻(normal time) (3)3.平近点角(mean anomaly) (3)4.偏近点角(eccentric anomaly) (3)5.真近点角(true anomaly) (3)6.升交距角(argument of ascending node) (3)7. 轨道向径（Orbital radius） (3)8. 扰动改正（Perturbed correction） (4)10.卫星在升交点轨道直角坐标系中的坐标 (4)11. 升交点经度（Longitude of ascending node） (5)三. 源程序 (5)四．程序运行结果 (14)七.作业体会 (15)根据广播星历参数计算卫星坐标一. 已知数据： 根据以下的广播星历参数计算UTC2004年1月30日8点0分00秒—20分00秒，每隔一分钟的PRN7的卫星坐标。

Compute the coordinate of PRN7 with interval of 1 minute.Navigation data:卫星导航文件格式：二. 计算步骤：The steps for satellite coordinates1.平均角速度 (mean angular speed)：∆n 由广播星历获得, GM=3.986005e+14 nn n ∆+=030a GM n =2.规化时刻(normal time)：t0已知（由广播星历获得），t 为GPS 周秒3.平近点角(mean anomaly)：M0已知（由广播星历获得）4.偏近点角(eccentric anomaly)：迭代求解：初始值取E=M ，以弧度为单位5.真近点角(true anomaly)：6.升交距角(argument of ascending node)：ω近地点角距(argument of perigee)7. 轨道向径（Orbital radius ）：k k t n M M ⋅+=0)cos 1(k k E e a r ⋅-⋅=e E E e V k kk --=cos sin 1arctan 2k k k E e M E sin ⋅+=0t t t k -=ωφ+=k 0V8. 扰动改正（Perturbed correction ）：• 升交角距（Argument of ascending node ）•• 轨道向径（Orbital radius ）• 轨道顷角（Orbital inclination ）是升交角距 (the argument of ascending node)9. 改正后升交角距、轨道向径、轨道倾角改正后升交角距（Corrected argument of ascending nod ）改正后的轨道向径（Corrected orbital radius)改正后的轨道倾角（Corrected orbital inclination ）10.卫星在升交点轨道直角坐标系中的坐标：如下图所示0φ00i 2sin 2cos φφδiS iC C C +＝00r 2sin 2cos φφδrS rC C C +＝00u 2sin 2cos φφδuS uC C C +＝rk k )cosE e 1(a r δ+⋅-⋅=u0k u δφ+=ki 0k t )IDOT (i i ++=δ11. 升交点经度（Longitude of ascending node ）：如下图所示12. 在地固坐标系中的卫星位置（Expressed in spheric coordinate system ）三. 源程序：using System;using System.Collections.Generic;using ponentModel;using System.Data;using System.Drawing;using System.Text;using System.Windows.Forms;using System.IO;using System.Text.RegularExpressions;kk k k k k sinu r y cosu r x ==s/rad 102921151467.7t t )(5-e 0e k e 0t ⨯=--Ω+Ω=ωωωλekk k k k k k k k k i y Z i y x Y i y x sin cos cos sin sin cos cos k k k k k =+=-=X λλλλnamespace Test{public partial class Form1 : Form{public Form1(){InitializeComponent();listView1.Columns.Add("序号", 40);listView1.Columns.Add("星历内容", 130);listView1.Columns.Add("导航数据", 130);listView1.GridLines = true; //显示表格线listView1.View = View.Details;//显示表格细节listView1.HeaderStyle = ColumnHeaderStyle.Clickable;//对表头进行设置listView2.Columns.Add("时间", 60);listView2.Columns.Add("x坐标", 150);listView2.Columns.Add("y坐标", 150);listView2.Columns.Add("z坐标", 150);listView2.GridLines = true; //显示表格线listView2.View = View.Details;//显示表格细节listView2.HeaderStyle = ColumnHeaderStyle.Clickable;//对表头进行设置}private void button1_Click(object sender, EventArgs e){//读取相对路径string str1 =AppDomain.CurrentDomain.SetupInformation.ApplicationBase;string filename = str1 + "navigation data.txt ";//读取卫星广播星历文件StreamReader myreader = new StreamReader(filename, Encoding.Default);string myinfo = myreader.ReadToEnd();myreader.Close();//把卫星广播星历里的D改为e，以便后续计算string mystring = myinfo;string myinfor = mystring;myinfor = mystring.Replace("D", "e");//把数据分开读入到一个数组中存储string[] split = new string[] { " " };string[] arrs = myinfor.Split(split,StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);double[] M = new double[arrs.Length];//星历代码string[] N = new string[arrs.Length];N[0] = "PRN"; N[1] = "Yer"; N[2] = "Mon"; N[3] = "day"; N[4] = "H"; N[5] = "M"; N[6] = "sec"; N[7] = "a0"; N[8] = "a1"; N[9] = "a2"; N[10] = "IODE"; N[11] = "Crs"; N[12] = "delta-n"; N[13] = "M0";N[14] = "Cuc"; N[15] = "e"; N[16] = "Cus"; N[17] = "sqrt(a)"; N[18] = "t0e"; N[19] = "Cic"; N[20] = "omega0"; N[21] = "Cis"; N[22] = "i0"; N[23] = "Crc"; N[24] = "omega"; N[25] = "omega-spot";N[26] = "IDOT"; N[27] = "Codes on L2 channel"; N[28] = "GPS Week"; N[29] = "L2 P data flag";N[30] = "SV accuracy"; N[31] = "SV health"; N[32] = "TGD"; N[33] = "IODC Issue of Data";N[34] = "Transmission time of message";//把卫星广播星历读入到数组中for (int i = 0; i < arrs.Length; i++){ListViewItem li = new ListViewItem();li.Text = (i + 1).ToString();li.SubItems.Add(N[i]);li.SubItems.Add(arrs[i]);listView1.Items.Add(li);M[i] = double.Parse(arrs[i]);}double t0e=460800.00;double t;double[] XK = new double[21];double[] YK = new double[21];double[] ZK = new double[21];for (int l = 0; l < 21;l++ ){//计算平均角速度double GM = 3986004.418e008;double n, n0;n0 = Math.Sqrt(GM / (Math.Pow(M[17], 6)));n = M[12] + n0;//规划时刻t=t0e+l*60;double tk = t-t0e;double Mk = M[13] + n * tk;// 迭代计算平近点角的计算double Ek, Ek1;Ek = Mk;Ek1 = Mk + M[15] * Math.Sin(Ek);do{Ek = Ek1;Ek1 = Mk + M[15] * Math.Sin(Ek);}while (Math.Abs(Ek1 - Ek) > 1e-15);//计算真近点角double Vk = Math.Atan(((Math.Sqrt(1 - M[15] * M[15]) * Math.Sin(Ek))) / (Math.Cos(Ek) - M[15]));//反正切值的象限处理double A1 = Math.Atan(((Math.Sqrt(1 - M[15] * M[15]) * Math.Sin(Ek))));double A2 = Math.Cos(Ek) - M[15];if (Vk < 0){if (A1 < 0 && A2 > 0){Vk += 2 * Math.PI;}if (A1 > 0 && A2 < 0){Vk += Math.PI;}}else{if (A1 <= 0 && A2 <= 0)Vk = Vk + Math.PI;}//计算升交角距double fk = Vk + M[24];//摄动改正值的计算double du = M[14] * Math.Cos(2 * fk) + M[16] * Math.Sin(2 * fk);double dr = M[23] * Math.Cos(2 * fk) + M[11] * Math.Sin(2 * fk);double di = M[19] * Math.Cos(2 * fk) + M[21] * Math.Sin(2 * fk);//摄动改正double uk = fk + du;double rk = Math.Pow(M[17], 2) * (1 - M[15] * Math.Cos(Ek))+ dr;double ik = M[22] + di + M[26] * tk;//计算卫星在升交点轨道直角坐标系的坐标double xk = rk * Math.Cos(uk);double yk = rk * Math.Sin(uk);//计算升交点经度double we = 7.2921151467e-05;double jdt = M[20] + (M[25] - we) * tk - we * M[18];//卫星在地固坐标系中的空间直角坐标XK[l] = xk * Math.Cos(jdt) - yk * Math.Cos(ik) * Math.Sin(jdt);YK[l] = xk * Math.Sin(jdt) + yk * Math.Cos(ik) * Math.Cos(jdt);ZK[l] = yk * Math.Sin(ik);}//输出卫星在地固坐标系中的空间直角坐标for (int i = 0; i < 21; i++){ListViewItem list = new ListViewItem();list.Text = "第" + i.ToString() + "分钟";list.SubItems.Add(XK[i].ToString());list.SubItems.Add(YK[i].ToString());list.SubItems.Add(ZK[i].ToString());listView2.Items.Add(list);}}private void button2_Click(object sender, EventArgs e) {//读取相对路径string str1 =AppDomain.CurrentDomain.SetupInformation.ApplicationBase;string filename = str1 + "navigation data.txt ";//读取卫星广播星历文件StreamReader myreader = new StreamReader(filename, Encoding.Default);string myinfo = myreader.ReadToEnd();myreader.Close();//把卫星广播星历里的D改为e，以便后续计算string mystring = myinfo;string myinfor = mystring;myinfor = mystring.Replace("D", "e");//把数据分开读入到一个数组中存储string[] split = new string[] { " " };string[] arrs = myinfor.Split(split, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);//星历代码string[] N = new string[arrs.Length];N[0] = "PRN"; N[1] = "Yer"; N[2] = "Mon"; N[3] = "day"; N[4] = "H"; N[5] = "M"; N[6] = "sec"; N[7] = "a0"; N[8] = "a1"; N[9] = "a2"; N[10] = "IODE"; N[11] = "Crs"; N[12] = "delta-n"; N[13] = "M0";N[14] = "Cuc"; N[15] = "e"; N[16] = "Cus"; N[17] = "sqrt(a)"; N[18] = "t0e"; N[19] = "Cic"; N[20] = "omega0"; N[21] = "Cis"; N[22] = "i0"; N[23] = "Crc"; N[24] = "omega"; N[25] = "omega-spot";N[26] = "IDOT"; N[27] = "Codes on L2 channel"; N[28] = "GPS Week"; N[29] = "L2 P data flag";N[30] = "SV accuracy"; N[31] = "SV health"; N[32] = "TGD"; N[33] = "IODC Issue of Data";N[34] = "Transmission time of message";//把卫星广播星历文件内容输出到listView进行查看for (int i = 0; i < arrs.Length; i++){ListViewItem li = new ListViewItem();li.Text = (i + 1).ToString();li.SubItems.Add(N[i]);li.SubItems.Add(arrs[i]);listView1.Items.Add(li);}}}}四．程序运行结果：星历内容的读取、显示：卫星坐标计算结果：运行界面：作业体会：此次作业，收获颇多。

如何使用GPS测量地理坐标导言GPS（全球定位系统）是现代定位技术中最为普遍和广泛使用的一种。

它利用卫星和接收器的组合，可以精确测量地理坐标，成为现代导航和地理信息系统的重要组成部分。

本文将探讨如何使用GPS来测量地理坐标，以及GPS测量坐标的原理、精度和应用。

一、GPS测量原理GPS定位基于卫星信号的接收和处理。

它由24颗卫星组成，分布在轨道上，并向地球向各个方向发送无线信号。

GPS接收器接收这些信号，并计算出接收器与各个卫星之间的距离。

通过多边定位的原理，可以确定接收器的位置。

二、GPS测量坐标的步骤GPS测量地理坐标通常包括以下步骤：1. 卫星信号接收和定位将GPS接收器放置在待测量区域的所在位置，并打开接收器。

接收器将开始搜索卫星信号，并计算接收器与卫星之间的距离。

一般来说，接收器需要接收到至少4颗卫星的信号才能进行有效的定位。

2. 数据记录与处理一旦接收器成功接收到足够的卫星信号，它将开始记录数据。

这些数据包括接收器所在的位置，所接收的卫星信号等。

接收器将这些数据发送到计算机或其他设备进行处理。

3. 数据处理和坐标计算在计算机上，通过采用三角定位或多边定位的算法，可以根据接收器与卫星之间的距离，计算出接收器的地理坐标。

这些坐标通常以经度和纬度的形式表示。

4. 坐标校正和精度评估根据实际情况，可以通过参考其他已知坐标的点，对测量得到的坐标进行校正。

此外，还可以评估GPS测量的精度，通常以误差范围来表示。

三、GPS测量的精度GPS测量的精度受多种因素影响。

如卫星的位置、接收器的性能、信号遮挡等。

一般而言，GPS测量的精度可以达到几米到几十米的范围。

对于特定的应用需求，可以采取一些方法来提高GPS测量的精度，例如使用差分GPS、RTK（实时动态定位）等。

四、GPS测量的应用GPS测量地理坐标在许多领域都有广泛的应用。

以下是几个典型的应用范例：1. 地图制作和更新GPS测量是绘制地图和更新地图数据的主要手段之一。

GPS定位系统的设计GPS定位系统是一种基于卫星定位和无线通信技术的系统，可以精确确定地球上任意位置的坐标信息。

它被广泛应用于航空、导航、交通管理、军事和消费电子等领域。

本文将从系统原理、硬件设计和软件设计等方面进行GPS定位系统的设计。

首先，GPS定位系统的原理是通过接收来自卫星的信号，在设备上计算出设备的地理位置。

这些卫星是由全球定位系统（GPS）网络提供的，可以给出精确的地理坐标。

为了实现这一目标，GPS定位系统需要具备以下硬件设计要素。

硬件设计方面，GPS定位系统主要由以下组件构成：天线、卫星接收器、处理器和显示器。

首先是天线，它主要用于接收来自GPS卫星的信号。

天线的设计必须具备高灵敏度和高接收效率，以确保正确接收卫星信号。

接下来是卫星接收器，它负责处理从天线接收到的信号，并计算出设备的地理位置。

卫星接收器必须能够接收多个卫星信号，并对这些信号进行衡量和处理，以确定设备的准确位置。

然后是处理器，它在系统中起到核心作用。

处理器负责接收卫星接收器计算出的地理位置信息，并进行必要的处理和分析。

处理器必须具有较高的计算能力和存储能力，以确保系统的运行效率和稳定性。

最后是显示器，它用于显示设备的地理位置信息。

显示器必须具有足够的清晰度和显示能力，以便用户能够直观地看到地理位置信息。

除了硬件设计，GPS定位系统还需要进行软件设计。

软件设计主要包括以下几个方面：系统软件、定位算法和用户界面设计。

系统软件是GPS定位系统的核心软件，它负责控制硬件组件的工作，并将地理位置信息进行处理和分析。

系统软件必须具备稳定性和安全性，以确保系统的正常运行。

定位算法是GPS定位系统非常重要的一部分。

它基于卫星信号的接收时间和位置信息，计算出设备的地理坐标。

定位算法必须具有高精度和高效率，以确保定位的准确性和实时性。

最后是用户界面设计，它是用户与GPS定位系统进行交互的重要界面。

用户界面设计必须简洁直观，以方便用户操作。