脚本宝典收集整理的这篇文章主要介绍了卫星导航系统-第二讲-卫星导航基础知识-3-1，脚本宝典觉得挺不错的，现在分享给大家，也给大家做个参考。

卫星轨道及卫星在轨运动

GPS实际有24+3颗卫星在运行（其中3颗是备用卫星），其分布在6个轨道平面，每个平面有4个卫星在运行；

原子钟的时间准确度一般是10的负11到10的负13次方，一般接收机的时间准确度为10的负5-负6次方

确定接收机的位置（x,y,z,δt），δt为钟差；所以应该用四颗卫星才能定位；

为了保证地球上任意一点都可以看到4颗卫星呢？

1.卫星在运动的过程中的受力情况？这个力是维持它的运动，一个物理要运动，肯定会受一定力；不受力则保持静止或者匀速直线运动

2.卫星的运动轨迹？每颗卫星的运动轨迹是怎样的，才能保证在地球上的任何一点都能够看到四颗卫星

3.运动的周期，一个轨道上有四颗卫星，如果卫星周期不同步的话，那迟早会发生碰撞的

4、卫星在运动过程中受到哪些干扰，这些干扰对卫星的运动有哪些影响？

卫星轨道六要素

 

1.升交点赤经Ω

定义：卫星自南向北运动，穿过赤道平面时，和赤道平面的交点，这点称为升交点，地心和春分点连线与地心与升交点连线的夹角

2.轨道倾角：卫星运行的轨道面和赤道面之间的夹角，i表示；

以上两个要素对卫星轨道有什么意义呢？

它确定的是轨道在宇宙空间（惯性空间）中的位置

3.近地点张角ω:地心与升交点之间的连线与地心与近地点之间的连线称为近地点张角

4、轨道长半轴：近地点和远地点距离的一半，a；

5、轨道偏心率e：e=长半轴的平方减去短半轴的平方开根号除以长半轴；

 

 

 

谈一下椭圆的离心率

 https://www.sohu.COM/a/301672491_614593漫谈椭圆的性质

 

3.4.5三个要素描述的是轨道的形状和大小！！！！

6、真近点角：卫星与地心的连线与近地点与地心的连线的夹角；

描述的物理意义：卫星瞬时的位置；

按照以上六个要素，对卫星轨道进行分类：

形状：圆形轨道、椭圆轨道（按照偏心率来划分）

倾角：赤道轨道、极轨道、倾斜轨道（轨道倾角来划分）

高度：地球静止轨道（它应该与地球自转是同步的，那么它应该位于赤道上方，轨道倾角为0，偏心率为0，36000KM,自转周期23小时56分4秒）、低地球轨道（高度2000KM）、高地球轨道（远地点距离地心的高度大于36000KM，好处：远地点下方的地球那个面上可以看到该卫星的时间大于12小时）、中地球轨道（介于低和高之间）。

下面分析卫星的受力情况

卫星的无摄运动（单独考虑卫星收到地球的引力的情况）

忽略摄动力影响的理性情况下，卫星在轨道上的运动称为无摄运动，也称为开普勒运动。

地球对卫星的引力：

，G表示万有引力常量，M表示地球的质量，m表示卫星的质量，r表示两者的距离，r一拔表示地球中心到卫星中心的向量；

 

卫星匀速圆周运动的向心力：

 

引力加速度：

只考虑卫星和地球的问题称为二体问题；

如果知道r随时间的一个变化轨迹，就可以知道它的角速度、角加速度。

开普勒第一定律：卫星的运动轨道是一个椭圆，该椭圆的一个焦点与地球的质心重合。

 上图中的r就是上面的一个距离关系；

M_f表示真近点角；

第一定律证明了卫星的运动是一个椭圆；

开普勒第二定律：卫星的地心向径，即地球质心与卫星质心间的距离向量，在相同的时间内所扫过的面积相等；

 如果说是匀速运动那么他们所扫过的面积是不相等的，下面通过能量的方式来解决：动能和势能

势能 + 动能 = const （能量守恒）

 所以速度v在发生变化的，在近地点速度比较快，远地点速度比较慢；

开普勒第三定律：卫星运动周期的平方与轨道椭圆长半轴的立方之比为一常数，该常数等于地球引力常熟GM的倒数。

 表达式告诉我们一个什么道理：

卫星运动的平均角速度与卫星运动的长半轴有关。

 

卫星的受摄运动

卫星在空间绕地球运行，除了受地球重力场的引力作用外，还收到太阳、月亮和其他天体引力的影响，及太阳光压，大气阻力和地球潮汐力等因素的影响。必须建立各种摄动力模型，对卫星轨道加以修正，以满足精密定轨的要求。

 地球引力场摄动力的影响

 地球引力场摄动力的影响

 引起轨道平面在空间的旋转：

升交点赤经的进动速度约为-0.03°/d（或-3.3km/d）

引起近地点在轨道面内的旋转：

开普勒椭圆在轨道平面内定向的改变，从而引起近地点张角ω的缓慢变化。

日月引力对卫星的摄动加速度

 使导航卫星在3h的弧段上产生约50-150m的位置误差

太阳对卫星的影响是月球对卫星的影响的0.46倍

太阳光压的影响

太阳辐射压对球形卫星所产生的摄动加速度即与卫星、太阳和地球之间的相对位置有关，也与卫星表面的反射特性、卫星的面积和质量比有关。其间关系比较复杂，一般可近似表示为：

 卫星有时候会收到太阳光压的影响有时候不会收到，因为有时候太阳不一定能够照射到它

将使卫星轨道在3h的弧段上产生5-10m的偏差。

 

脚本宝典总结

以上是脚本宝典为你收集整理的卫星导航系统-第二讲-卫星导航基础知识-3-1全部内容，希望文章能够帮你解决卫星导航系统-第二讲-卫星导航基础知识-3-1所遇到的问题。

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