GPS理论与应用04
GPS原理及应用
GPS原理及应用GPS（全球定位系统，Global Positioning System）是一种通过使用卫星定位技术，实现地球上任何一个具体地点的准确定位的系统。
它由美国空军的24颗卫星组成，提供全球覆盖范围，可以在任何时间、任何天气条件下工作。
GPS的原理基于三角测量原理，通过接收多颗卫星发射的信号并计算接收时间和卫星位置之间的关系，从而确定用户的地理坐标位置。
具体来说，GPS接收器接收到来自卫星的信号后，会测量信号从卫星发射到接收器之间的时间差，并据此计算出卫星和接收器之间的距离。
通过接收多颗卫星的信号并计算出多个距离，GPS接收器就能够使用三角定位方法确定用户所在的位置。
GPS有广泛的应用。
首先，它在导航系统中起着关键作用。
人们可以通过GPS设备来获取自身位置，规划最佳路线，导航到目的地。
无论是车辆导航、航空导航还是船舶导航，GPS都能提供精确可靠的定位信息，增加导航准确性。
此外，GPS还被广泛应用于军事、地质勘探、天文学等领域。
军方可以利用GPS系统进行军事作战中的定位、导航和目标追踪。
地质勘探中，通过GPS可以定位地震活动、测量地壳运动等。
天文学家使用GPS来确定地球的形状和旋转速度。
GPS技术也广泛应用于户外运动和个人健康领域。
例如，徒步旅行者、登山者、跑步爱好者等可以通过佩戴带有GPS功能的设备来跟踪自己的运动轨迹、测量运动速度并记录运动数据。
总结起来，GPS利用卫星定位技术实现全球范围内的定位，通过三角测量原理计算出用户的位置。
它在导航、军事、地质勘探、天文学等领域有广泛应用，也被用于户外运动和个人健康领域。
毕业论文 浅谈GPS实时动态定位原理及应用
浅谈GPS实时动态定位原理及应用0、引言随着我国经济的高速发展，为了满足工程施工、测绘等工作的需要,采用GPS 实时动态定位技术的测绘系统逐步进入我国市场。
采用传统GPSRTK （Real-Time-Kinematic）技术的测绘系统的数据链路电台，必须经过无线电管理部门批准才可设置使用，但在此前的几起此类设备所造成的无线电干扰案例中，所查获的无线电台均未向无线电管理部门申报。
目前这类设备使用时所造成的无线电干扰越来越多，因此无线电管理部门应该加强对这类设备的管理。
而增加对GPSRTK技术的了解和认识，将会对查处工作及无线电管理工作大有帮助。
1RTK概述RTK（Real-Time-Kinematic）技术是GPS实时载波相位差分的简称。
这是一种将GPS与数传技术相结合，实时解算并进行数据处理，在1～2秒时间内得到高精度位置信息的技术。
RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于载体（称为流动站）上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发射的信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分改正值。
然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值，从而得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。
精密GPS定位均采用相对技术。
无论是在几点间进行同步观测的后处理(RTK)，还是从基准站将改正值传输给流动站(DGPS)，这些都称为相对技术，以采用值的类型为依据可分为4类：（1）实时差分GPS，其精度为1m～3m；（2）广域实时差分GPS，其精度为1m～2m；（3）精密时差分GPS，其精度为1cm～5cm；（4）实时精密时差分GPS，其精度为1cm～3cm。
差分的数据类型有伪距差分、坐标差分和相位差分三类。
前两类定位误差的相关性，会随基准站与流动站的空间距离的增加而迅速降低。
故RTK采用第三类方法。
RTK的观测模型为：因轨道误差、钟差、电离层折射及对流层折射的影响在实际的数据处理中一般采用双差观测值方程来解算，在定位前需确定整周未知数，这一过程称为动态定位的“初始化”（OnTheFly即OTF）。
GPS原理及应用
GPS原理及应用
全球定位系统（GPS）是一种通过卫星导航来确定地球上任何位
置的系统。
它由一组24颗卫星组成，这些卫星以恒定的速度在地球
轨道上运行，每颗卫星都能够向地面发射信号。
GPS系统的原理基
于三角定位原理，通过接收至少三颗卫星发射的信号，就可以确定
接收器所在的位置。
GPS技术在军事、航空、航海、地理测绘、运输、探险等领域都有着广泛的应用。
首先，GPS系统的原理是基于卫星导航的。
每颗卫星都会发射
包含卫星位置和时间信息的信号，接收器接收到这些信号后，通过
计算信号的传播时间和卫星的位置，就可以确定接收器所在的位置。
由于GPS卫星的轨道和位置都是精确已知的，因此可以通过接收信
号的时间差来计算出接收器与卫星的距离，进而确定位置。
其次，GPS系统的应用非常广泛。
在军事领域，GPS系统可以用
于导航、目标定位、军事行动规划等方面。
在航空领域，GPS系统
可以用于飞行导航、飞行轨迹规划等。
在航海领域，GPS系统可以
用于船舶导航、海图绘制等。
在地理测绘领域，GPS系统可以用于
地图制作、地形测量等。
在运输领域，GPS系统可以用于车辆跟踪、货物定位等。
在探险领域，GPS系统可以用于户外定位、求救信号
发送等。
总之，GPS系统通过卫星导航来确定地球上任何位置，其原理
基于三角定位原理。
GPS系统的应用非常广泛，涵盖了军事、航空、航海、地理测绘、运输、探险等多个领域。
随着技术的不断进步，GPS系统的精度和稳定性将会不断提高，为人类的生活和工作带来
更多便利和安全。
gps定位技术的原理和应用
GPS定位技术的原理和应用1. GPS定位技术的概述•GPS（全球定位系统）是一种通过卫星进行定位的技术，可以精确确定地球上任何一个点的位置信息。
•GPS定位系统由一组卫星、地面控制站和用户设备组成，广泛应用于导航、地图制作、科学研究等领域。
2. GPS定位的原理•GPS定位原理是基于三角测量的原理，通过测量接收到的卫星信号的时间差来计算位置。
•GPS接收器接收到来自多颗卫星的信号，并通过计算信号传播时间差来确定接收器与卫星之间的距离。
•通过接收多颗卫星的信号，可以得到多个距离数据，进而通过三角测量计算出接收器的精确位置。
3. GPS定位技术的应用•导航系统：GPS技术广泛应用于汽车、航空、船舶等导航系统，帮助用户确定当前位置和获取最佳路线。
•地图制作：GPS定位技术可以精确测量地理坐标，用于绘制准确的地图。
•GIS系统：GPS定位技术与地理信息系统（GIS）相结合，可以进行空间数据采集、分析和管理。
•灾害预警：GPS定位技术可以追踪地壳运动，预测地震、火山喷发等自然灾害。
•物流管理：GPS定位技术可以实时跟踪货物位置，提高物流管理的效率和安全性。
•科学研究：GPS定位技术被广泛用于地壳运动、气候变化、植被监测等科学研究领域。
4. GPS定位技术的发展趋势•高精度定位：随着技术的发展，GPS定位精度不断提高，从米级定位逐渐发展到亚米级、厘米级定位。
•多模定位：将GPS与其他定位技术（如北斗、GLONASS等）结合，实现多模定位，提高定位的准确性和可用性。
•室内定位：在室内环境下，GPS信号容易受到干扰，无法正常工作。
因此，研究人员正在开发针对室内定位的新技术。
•智能交通：将GPS技术与车联网、智能交通系统相结合，实现交通信息的实时监控与管理。
•集成导航系统：将GPS定位技术与地图、导航软件等集成，提供更丰富的导航功能。
5. 结论•GPS定位技术已经成为现代社会不可或缺的一部分，它在导航、地图制作、科研等各个领域都发挥着重要作用。
gps技术的原理及应用
GPS技术的原理及应用1. GPS技术的原理GPS全称为全球定位系统（Global Positioning System），它是一种通过卫星定位和导航的技术。
其原理主要基于三个要素：卫星、接收器和传感器。
1.1 卫星GPS系统由一组卫星组成，这些卫星以不同的轨道运行在地球上空的几乎固定位置上。
目前，全球共有24颗工作卫星，其中至少有4颗卫星可见某一时刻处于天空中。
这些卫星发射精确的时间信号以及位置信息。
1.2 接收器GPS接收器是一个设备，用于接收卫星发射的无线电信号。
它通过分析卫星信号的时间差来计算出接收器与卫星之间的距离。
接收器还需了解卫星所处的位置以及其运动方式。
1.3 传感器GPS接收器通常还集成了一些传感器，用于提供额外的数据。
例如，加速度计可用于测量移动速度和方向，陀螺仪可用于测量旋转角度。
这些传感器数据与GPS 定位数据集成，以提供更精确的定位和导航信息。
2. GPS技术的应用GPS技术在各个领域具有广泛的应用。
以下列举了几个主要的领域：2.1 车辆导航系统车辆导航系统是GPS技术最常见的应用之一。
通过将GPS接收器和地图数据集成，驾驶员可以通过车载导航系统在未知领域中准确定位和导航。
这种导航系统还可以提供实时交通信息和最佳路径建议，以优化驾驶体验。
2.2 运输和物流管理在运输和物流管理中，GPS技术用于跟踪货物和车辆的位置。
通过安装GPS设备，货主和物流公司可以实时了解货物的位置和运输进度，提高运输效率和安全性。
此外，GPS技术还可用于跟踪物流车辆的行驶行为，以改善驾驶员行为和车辆维护管理。
2.3 个人健康和健身追踪GPS技术也广泛应用于个人健康和健身追踪领域。
智能手表、智能手环等设备配备了GPS功能，可以跟踪用户的运动轨迹、步数、速度和距离等信息。
这些数据可以帮助用户评估运动表现、制定锻炼计划，并与其他用户进行比较和竞争。
2.4 地图绘制和地理信息系统GPS技术可以用来制作地图和地理信息系统。
gps原理与应用
gps原理与应用GPS原理与应用。
全球定位系统（GPS）是一种通过卫星信号确定地面位置的技术，它已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
GPS技术的发展不仅改变了人们的生活方式，也在军事、航空航天、地质勘探等领域发挥着重要作用。
本文将介绍GPS的原理和应用，并探讨其在不同领域的重要性。
首先，GPS的原理是基于三角定位原理。
GPS系统由24颗卫星组成，它们围绕地球轨道运行，每颗卫星都会不断地向地面发射信号。
接收器接收到至少三颗卫星的信号后，就可以通过测量信号的传播时间来确定自己的位置。
通过多个卫星的信号交叉定位，可以获得更加精确的位置信息。
其次，GPS的应用非常广泛。
在日常生活中，人们可以利用GPS来导航、定位、跟踪物品等。
例如，汽车上的GPS导航系统可以帮助驾驶者找到目的地，而手机上的GPS定位功能可以帮助人们找到丢失的物品。
在军事领域，GPS技术可以用来指挥作战、导弹制导等，极大地提高了军事行动的精准度。
在航空航天领域，GPS技术可以用来导航飞行器，保证其飞行路径的准确性。
在地质勘探领域，GPS 技术可以用来测量地壳运动、地震活动等重要信息。
除此之外，GPS技术还可以用来监测气候变化、城市规划、交通管理等。
通过在不同领域的应用，GPS技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分，极大地改变了人们的生活方式和工作方式。
总的来说，GPS技术的发展对现代社会产生了深远的影响。
它不仅提高了人们的生活质量，也在军事、航空航天、地质勘探等领域发挥着重要作用。
随着技术的不断进步，相信GPS技术在未来会有更加广泛的应用，为人类社会带来更多的便利和进步。
gps 原理与应用
gps 原理与应用
GPS（全球定位系统）是一种基于卫星导航的定位技术。
它的原理是通过接收来自多颗地球轨道卫星发射的无线信号，利用三角定位原理确定接收器的位置。
GPS系统由三个主要部分组成：卫星组成的导航星座、地球上的控制站和用户接收器。
导航星座是由约30颗卫星组成的，它们以不同的轨道高度绕地球运行。
每颗卫星都携带了高精度的原子钟，这样可以提供非常准确的时间信号。
用户接收器通过接收来自至少4颗卫星的信号，利用卫星发射的信号传播时间差异来计算出自己的位置。
控制站负责追踪卫星并校正它们的轨道和时间信息。
它们通过雷达和测距技术来监控卫星的位置，并向卫星发送校正指令，以确保卫星的精确运行。
GPS系统的应用非常广泛。
在我们日常生活中，我们可以使用GPS导航系统在陌生的地方找到正确的路径。
它还广泛用于航空、航海和汽车导航领域。
在科学研究方面，GPS还可以用于地壳运动监测、气象预测和测量地球的形状和大小。
此外，GPS还被广泛用于军事、应急救援和运输行业等领域，以提供准确的位置和时间信息。
总之，GPS通过接收地球轨道卫星发射的无线信号来确定接收器的位置，具有准确、实时的定位能力。
由于其广泛的应用领域，GPS已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
专题三：全球定位系统理论与应用研究
专题三：地理信息系统理论与应用研究[2004-2006]一、GPS概述全球定位系统( Global Positioning System, 简称GPS) 由美国国防部为满足军事部门对陆地、海上和空中的设施进行高精度导航和定位的要求而建立的, 是以人造卫星组网为基础的无线电导航系统[1]。
GPS从1973年美国国防部正式提出到1993年底建成,历时20年。
GPS的应用价值极高,所以成为美国政府继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三大空间计划。
它从根本上解决了人类在地球上定位和导航的问题。
GPS 实施计划共分3个阶段:第一阶段：方案论证和初步设计阶段。
从1973 年到 1979 年共发射了4颗试验卫星, 研制了地面接收机及建立地面跟踪网;第二阶段：全面研制和试验阶段。
从 1979 年到 1984年又陆续发射了 7颗试验卫星, 研制了各种用途接收机。
实验表明, GPS定位精度远远超过设计标准;第三阶段：实用组网阶段。
1989 年 2 月 4日第一颗 GPS 工作卫星发射成功, 表明 GPS 系统进入工程建设阶段。
1993 年底使用的 GPS 网即( 21+3) GPS 星座已经建成, 今后将根据计划更换失效的卫星[2]。
随着人类文明的不断进步和科学技术的快速发展, 从原始时期的找方向、领路, 发展到后来的陆基导航, 以致现在的全球卫星导航定位系统, 可以说这是几千年人类社会进步的一个缩影, 它是伴随着人们生产、生活的需要而发展起来的。
目前, 世界上共有四套卫星导航定位系统, 包括已投入运行的GPS、GLONASS 和正在建设中 Galileo 等三套全球卫星导航定位系统和我国的区域性北斗卫星导航定位系统。
这些卫星导航系统在给人们带来极大的方便、造福于人类的同时, 它已形成为一个新兴产业并成为 21 世纪最热门的投资领域之一, 它是继通信、互联网之后的第三个高新技术的经济增长点, 已在北美、欧洲以及其它地区得到了广泛的应用并产生了巨大的经济效益。
gps测量原理的应用
GPS测量原理的应用1. 概述GPS (Global Positioning System) 是一种全球定位系统，通过使用卫星信号进行导航和定位。
GPS测量原理是基于三角测量方法，利用从卫星到接收器的信号传播时间差来计算位置信息。
2. GPS测量原理GPS测量原理基于卫星的发射时间和接收器收到信号的时间之差来测量地球上某个点的位置。
GPS系统由24颗运行在约20200公里的中轨道卫星组成，这些卫星通过地面控制站进行监控和控制。
接收器接收到至少4颗卫星的信号后，通过计算卫星信号的传播时间差，可以测量出接收器的位置。
3. GPS的应用3.1. 交通导航GPS在交通导航中被广泛应用。
无论是汽车、自行车还是步行导航系统，GPS 都能提供准确定位和最佳路线的信息，方便用户快速到达目的地。
3.2. 航空航海GPS在航空和航海领域具有重要的应用。
在航空中，GPS系统可以提供飞机的位置、速度等信息，帮助飞行员定位并导航。
在航海中，GPS系统可以提供船只的准确位置信息，帮助船长安全导航。
3.3. 科学研究GPS在科学研究中也有重要的应用。
科学家利用GPS技术可以测量地壳运动、板块漂移以及地震研究等，为地质学、地球物理学等领域的研究提供了重要数据。
3.4. 赛车运动GPS在赛车运动中被广泛应用。
赛车手可以利用GPS系统来获取赛车的精确位置和速度信息，以及周围竞争对手的位置。
这些数据对于赛车手和车队来说非常重要，可以帮助他们制定最佳的比赛策略。
3.5. 物流和运输GPS在物流和运输领域也有重要的应用。
通过安装GPS设备，物流公司可以实时追踪货物的位置，以及监测货车的行驶速度和行驶路线。
这些信息可以帮助物流公司提高运输效率和货物的安全性。
4. 结论GPS测量原理的应用非常广泛，涵盖了交通导航、航空航海、科学研究、赛车运动和物流运输等领域。
GPS的定位精度和可靠性使其成为现代社会中不可或缺的技术之一。
11引用来源。
GPS及其应用-第四章2010
巡航导弹 船载GPS
l导航 ——探险、车辆、船舶、航空器等
l跟踪、监控与调度 ——车辆、船舶、航空器等
l制导 ——武器制导、自动驾驶等
l定轨 ——卫星、航天器等
l姿态确定 ——卫星、航天器、航空器等
无人机
车载GPS
静态定位与动态定位的区别
严格地说，静态定位和动态定位的根本区别并不在于 待定点本身是否在运动，而在于建立数学模型中待定点的 位置是否可看成常数。
所以相对定位中观测的组织和实施就 较单点定位更为复杂，数据处理也更为麻 烦。
并且至少需给出网中一点的坐标。
相对定位的应用
精密定位
静动 态态 定定 位位
地 大 工其 壳 地 程它 形 测 测领 变 量 量域 监 测
§4.2 GPS定位原理
GPS定位的基本原理
需解决的两个关键问题
– 如何确定卫星的位置 – 如何测量出站星距离
GPS及其应用
（第四章）
主讲：宁波大学海运学院 张建
第四章 GPS定位原理
§4.1 GPS定位方法分类 §4.2 GPS定位原理 §4.3 差分GPS
§4.1 GPS定位方法分类
GPS定位方法分类
1、静态定位和动态定位
静态定位：
如果在定位过程中，用户接收机天线处于静止状态， 或者更明确地说，待定点在协议地球坐标系中的位置， 被认为是固定不动的，那么确定这些待定点位置的定 位测量就称为静态定位。
利用测距码测距的必要条件
– 必须了解测距码的结构
利用测距码进行测距的优点
– 采用的是CDMA（码分多址）技术 – 易于捕获微弱的卫星信号 – 可提高测距精度 – 便于对系统进行控制和管理（如
AS）
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真近点角fs的计算 在描述卫星无摄运动的6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。
m
bs
as
r
Es
fs
as
ases
近地点
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
为了计算真近点角，引入两个辅助参数：
Es：偏近点角，Ms：平近点角。 M则为s观是M测s一=卫个n星假( 时t设-刻量t0。)，，当t0为卫卫星星运过动近的地平点均的角时速刻度，为tn， 平近点角与偏近点角间存在如下关系：
Kepler定律
行星轨道为椭圆，太阳在焦点处； 太阳、行星连线在相同时间内扫过
的面积相等； 椭圆运动周期的平方与长半轴的立
方成正比。
开普勒 (1571-1630)
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
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。
由于利用GPS进行导航和测量时，卫星作 为位置已知的高空观测目标，在进行绝对定 位时，卫星轨道误差将直接影响用户接收机 位置的精度；而在相对定位时，尽管卫星轨 道误差的影响将会减弱，但当基线较长或精 度要求较高时，轨道误差影响不可忽略。
轨道的基础。
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。
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
牛顿运动定律
物体保持静止或匀速直线运动，除非受 到外力；
加速度与力成正比，且同向； 任何力都有同样大小的反作用力。
万有引 两物体间引力大小与它们质量乘 力定律 积成正比，与距离平方成反比。
牛顿 (1642-1727)
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
GPS利用到达时间（TOA）测距原理确 定用户的位置，因而需要知道两个参数：
电信号传播时间和卫星位置。
为了根据GPS卫星的导航电文计算卫星 位置，了解GPS卫星轨道理论是十分重 要的。
在轨运行的卫星，其运动规律同时符合 牛顿运动定律和开普勒卫星运动定律。
away you are from the requisite four satellites isn’t enough. The ranges to the satellites only tell you where you are relative to the satellites. But where are the satellites? It is also necessary to know where each satellite is in space.
2.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
r
G
(M r
3
ms
)
r
其中G为引力常数，M为地球质量，ms为卫星质量，r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
体力学中称为两体问题。
引力加速度决定了卫星绕地球运动的基本规律。卫星在
•绕s轴顺转角度s使s轴的指向由近地点改为升 交点。
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1，其它引 力场的影响均小于10-5。
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
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：
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，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
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
In the first place, the military is very careful about where it sticks it very expensive space hardware.
Once in place in space, the satellites’ orbits tend to be very stable through time because they are far above virtually all of the atmosphere and the drag that it can induce.
GPS理论与应用
（4.卫星运动及坐标计算）
刘瑞华 教授 中国民航大学 电子信息工程学院
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
授课内容 1.卫星轨道在GPS定位中的意义 2.卫星的无摄运动 3.卫星星历 4. GPS卫星的坐标计算
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
1.卫星轨道在GPS定位中的意义 It turns out that just knowing how far
s cos fs
s
r
sin
f
s
s 0
s
r fs
s
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
(2)在天球坐标系中卫星的位置
在轨道平面直角坐标系中只确定了卫星在轨道 平面上的位置，而轨道平面与地球体的相对定 向尚需由轨道参数、i和s确定。 天球坐标系（x,y,z）与轨道坐标系(s, s, s)具 有相同的原点，差别在于坐标系的定向不同， 为此需将轨道坐标系作如下旋转：
r as (1 es2 )
其中r为卫星的地心距离，
1 es cos fs
as为开普勒椭圆的长半径，
ms
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 远地点
bs r
as
fs
近地点
卫星在轨道上相对近地点的位置，
M
是时间的函数。
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
（2）开普勒第二定律：卫星的地心向径在单位
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。
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
z
卫星
赤道
fs
近地点
地心
s i
春分点 升交点
y
轨道
x
开普勒轨道参数示意图1
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
开普勒轨道参数示意图2
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
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。
远地点
地心
近地点
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
（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。
Ts2 as3
n=2/Ts，可得
This satellite position and orbital information is
called the “Ephemeris,” or, as plural,
“Ephemerides.”
(Orbital position is
constantly changing, thus the term, based on
In addition to the corrected satellite orbital and position data (the ephemeris data), the NAV-msg also carries a correction for any clock bias, or error in the atomic clocks, on board the satellites so that the receivers on the ground can compensate for these errors.
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
影响卫星轨道的因素及其研究方法
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
地心夹角。i为轨道面倾角，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。
的s地为心近夹地角点，角表距达，了即开在普轨勒道椭平圆面在上轨，道升平交面点上与的近定地向点。之间 f地s为心卫角星距的。真该近参点数角为，时即间轨的道函平数面，上确卫定星卫与星近在地轨点道之上间的的瞬
1/ 2
n
GM as3
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。
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算
2.无摄卫星轨道的描述
前述参数as、es、fs唯一地确定了卫星轨
道的形状、大小以及卫星在轨道上的瞬时 位置。但卫星轨道平面与地球体的相对位
置和方向还无法确定。
Es = Ms + essinEs。 由此可得真近点角
cos
fs
cos Es es 1 es cos Es
GPS理论与应用 4.卫星运动及坐标计算