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《測(cè)量原理與應(yīng)用ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷第一節(jié) 概述第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)第三節(jié) 衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)第四節(jié) GPS星歷第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷第一節(jié) 概述GPS定位是依GPS衛(wèi)星的已知瞬時(shí)位置為起算基準(zhǔn)的。為了確定衛(wèi)星的瞬時(shí)位置，必須了解衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)行軌道。GPS衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，和所有的運(yùn)動(dòng)物體一樣，取決于它所受的作用力。這些作用力包括：第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷第一節(jié) 概述1.作用在衛(wèi)星上的力第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷作用在衛(wèi)星上的力衛(wèi)星軌道軌道理論地球引力（1）：地球正球（質(zhì)點(diǎn)）的引力人衛(wèi)正常軌道人衛(wèi)正常軌道理論（二體問(wèn)題）攝動(dòng)力地球引力（2）：形狀攝動(dòng)力日、月
2、引力大氣阻力光壓力其它作用力軌道攝動(dòng)人衛(wèi)正常攝動(dòng)理論總和人衛(wèi)真實(shí)軌道人衛(wèi)軌道理論第一節(jié) 概述為了研究工作和實(shí)際應(yīng)用的方便，通常把作用于衛(wèi)星上的各種力按其影響的大小分為兩類：一類是假設(shè)地球?yàn)榫|(zhì)球體的引力（質(zhì)量集中于球體的中心），稱為中心力，決定著衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律和特征；另一類是攝動(dòng)力或非中心力，包括地球非球形對(duì)稱的作用力、日月引力、大氣阻力、光輻射壓力以及地球潮汐力等。攝動(dòng)力使衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一些小的附加變化而偏離理想軌道，同時(shí)偏離量的大小也隨時(shí)間而改變。第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷第一節(jié) 概述3.1概述二體問(wèn)題：研究?jī)蓚€(gè)質(zhì)點(diǎn)在萬(wàn)有引力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律問(wèn)題稱為
3、二體問(wèn)題。衛(wèi)星軌道：衛(wèi)星在空間運(yùn)行的軌跡稱為衛(wèi)星軌道。衛(wèi)星軌道參數(shù)：描述衛(wèi)星軌道狀態(tài)和位置的參數(shù)稱為軌道參數(shù)。無(wú)攝運(yùn)動(dòng)：僅考慮地球質(zhì)心引力作用的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)稱為無(wú)攝運(yùn)動(dòng)。無(wú)攝軌道：無(wú)攝運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星軌道稱為無(wú)攝軌道。受攝運(yùn)動(dòng)：在攝動(dòng)力的作用下的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)。受攝軌道：受攝運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星軌道稱為受攝軌道。第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)理想情況下的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)----無(wú)攝運(yùn)動(dòng)所謂的理想情況下的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)，是將地球視作勻質(zhì)球體，且不顧及其它攝動(dòng)力的影響，衛(wèi)星只是在地球質(zhì)心引力作用下而運(yùn)動(dòng)。理想情況下的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)是我們的首要研究對(duì)象。這是因?yàn)椋海?）它是衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的第一近似
4、描述；（2）它是至今唯一能得到的嚴(yán)密分析解的運(yùn)動(dòng)；（3）它是全部作用力下的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)更精確解的基礎(chǔ)。第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)開(kāi)普勒定律1.開(kāi)普勒第一定律：衛(wèi)星運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓，地球質(zhì)心位居橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。此定律闡明了衛(wèi)星運(yùn)行軌道的基本形態(tài)及其與地心的關(guān)系。由萬(wàn)有引力定律可得衛(wèi)星繞地球質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的軌道方程。r為衛(wèi)星的地心距離，as為開(kāi)普勒橢圓的長(zhǎng)半徑，es為開(kāi)普勒橢圓的偏心率；v為真近點(diǎn)角，它描述了任意時(shí)刻衛(wèi)星在軌道上相對(duì)近地點(diǎn)的位置，是時(shí)間的函數(shù)。第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷asbs
5、Mms近地點(diǎn)遠(yuǎn)地點(diǎn)v第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)2.開(kāi)普勒第二定律：衛(wèi)星的地心向徑，在相等的時(shí)間內(nèi)所掃過(guò)的面積相等。表明衛(wèi)星在橢圓軌道上的運(yùn)行速度是不斷變化的，在近地點(diǎn)處速度最大，在遠(yuǎn)地點(diǎn)處速度最小。第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷近地點(diǎn)地心遠(yuǎn)地點(diǎn)第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)3.開(kāi)普勒第三定律：衛(wèi)星運(yùn)行周期的平方與軌道橢圓長(zhǎng)半徑的立方之比為一常量，等于GM（地球引力常數(shù)）的倒數(shù)假設(shè)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的平均角速度為n，則n=2?/Ts。可得第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)一、衛(wèi)星運(yùn)行的軌道衛(wèi)星的運(yùn)行，一般可通過(guò)一組適宜的參數(shù)來(lái)描述。軌道參數(shù)可以有很多，它們的選擇也不是唯
6、一的。但是無(wú)論如何選擇，必須有利于下列問(wèn)題的解決：（1）軌道橢圓的形狀和大?。唬?）軌道平面與地球體的相關(guān)位置；（3）軌道橢圓在軌道平面上的方位；（4）衛(wèi)星在軌道上的瞬時(shí)位置。只有這些問(wèn)題得到確定，衛(wèi)星運(yùn)行的軌道以及衛(wèi)星在軌道上的瞬時(shí)位置也才是唯一確定的。第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及衛(wèi)星星歷yxz軌道春分點(diǎn)升交點(diǎn)近地點(diǎn)衛(wèi)星地心赤道i??sV第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星的軌道參數(shù)及作用：英文名稱中文名稱符號(hào)意義Inclinationoforbitalplane軌道平面傾角i決定軌道平面的空間位置Rightascension
7、oftheascendingnode升交點(diǎn)赤經(jīng)ΩSemi-majoraxisoforbitalellipse軌道橢圓的長(zhǎng)半徑a決定軌道橢圓的大小Nunerialeccentricity ofellipse軌道橢圓的偏心率e決定軌道橢圓的形狀A(yù)rgumentofperigee近地點(diǎn)角距（幅角）ω決定開(kāi)普勒橢圓在軌道面上的位置Realanomaly真近點(diǎn)角V衛(wèi)星與近地點(diǎn)之間的地心角距第二節(jié) 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)as為軌道的長(zhǎng)半徑，es為軌道橢圓偏心率，這兩個(gè)參數(shù)確定了開(kāi)普勒橢圓的形狀和大小。?為升交點(diǎn)赤經(jīng)：即地球赤道面上升交點(diǎn)與春分點(diǎn)之間的地心夾角。i為軌道面傾角：即衛(wèi)
8、星軌道平面與地球赤道面之間的夾角。這兩
