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1、GPS卫星预报星历的解码及卫星预报郑 ,王解光(同济大学测量系,上海 200092)摘要:本文对GPS卫星播发的预报星历进行了分析,主要讲述GPS接收机接收到的二进制预报星历文件的详细格式,将其解码并生成RENIX210标准格式文件,利用解码获得的卫星轨道参数来计算GPS卫星坐标,并进行卫星预报。关键词:解码;预报星历;标准格式文件;轨道参数中图分类号:P22814文献标识码:BAbstract:ThispaperanalyzestheforecastingephemeristransmittedbyGPS2satellitesanddescribesanddetailedformatof
2、thebinaryephemerisdocumentreceivedbyGPS2receivers.ThedocumentisthendecodedintothestandardformatinRENIX210andtheorbitpa2rametersofsatellitesareobtained.ThecalculationofGPS2satellitescoordinatesandsatellitesforecastingareperformedwiththesepa2rameters.Keywords:decoding;forecastingephemeris;orbitparame
3、ters件解码得到卫星轨道参数,利用轨道参数计算出GPS卫星的1 前言空间坐标(WGS84坐标系)。GPS卫星播发的导航电文中包含广播星历(卫星星历)2 导航电文及其格式和预报星历(卫星历书)。广播星历可用于GPS实时定位计算,预报星历则用于在较长的时间周期内对GPS卫星的位置GPS卫星的导航电文是二进制文件,按一定格式组成数进行预报。据帧,按帧向外播送。每一数据帧的长度为1500bit,播送速度为了能在GPS卫星观测之前拟订观测计划,我们需要进为50bitös,所以播送一帧电文的时间需要30秒。每帧导航电行GPS卫星的预报工作,从而可以比较确切地知道在所观测文含有5个子帧,每个子帧分别含有
4、10个字,每个字为30bit,的地点及所观测的时间段中,GPS接收机能够接收到的GPS故每一子帧共含300bit,其持续播发的时间为6秒(见图1)。卫星的情况。要进行卫星预报,就需要将二进制的预报星历文图1 导航电文格式10页,提供1～32号卫星的概略星历3 预报星历的详细格式卫星的概略星历包括参考时刻Toa、开普勒轨道参数e、所有GPS卫星预报星历的参数都在导航电文每一数据帧的第4、5子帧中占据第三到第十个字,每个字30bit(其中收稿日期:1999211212;修订日期:1999212227包括奇偶检验位6bit)。预报星历中的参数如表1所示。作者简介:郑 (1977—),男(汉族),浙
5、江嵊州人,同济大311 子帧5之第1～24页,子帧4之第2～5页及第7～学硕士研究生 工程勘察 52GeotechnicalInvestigation&Surveying2000年第3期 õA、80、X0、M0、8和i0=55°的摄动量Di,另外还有2个313 子帧5之第25页给出1～24号卫星的健康状况时钟改正参数a1和a0(如图3)。Health和GPS星期编号WN312 子帧4之第25页给出32颗卫星的防电子对抗特星历中用6bit指示每颗卫星的健康状况。当6bit全为“1”征符(接通或不用)和卫星型号以及25～32号卫星的时,表示卫星工作不正常,不能用于导航定位(如图5)。实际播发的
6、电文内容见表2(电文内容均采用16进制格健康状况Health式)。每个卫星占4bit,其中一个bit表示电子对抗是否工作,将上述星历文件经由程序解码后,便可以生成“1”表示A2S打开,“0”表示A2S关闭。后面3bit表示卫星类RENIX210标准格式的文件。预报星历的RENIX210标准格式型,“000”表示是BlockÉ卫星,“001”表示是BlockÊ卫星,文件如表3所示。以及第25～32颗卫星的健康状况(如图4)。预报星历的参数表1参数含义比特数最低位比例因子范围3参数单位SVID导航星编号的页标识81255WN星历对应的星期号81周e偏心率162-21≈4177×10-701031
7、25无量纲Toa数据块Ë基准时间8212=4096602112秒D-19-6±010625半周i卫星轨道倾角改正162≈1191×10-11≈4188×10-48192米1ö2A半长轴的平方根2428-23-7±1半周0按参考时间计算的升交点赤经242≈1119×10X近地点幅角322-23≈1119×10-7±1半周M0按参考时间计算的平近点角242-23≈1119×10-7±1半周õ升交点赤经变化率162
