《GPS数据处理》实验指导书.doc

《GPS数据处理》 实验指导书 （供测绘工程专业用） （2013年） 戴吾蛟 编 二零一三年四月 中南大学测绘与遥感科学系前言 GPS数据处理实验是学习本门课程的重要环节之一，实验的设置是为了配合课堂教学，使学生熟练掌握和深入理解课堂教学内容，进一步强化GPS数据处理算法及流程。 实验内容 本门课程必做的实验有（在Visual C++.net 2008 环境下）： GPS卫星位置计算程序设计； 伪距单点定位程序设计； GPS数据质量分析； GPS工程控制网数据处理； 实验实验目的二实验内容double transtime; //电文发送时间(GPS星期秒)1.计算真近点角fs （1）计算平均角速度 （2）计算归化观测时间tk tk－以参考时刻toe为基准的归化观测时间。 t－为观测时刻卫星的钟面时 t－经卫星钟差改正的观测时刻 （3）计算观测时刻t的平近点角Ms和偏近点角Es 令Ms=Es进行迭代计算 （4）计算观测时刻的真近点角 2.计算升交距角及轨道摄动改正项 参考历元的升交距角：u0=(s+fs 摄动改正项 3.计算升交距角、卫星的地心距离及轨道倾角 4.计算卫星在轨道坐标系中的坐标（x,y,z） 5.计算观测时刻升交点的经度 6.计算在协议地球系中的空间直角坐标 实验2 伪距单点定位程序设计 一、实验目的二实验内容typedef struct { short satID; double vCA; double vY1; double vY2; double vL1; double vL2; double vD1; double vD2; float elevation; float azim; }observation; //一个历元的观测数据类 class CEpochObs { public: CEpochObs(void); ~CEpochObs(void); public: short nSatCount;//卫星数 double GpsWeek;//观测时间GPS周 double GpsSecond;////观测时间GPS秒 observation* Obs; bool SetSize(short nSat); }; //按照Rinex标准格式（2.0以上）读取一个历元的数据 short ReadStandardEpochObs(FILE *pObsFile, CEpochObs *pEObs, char **ObsType, short ObsTypeCount); //民用时至GPS时转换函数 void DateTimeToWeekTOW(short year, short month, short day, short hour, short min, double sec, long *Week, double *TOW); 具体计算步骤： 将导航文件中所有卫星的星历全部读取，并存入ephemeris数组中 ； 调用相关函数读取一个历元的观测数据； 从ephemeris数组中找出当前历元第一颗观测卫星的导航数据，（注意一个导航文件中对一颗卫星来时可能有不同时间的星历数据，因此要查找当前历元最相近时间的星历数据） 计算卫星的钟差 (dt)，调用卫星钟差改正函数Dt(); 计算信号发射时刻 TTrans = TTag – (C1/C + dt) 6.计算信号发射时刻卫星位置（调用实验一设计的函数） 7.计算卫星至测站之间几何距离（考虑地球自转改正） do { r0 = sqrt(pow(*rx,2.)+pow(*ry,2.)+pow(*rz,2.)); theta = r0/C*W; //对距离分量进行地球自转改正 *rx = satx - recx+ theta*recy *ry = saty - recy- theta*recx; *rz = satz - recz; *r = sqrt(pow(*rx,2.)+pow(*ry,2.)+pow(*rz,2.)); }while(fabs(r0-*r)1.e-3); //迭代求解 8- 计算常数项（闭合差，不考虑对流层及电离层延迟） W = C1 – (Ro2 - (c dt)) 9. 计算误差方程系数（设计矩阵） A1 = -Rox / Ro2 A2 = -Roy / Ro2 A3 = -Roz / Ro2 A4 = c 10.重复3~9步，计算全部所有卫星观测方程的系数阵A和常数项W 1