写一段python代码,根据给定的导航数据文件(RINEX,brdc0010.21m)格式,计算每颗卫星在所给参考历元前后共一个小时内每隔30s卫星在地固坐标系中的位置。

时间: 2024-02-27 08:52:12 浏览: 18
好的,以下是一段用Python实现的代码,可以计算每个卫星在指定时间范围内每隔30秒的位置信息: ```python import pandas as pd import numpy as np from datetime import datetime, timedelta from math import pi, sin, cos, sqrt # 读取导航数据文件 data = pd.read_csv('brdc0010.21m', skiprows=8, header=None, delim_whitespace=True) # 定义常数 GM = 3.986005e14 # 地球引力常数 OMEGA_DOT_E = 7.2921151467e-5 # 地球自转角速度 C = 2.99792458e8 # 光速 # 定义函数,计算卫星在指定时间的位置 def calc_sat_pos(t, sat): week = int(sat['week']) toe = sat['toe'] M0 = sat['m0'] e = sat['ecc'] A = sat['sqrta'] ** 2 n0 = sqrt(GM / A ** 3) n = n0 + sat['delta_n'] tk = t.timestamp() - (week * 604800 + toe) Mk = M0 + n * tk E = Mk for i in range(10): E_old = E E = Mk + e * sin(E_old) if abs(E - E_old) < 1e-12: break v = np.arctan2(sqrt(1 - e ** 2) * sin(E), cos(E) - e) phi = v + sat['omega'] delta_u = sat['cus'] * sin(2 * phi) + sat['cuc'] * cos(2 * phi] delta_r = sat['crs'] * sin(2 * phi) + sat['crc'] * cos(2 * phi)] delta_i = sat['cis'] * sin(2 * phi) + sat['cic'] * cos(2 * phi)] u = phi + delta_u r = A * (1 - e * cos(E)) + delta_r i = sat['inc'] + delta_i + sat['idot'] * tk x = r * cos(u) y = r * sin(u) Omega = sat['omegadot'] - OMEGA_DOT_E X = x * cos(Omega) - y * cos(i) * sin(Omega) Y = x * sin(Omega) + y * cos(i) * cos(Omega) Z = y * sin(i) return np.array([X, Y, Z]) # 定义函数,计算两个向量之间的夹角 def calc_angle(v1, v2): return np.arccos(np.dot(v1, v2) / np.sqrt(np.dot(v1, v1) * np.dot(v2, v2))) # 读取参考历元 ref_epoch = datetime(2021, 1, 1, 0, 0, 0) # 计算时间范围 start_time = ref_epoch end_time = ref_epoch + timedelta(hours=1) # 初始化结果列表 result = [] # 遍历每个卫星 for i in range(0, len(data), 8): # 读取卫星信息 sat = { 'prn': data[0][i], 'week': data[1][i], 'toe': data[2][i], 'm0': data[3][i], 'delta_n': data[4][i], 'ecc': data[5][i], 'sqrta': data[6][i], 'omega': data[7][i], 'inc': data[8][i], 'omegadot': data[9][i], 'idot': data[10][i], 'crc': data[11][i], 'crs': data[12][i], 'cuc': data[13][i], 'cus': data[14][i], 'cic': data[15][i], 'cis': data[16][i], 'toe_toc': data[17][i], 'af0': data[18][i], 'af1': data[19][i], 'af2': data[20][i], } # 计算卫星在参考历元的位置 sat_pos_ref = calc_sat_pos(ref_epoch, sat) # 遍历时间范围内的每个30秒 t = start_time while t <= end_time: # 计算卫星在当前时间的位置 sat_pos = calc_sat_pos(t, sat) # 计算卫星位置变化量 delta_pos = sat_pos - sat_pos_ref # 计算卫星速度向量 vel = delta_pos / (30 * C) # 计算卫星加速度向量 acc = vel / (30 * C) # 计算卫星速度和加速度向量的夹角 angle = calc_angle(vel, acc) # 将结果添加到结果列表中 result.append({ 'prn': sat['prn'], 'time': t, 'pos': sat_pos, 'vel': vel, 'acc': acc, 'angle': angle }) # 增加30秒 t += timedelta(seconds=30) # 将结果保存到文件 df = pd.DataFrame(result) df.to_csv('sat_pos.csv', index=False) ``` 这段代码做了以下几件事情: 1. 读取导航数据文件,提取每个卫星的信息。 2. 定义函数 `calc_sat_pos`,计算指定时间卫星在地固坐标系中的位置。 3. 定义函数 `calc_angle`,计算两个向量之间的夹角。 4. 遍历每个卫星,计算在指定时间范围内每隔30秒卫星在地固坐标系中的位置、速度、加速度和速度、加速度之间的夹角。 5. 将结果保存到文件中。

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