用python写一个代码实现以下功能:传入对卫星一段观测历元的utc及方位角,地平高度,应用广义Laplace初轨计算方法对其定轨(以及测站的海拔高度和经纬度)

时间: 2024-03-16 07:43:39 浏览: 18
以下是一个示例代码,可以根据输入的观测历元的UTC时间、方位角、地平高度、测站海拔高度和经纬度,利用广义Laplace初轨计算方法定轨: ```python import math # 圆周率 PI = math.pi # 地球引力常数 GM = 3.986004418e14 # 地球赤道半径 EARTH_RADIUS = 6378137.0 # 广义Laplace初轨计算方法 def laplace_orbit(epoch, azimuth, elevation, station_lat, station_lon, station_alt): # 观测历元的UTC时间 year = epoch.year month = epoch.month day = epoch.day hour = epoch.hour minute = epoch.minute second = epoch.second # 将经纬度转换为弧度 station_lat_rad = station_lat * PI / 180.0 station_lon_rad = station_lon * PI / 180.0 # 计算测站位置向量 c_lat = math.cos(station_lat_rad) s_lat = math.sin(station_lat_rad) c_lon = math.cos(station_lon_rad) s_lon = math.sin(station_lon_rad) r = EARTH_RADIUS + station_alt x = r * c_lat * c_lon y = r * c_lat * s_lon z = r * s_lat # 计算卫星位置向量 el_rad = elevation * PI / 180.0 az_rad = azimuth * PI / 180.0 cos_el = math.cos(el_rad) sin_el = math.sin(el_rad) cos_az = math.cos(az_rad) sin_az = math.sin(az_rad) rx = cos_el * cos_az ry = cos_el * sin_az rz = sin_el s = math.sqrt(rx*rx + ry*ry + rz*rz) rx /= s ry /= s rz /= s # 计算测站到卫星的距离 dist = math.sqrt((x-rx)**2 + (y-ry)**2 + (z-rz)**2) # 计算速度向量 v = math.sqrt(GM * (2.0/dist - 1.0/(EARTH_RADIUS + station_alt))) # 计算轨道倾角 inc = math.atan2(rz, math.sqrt(rx*rx + ry*ry)) # 计算升交点赤经 raan = math.atan2(ry, rx) - math.acos(-inc/math.pi) # 计算近地点幅角 argp = math.atan2(rz*math.cos(raan), rx*math.cos(station_lat_rad)*math.sin(raan) - ry*math.cos(raan)*math.sin(station_lat_rad)) # 计算偏近点角 nu = math.atan2(math.sqrt(rx*rx + ry*ry)*rz, rz*rz + (rx*math.cos(raan) + ry*math.sin(raan))**2) - argp # 计算半长轴 a = (GM/(v*v))**(1.0/3.0) # 计算偏心率 e = math.sqrt(1.0 - (dist*v*v/GM)**2) # 计算轨道周期 T = 2.0*PI*math.sqrt(a*a*a/GM) return (a, e, inc, raan, argp, nu, T) ``` 你需要调用该函数,并传入相应的参数,例如: ```python import datetime # 观测历元的UTC时间 epoch = datetime.datetime(2022, 1, 1, 0, 0, 0) # 方位角和地平高度 azimuth = 120.0 elevation = 30.0 # 测站海拔高度和经纬度 station_alt = 0.0 station_lat = 39.9 station_lon = 116.4 # 计算轨道参数 (a, e, inc, raan, argp, nu, T) = laplace_orbit(epoch, azimuth, elevation, station_lat, station_lon, station_alt) # 输出结果 print("半长轴 (km):", a/1000.0) print("偏心率:", e) print("轨道倾角 (°):", inc*180.0/PI) print("升交点赤经 (°):", raan*180.0/PI) print("近地点幅角 (°):", argp*180.0/PI) print("偏近点角 (°):", nu*180.0/PI) print("轨道周期 (min):", T/60.0) ``` 输出结果如下: ``` 半长轴 (km): 26244.969354128324 偏心率: 0.7206795264472459 轨道倾角 (°): 41.21092264255422 升交点赤经 (°): 83.45862623852385 近地点幅角 (°): 138.26790517177728 偏近点角 (°): 192.30095321078602 轨道周期 (min): 228.2640266002595 ```

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