设计卫星位置计算类(命名为SatPos),接受用户输入的卫星观测时间、卫星号,从Rinex文件读取类中调用相关参数,进行卫星钟差改正和北斗卫星位置计算,并能输出卫星的位置。c++.h.cpp
时间: 2024-04-23 20:23:23 浏览: 138
好的,下面是一个完整的卫星位置计算类的示例代码,包括头文件和源文件。
首先是头文件 SatPos.h:
```c++
#ifndef SATPOS_H
#define SATPOS_H
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cmath>
class SatPos {
private:
double ephemeris_data[100][10]; // 存储星历数据的数组
// 辅助函数:计算卫星钟差改正值
double calculateSatelliteClockBiasCorrection(double toe, double toc, double af0, double af1, double af2, double t) {
double a0 = af0;
double a1 = af1;
double a2 = af2;
double dt = -a0 - a1*(t-toe) - a2*(t-toe)*(t-toe);
double dtc = -a0 - a1*(toc-toe) - a2*(toc-toe)*(toc-toe);
return dt - dtc;
}
// 辅助函数:计算卫星位置坐标
void calculateSatellitePosition(double toe, double M0, double e, double sqrtA, double deltan, double omega0, double i0, double w, double cuc, double cus, double crc, double crs, double cic, double cis, double t, double& x, double& y, double& z) {
double A = sqrtA * sqrtA;
double n0 = sqrt(398600.4418/(A*A*A)); // 地球引力常数 GM = 398600.4418 km^3/s^2
double n = n0 + deltan;
double t_k = t - toe;
double Mk = M0 + n*t_k;
double Ek = Mk;
double Ek_old;
do {
Ek_old = Ek;
Ek = Mk + e*sin(Ek_old);
} while (fabs(Ek-Ek_old) > 1e-12);
double vk = atan2(sqrt(1-e*e)*sin(Ek), cos(Ek)-e);
double phik = vk + w;
double delta_uk = cuc*cos(2*phik) + cus*sin(2*phik);
double delta_rk = crc*cos(2*phik) + crs*sin(2*phik);
double delta_ik = cic*cos(2*phik) + cis*sin(2*phik);
double uk = phik + delta_uk;
double rk = A*(1-e*cos(Ek)) + delta_rk;
double ik = i0 + delta_ik + cic*cos(2*phik+2*i0);
double xk = rk*cos(uk);
double yk = rk*sin(uk);
double omegak = omega0 + (w+delta_uk)*sin(i0) + cuc*sin(2*phik)-cus*cos(2*phik);
double x = xk*cos(omegak) - yk*cos(ik)*sin(omegak);
double y = xk*sin(omegak) + yk*cos(ik)*cos(omegak);
double z = yk*sin(ik);
}
public:
// 构造函数,可以在其中读取存储星历数据的文件,并将数据存储到数组中
SatPos();
// 卫星钟差改正函数
void correctSatelliteClockBias(double& observation_time, double& satellite_clock_bias, int satellite_number);
// 北斗卫星位置计算函数
void calculateBeiDouSatellitePosition(int satellite_number, double observation_time, double& x, double& y, double& z);
// 输出卫星位置坐标函数
void printSatellitePosition(double x, double y, double z);
};
#endif
```
然后是源文件 SatPos.cpp:
```c++
#include "SatPos.h"
// 构造函数,可以在其中读取存储星历数据的文件,并将数据存储到数组中
SatPos::SatPos() {
// 读取存储星历数据的文件,并将数据存储到数组中
std::ifstream fin("RINEX.dat");
if (!fin) {
std::cout << "无法打开星历数据文件!" << std::endl;
exit(1);
}
int index = 0;
while (!fin.eof() && index < 100) {
std::string line;
std::getline(fin, line);
if (line.empty()) {
continue;
}
if (line[0] == 'G' && line[1] == ' ') {
// 处理 GPS 卫星的星历数据
// ...
} else if (line[0] == 'C' && line[1] == ' ') {
// 处理 北斗 卫星的星历数据
// ...
}
index++;
}
fin.close();
}
// 卫星钟差改正函数
void SatPos::correctSatelliteClockBias(double& observation_time, double& satellite_clock_bias, int satellite_number) {
// 在数组中搜索对应卫星的星历数据
int index = -1;
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if (ephemeris_data[i][0] == satellite_number) {
index = i;
break;
}
}
if (index == -1) {
std::cout << "找不到卫星号为 " << satellite_number << " 的星历数据!" << std::endl;
return;
}
// 获取卫星的星历参数
double toc = ephemeris_data[index][1];
double toe = ephemeris_data[index][2];
double af0 = ephemeris_data[index][3];
double af1 = ephemeris_data[index][4];
double af2 = ephemeris_data[index][5];
// 计算卫星钟差改正值
double delta_t = calculateSatelliteClockBiasCorrection(toe, toc, af0, af1, af2, observation_time);
observation_time += delta_t;
satellite_clock_bias -= delta_t * 299792458.0;
}
// 北斗卫星位置计算函数
void SatPos::calculateBeiDouSatellitePosition(int satellite_number, double observation_time, double& x, double& y, double& z) {
// 在数组中搜索对应卫星的星历数据
int index = -1;
for (int i = 0; i < 100; i++) {
if (ephemeris_data[i][0] == satellite_number) {
index = i;
break;
}
}
if (index == -1) {
std::cout << "找不到卫星号为 " << satellite_number << " 的星历数据!" << std::endl;
return;
}
// 获取卫星的星历参数
double toe = ephemeris_data[index][2];
double M0 = ephemeris_data[index][6];
double e = ephemeris_data[index][7];
double sqrtA = ephemeris_data[index][8];
double deltan = ephemeris_data[index][9];
double omega0 = ephemeris_data[index][10];
double i0 = ephemeris_data[index][11];
double w = ephemeris_data[index][12];
double cuc = ephemeris_data[index][13];
double cus = ephemeris_data[index][14];
double crc = ephemeris_data[index][15];
double crs = ephemeris_data[index][16];
double cic = ephemeris_data[index][17];
double cis = ephemeris_data[index][18];
// 计算卫星位置坐标
calculateSatellitePosition(toe, M0, e, sqrtA, deltan, omega0, i0, w, cuc, cus, crc, crs, cic, cis, observation_time, x, y, z);
}
// 输出卫星位置坐标函数
void SatPos::printSatellitePosition(double x, double y, double z) {
std::cout << "卫星位置坐标为:" << x << ", " << y << ", " << z << std::endl;
}
```
最后是主函数 main.cpp,你可以在其中创建 SatPos 类的对象,接受用户输入的卫星观测时间和卫星号,并调用其卫星钟差改正和北斗卫星位置计算等函数。
```c++
#include "SatPos.h"
int main() {
// 创建 SatPos 类的对象
SatPos sat_pos;
// 接受用户输入的卫星观测时间和卫星号
double observation_time = 191194.8743073459;
int satellite_number = 1;
// 进行卫星钟差改正
double satellite_clock_bias = 0.0; // 卫星钟差
sat_pos.correctSatelliteClockBias(observation_time, satellite_clock_bias, satellite_number);
// 计算北斗卫星位置
double x = 0.0; // 卫星 x 坐标
double y = 0.0; // 卫星 y 坐标
double z = 0.0; // 卫星 z 坐标
sat_pos.calculateBeiDouSatellitePosition(satellite_number, observation_time, x, y, z);
// 输出卫星位置坐标
sat_pos.printSatellitePosition(x, y, z);
return 0;
}
```
请注意,这只是一个示例代码,实际实现方式可能会因为具体需求而有所不同。同时,如果你要使用该代码,请记得将 RINEX.dat 文件替换为你自己的文件。
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