C++设计卫星位置计算类(命名为SatPos),读取N文件,输入周,周内秒,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,并能输出卫星的三维坐标。分头文件,主函数,测试函数
时间: 2024-03-15 12:41:52 浏览: 121
GPS卫星坐标计算代码(C++)
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好的,我可以帮你设计一个C++的卫星位置计算类,实现读取N文件、输入周、周内秒、读取Rinex文件、卫星钟差改正和北斗卫星位置计算,并能输出卫星的三维坐标。这个类可以命名为SatPos,下面是一个可能的实现方式:
SatPos.h头文件:
```c++
#ifndef SATPOS_H
#define SATPOS_H
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <cmath>
#include "Rinex.h"
class SatPos {
public:
SatPos(const char* nFilename, const char* oFilename); // 构造函数,读取N文件和Rinex文件
~SatPos(); // 析构函数,释放内存
void calculate(); // 计算卫星坐标
void setInput(int week, double tow, int prn); // 设置输入参数
void outputPos(); // 输出卫星坐标
private:
double **eph; // 存储N文件中的数据
int n; // N文件中的记录数
int index; // 当前时间对应的记录下标
double **obs; // 存储Rinex文件中的数据
int m; // Rinex文件中的记录数
int prn; // 输入的卫星号
int findIndex(int week, double tow); // 查找对应时间的记录下标
};
#endif // SATPOS_H
```
SatPos.cpp实现文件:
```c++
#include "SatPos.h"
using namespace std;
SatPos::SatPos(const char* nFilename, const char* oFilename) {
// 读取N文件到内存中
ifstream ifs(nFilename, ios::binary);
ifs.seekg(0, ios::end);
int fileSize = ifs.tellg();
ifs.seekg(0, ios::beg);
n = fileSize / 96;
eph = new double*[n];
for (int i = 0; i < n; ++i) {
eph[i] = new double[24];
ifs.read(reinterpret_cast<char*>(eph[i]), 96);
}
ifs.close();
// 读取Rinex文件到内存中
Rinex rinex(oFilename);
obs = rinex.getObs();
m = rinex.getNumObs();
}
SatPos::~SatPos() {
// 释放内存
for (int i = 0; i < n; ++i) {
delete[] eph[i];
}
delete[] eph;
}
int SatPos::findIndex(int week, double tow) {
// 查找对应时间的记录下标
for (int i = 0; i < n; ++i) {
if (static_cast<int>(eph[i][0]) == week && eph[i][1] == tow) {
return i;
}
}
return -1;
}
void SatPos::setInput(int week, double tow, int prn) {
// 设置输入参数
index = findIndex(week, tow);
this->prn = prn;
}
void SatPos::calculate() {
// 计算卫星坐标
if (index == -1) {
cout << "No ephemeris data for the given time." << endl;
return;
}
double M0 = eph[index][3];
double deltaN = eph[index][4];
double e = eph[index][5];
double sqrtA = eph[index][6];
double i0 = eph[index][7];
double omega = eph[index][8];
double cuc = eph[index][9];
double cus = eph[index][10];
double crc = eph[index][11];
double crs = eph[index][12];
double cic = eph[index][13];
double cis = eph[index][14];
double toe = eph[index][15];
double t = obs[0][0] - toe;
double A = sqrtA * sqrtA;
double n0 = sqrt(398600.5 / (A * A * A));
double n = n0 + deltaN;
double tk = t - obs[0][1];
double Mk = M0 + n * tk;
double Ek = Mk;
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
double Ek_old = Ek;
Ek = Mk + e * sin(Ek_old);
if (abs(Ek - Ek_old) < 1e-12) {
break;
}
}
double v = atan2(sqrt(1 - e * e) * sin(Ek), cos(Ek) - e);
double phi = i0 + cic * cos(2 * v) + cis * sin(2 * v);
double r = A * (1 - e * cos(Ek)) + crc * cos(2 * v) + crs * sin(2 * v);
double omega0 = omega + (cuc * cos(2 * v) + cus * sin(2 * v)) - 7.2921151467e-5 * toe;
double lambda = omega0 + v + phi;
// 计算卫星钟差
double dt = eph[index][22] * pow(2, -31) + eph[index][23] * pow(2, -43) - obs[0][2];
// 计算卫星位置
double pos[3];
pos[0] = r * cos(lambda);
pos[1] = r * sin(lambda);
pos[2] = A * e * sin(Ek);
pos[0] += dt * 299792458.0; // 卫星钟差改正
pos[1] += dt * 299792458.0;
pos[2] += dt * 299792458.0;
// 输出卫星坐标
cout << "Satellite PRN: " << prn << endl;
cout << "x = " << pos[0] << endl;
cout << "y = " << pos[1] << endl;
cout << "z = " << pos[2] << endl;
}
void SatPos::outputPos() {
// 输出卫星坐标
cout << "Satellite PRN: " << prn << endl;
cout << "x = " << pos[0] << endl;
cout << "y = " << pos[1] << endl;
cout << "z = " << pos[2] << endl;
}
```
main.cpp测试文件:
```c++
#include "SatPos.h"
using namespace std;
int main() {
SatPos sp("test.eph", "test.obs");
int week;
double tow;
int prn;
cout << "Please input observation time (week tow prn): ";
cin >> week >> tow >> prn;
sp.setInput(week, tow, prn);
sp.calculate();
return 0;
}
```
上面的代码中,SatPos类的构造函数同时读取N文件和Rinex文件到内存中,析构函数释放内存。setInput函数用于设置输入参数,calculate函数计算卫星坐标,包括卫星钟差改正。outputPos函数用于输出卫星坐标。main函数中创建了一个SatPos对象,接受用户输入的观测时间和卫星号,并调用相应函数计算和输出卫星坐标。
需要注意的是,上面的代码只是一个简单的示例,实际上卫星位置计算涉及到很多复杂的计算,需要根据具体的需求进行修改和调整。同时,Rinex文件的读取也需要根据具体的格式进行修改。
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