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
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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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