输入卫星星号和周内秒实现卫星位置计算c++代码,分.h.cpp
时间: 2024-03-08 13:48:11 浏览: 15
以下是一个简单的 C++ 实现,包含了头文件和源文件两部分:
卫星位置计算头文件 satellite.h:
```c++
#ifndef SATELLITE_H
#define SATELLITE_H
#include <cmath>
class Satellite {
public:
Satellite(int id, double a, double e, double i, double raan, double argp, double m0);
void getPosition(double t, double* pos);
private:
int id_; // 卫星编号
double a_, e_, i_; // 轨道参数
double raan_, argp_, m0_;
};
#endif // SATELLITE_H
```
卫星位置计算源文件 satellite.cpp:
```c++
#include "satellite.h"
const double pi = 3.14159265358979323846;
const double GM = 3.986005e14; // 地球引力常数
const double omegae_dot = 7.2921151467e-5; // 地球自转角速度
Satellite::Satellite(int id, double a, double e, double i, double raan, double argp, double m0)
: id_(id), a_(a), e_(e), i_(i), raan_(raan), argp_(argp), m0_(m0)
{
}
// 计算卫星在时刻 t 的位置
void Satellite::getPosition(double t, double* pos)
{
double n0 = std::sqrt(GM / std::pow(a_, 3)); // 平均角速度
double n = n0 + omegae_dot; // 实际角速度
double tk = t - m0_ / n; // 以卫星平均速度计算的相对时间
double mk = m0_ + n * tk; // 平近点角
double ek = mk; // 初值
double eps = 1e-10; // 精度
while (true) {
double ek_next = mk + e_ * std::sin(ek);
if (std::abs(ek_next - ek) < eps)
break;
ek = ek_next;
}
double vk = std::atan2(std::sqrt(1 - e_ * e_) * std::sin(ek), std::cos(ek) - e_);
double phik = vk + argp_;
double uk = phik + raan_;
double rk = a_ * (1 - e_ * std::cos(ek));
double xk = rk * std::cos(uk);
double yk = rk * std::sin(uk);
double zk = rk * std::sin(i_);
double cos_om = std::cos(raan_);
double sin_om = std::sin(raan_);
double cos_i = std::cos(i_);
double sin_i = std::sin(i_);
// 计算卫星位置
pos[0] = cos_om * xk - sin_om * yk * cos_i;
pos[1] = sin_om * xk + cos_om * yk * cos_i;
pos[2] = yk * sin_i;
// 计算卫星速度
double ek_dot = n / (1 - e_ * std::cos(ek));
double vk_dot = std::sqrt(1 - e_ * e_) * ek_dot / (1 - e_ * std::cos(vk));
double phik_dot = vk_dot;
double uk_dot = phik_dot;
double rk_dot = a_ * e_ * std::sin(ek) * ek_dot;
double xk_dot = rk_dot * std::cos(uk) - rk * std::sin(uk) * uk_dot;
double yk_dot = rk_dot * std::sin(uk) + rk * std::cos(uk) * uk_dot;
double zk_dot = rk * std::cos(i_) * i_;
pos[3] = cos_om * xk_dot - sin_om * yk_dot * cos_i;
pos[4] = sin_om * xk_dot + cos_om * yk_dot * cos_i;
pos[5] = yk_dot * sin_i;
}
```
在上述代码中,我们定义了一个 `Satellite` 类,其实例表示一个具有给定轨道参数的卫星。类中定义了一个 `getPosition` 方法,用于计算卫星在给定时刻的位置和速度。具体的计算方法参考了开普勒定律等物理定律,这里不再赘述。
注意:以上代码仅为演示用途,可能存在不足之处,不应用于实际应用场景。实际应用中应当使用更为精确的计算方法和数据。