实习报告三 卫星位置和地面站接收范围.doc

实习三实习三 卫星位置和地面站接收范围卫星位置和地面站接收范围1. 1. 实习目的实习目的1 ) 理解地面站接收极轨卫星的范围理解地面站接收极轨卫星的范围2 ) 会判断地面站接收到卫星信号的起始时间会判断地面站接收到卫星信号的起始时间3 ) 能计算出卫星相对于接收站的方位角和仰角能计算出卫星相对于接收站的方位角和仰角2. 2. 实习方案实习方案1 ) 假设要在假设要在 NUIST（（ 0=32.2°N，， 0=118.5°E）设置一极轨卫星接收站极轨卫星轨）设置一极轨卫星接收站极轨卫星轨道高度道高度 H=830km取地球半径取地球半径 R=6371 km，计算该接收站的接收范围，计算该接收站的接收范围max 2 ) 在在“实习二实习二”中的图中的图 3-3 上，标出上，标出 NUIST 接收站的位置和接收范围接收站的位置和接收范围max，如图，如图 4-1 所示意 （为简单其间，接收范围（为简单其间，接收范围max 用以接收站为圆心、半径为用以接收站为圆心、半径为max 的圆表示的圆表示 可以在可以在 Excel 显示的显示的图图 3-3 上上用用 Excel\工具工具\绘图来手工标出）绘图来手工标出）图图 4-1 星下点轨迹与地面站接收范围的相对位置示意星下点轨迹与地面站接收范围的相对位置示意NUIST 接收站的位置和接收范围接收站的位置和接收范围max，也可以标在如图，也可以标在如图 4-2 所示的北半球底图所示的北半球底图 上上(参考教材图参考教材图 4.24 标出经纬度刻度标出经纬度刻度)。

max cos()=R/(R+H)图图 4-2 北半球底图北半球底图 3 ) 观察观察图图 4-1 上的星下点轨迹与上的星下点轨迹与 NUIST 站接收范围之间的关系如果站接收范围之间的关系如果星下点轨迹经星下点轨迹经 过过 NUIST 站接收范围，则计算给出地面站可接收卫星信号的起、始时间（注意：轨站接收范围，则计算给出地面站可接收卫星信号的起、始时间（注意：轨 道报给出的升交点时间为世界时，北京时道报给出的升交点时间为世界时，北京时=世界时世界时+8 小时）小时） 如果如果星下点轨迹不经过星下点轨迹不经过 NUIST 站接收范围，则将站接收范围，则将电子表格中电子表格中“星下点星下点经度经度”一列减一列减 去去““截距截距””, 再观察再观察图图 4-1 上的星下点轨迹与上的星下点轨迹与 NUIST 站接收范围之间的关系站接收范围之间的关系, 重重 复此过程，直到复此过程，直到图图 4-1 上上出现出现““星下点轨迹经过星下点轨迹经过 NUIST 站接收范围站接收范围””为止出现为止出现 ““星下点轨迹经过星下点轨迹经过 NUIST 站接收范围站接收范围””时，请计算给出地面站可接收卫星信号的时，请计算给出地面站可接收卫星信号的 起、始时间。

起、始时间4 ) 利用上一步得到利用上一步得到的电子表格中的数据（每的电子表格中的数据（每 2 分钟一次的星下点分钟一次的星下点经纬度经纬度）） ，，(,)ss 用以下公式计算用以下公式计算 NUIST 接收站接收站每每 2 分钟一次的卫星分钟一次的卫星方位角方位角、仰角、仰角经度差：经度差：= = s s—— 0 0大圆大圆:00arccos(sinsincoscoscos)ss方位角方位角: :sincosarcsin[]sins仰角仰角: :cos arctan[]sinR Rh 当当=0=0 时时, , coseeR Rh此时的此时的为为maxarccos()eeR Rh注意注意: :( 1 )EXCEL 中可查中可查““帮助帮助\数学和三角函数数学和三角函数”中相关公式的语法中相关公式的语法 2 )用用 EXCEL 计算三角函数值时计算三角函数值时, 角度角度( °)要化作弧度要化作弧度(*3.14/180) ( 3 )计算中用到反余弦计算中用到反余弦 ACOS(number)、反正弦、反正弦 ASIN(number)、反正切、反正切 ATAN( number )。

弧度转为度弧度转为度 DEGREES( 弧度弧度)5 ) 在在“实习二实习二”制作的电子表格中增加三列，分别用来填写制作的电子表格中增加三列，分别用来填写上述计算得到的上述计算得到的、、、、 3.3. 实习结果实习结果(1)(1) 所以，所以，H=830km，，R=6371 km，代入上式，可得：，代入上式，可得： max=27.7947°°（（2））(3)max cos()=R/(R+H)(4)最后制作出的三列表格如下：最后制作出的三列表格如下：141.5262824141.5262824141.5262824141.5262824-69.53751536-69.53751536 140.5036712140.5036712140.5036712140.5036712-68.99102348-68.99102348 138.4538663138.4538663138.4538663138.4538663-67.89490371-67.89490371 135.5764295135.5764295135.5764295135.5764295-66.35456113-66.35456113 131.9797887131.9797887131.9797887131.9797887-64.42624093-64.42624093 127.7629743127.7629743127.7629743127.7629743-62.16070684-62.16070684 123.1141351123.1141351123.1141351123.1141351-59.65636256-59.65636256 118.0607702118.0607702118.0607702118.0607702-56.92492214-56.92492214 73.9625489373.9625489373.9625489373.96254893-32.33290705-32.33290705 107.336691107.336691107.336691107.336691-51.08933118-51.08933118 101.6648548101.6648548101.6648548101.6648548-47.97627674-47.97627674 95.8860643395.8860643395.8860643395.88606433-44.78066462-44.78066462 90.1247294390.1247294390.1247294390.12472943-41.56582125-41.56582125 84.2185101384.2185101384.2185101384.21851013-38.23366809-38.23366809 78.2817254678.2817254678.2817254678.28172546-34.83840553-34.83840553 72.4614154172.4614154172.4614154172.46141541-31.45400046-31.45400046 66.5501552266.5501552266.5501552266.55015522-27.94505083-27.94505083 60.6538658160.6538658160.6538658160.65386581-24.35212115-24.35212115 54.9126915954.9126915954.9126915954.91269159-20.73632104-20.73632104 49.2530093149.2530093149.2530093149.25300931-17.01927014-17.01927014 43.9232283843.9232283843.9232283843.92322838-13.32887392-13.32887392 39.0086835939.0086835939.0086835939.00868359-9.698233138-9.698233138 34.5674677634.5674677634.5674677634.56746776-6.152855317-6.152855317 30.9970433230.9970433230.9970433230.99704332-3.048805615-3.048805615 28.5660606328.5660606328.5660606328.56606063-0.761690881-0.761690881 27.7085424227.7085424227.7085424227.708542420.0863466950.086346695 28.3956709928.3956709928.3956709928.39567099-0.595043592-0.595043592 30.7217066830.7217066830.7217066830.72170668-2.797656059-2.797656059 34.2440151434.2440151434.2440151434.24401514-5.882199981-5.882199981 38.7291925238.7291925238.7291925238.72919252-9.483471997-9.483471997 43.7306196343.7306196343.7306196343.73061963-13.19120101-13.19120101 49.2614055249.2614055249.2614055249.26140552-17.02492207-17.02492207 55.1832970355.1832970355.1832970355.18329703-20.90987907-20.90987907 61.3053869761.3053869761.3053869761.30538697-24.75451205-24.75451205 67.5056862367.5056862367.5056862367.50568623-28.51793505-28.51793505 73.8624589173.8624589173.8624589173.86245891-32.27444298-32.27444298 80.3406023980.3406023980.3406023980.34060239-36.02174048-36.02174048 86.8413481586.8413481586.8413481586.84134815-39.71846261-39.71846261 93.3756484193.3756484193.3756484193.37564841-43.38372231-43.38372231 100.0091879100.0091879100.0091879100.0091879-47.06336529-47.06336529106.5413407106.5413407106.5413407106.5413407-50.65404077-50.65404077 113.1415251113.1415251113.1415251113.1415251-54.25533896-54.25533896 119.7577241119.7577241119.7577241119.7577241-57.84331217-57.84331217 126.3469376126.。