MATLAB GPS卫星轨道仿真与精确定位模拟系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB建立了完整的GPS卫星仿真平台，实现了轨道动力学模型模拟（含J2摄动和日月引力），卫星星座部署与可见性分析，以及伪距测量误差建模。适用于导航算法验证与卫星系统教学研究。

详 情 说 明

GPS卫星轨道仿真与定位系统模拟

项目介绍

本项目基于MATLAB平台开发了一套完整的GPS卫星系统仿真与定位分析工具。系统通过建立精确的动力学模型，模拟GPS卫星在轨运行状态，并综合考虑各类误差源影响，实现从卫星轨道预报到用户终端定位解算的全流程仿真分析，为GPS系统性能评估和算法验证提供可靠的仿真环境。

功能特性

核心仿真能力

• 卫星轨道动力学仿真：采用数值积分算法模拟卫星运动轨迹，考虑地球非球形引力（J2摄动）、日月第三体引力等摄动因素
• 星座部署与可见性分析：支持自定义星座配置，实时计算卫星可见性和几何稀释精度（GDOP）
• 误差建模与模拟：精确模拟电离层延迟、对流层延迟、多路径效应、卫星钟差等测量误差源
• 定位算法实现：集成最小二乘法和扩展卡尔曼滤波两种定位解算算法，支持定位精度评估

可视化与分析功能

• 三维动态展示卫星轨道和星座分布
• 实时显示接收机定位误差变化趋势
• 生成卫星可见性报告和GDOP分析图表
• 输出伪距测量误差统计报表

使用方法

1. 参数配置：编辑配置文件，设置仿真时间范围、步长、接收机初始位置等参数
2. 星历数据输入：准备GPS卫星开普勒轨道根数数据文件
3. 运行仿真：执行主程序启动仿真流程
4. 结果分析：查看生成的轨道动画、定位误差曲线和统计报表
5. 参数调整：修改误差模型参数或星座配置，重新运行对比分析

系统要求

软件环境

• MATLAB R2018b或更高版本
• 必需工具箱：Signal Processing Toolbox, Statistics and Machine Learning Toolbox

硬件配置

• 内存：最低4GB，推荐8GB以上
• 处理器：Intel Core i5或同等性能以上
• 磁盘空间：至少1GB可用空间

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，包含卫星轨道数值积分计算、星座可见性分析、伪距测量误差建模、接收机定位解算算法实现以及结果可视化生成等关键功能模块。该文件通过协调各子系统工作，完成从初始参数输入到最终定位精度评估的完整仿真链路，并负责生成三维轨道动画和精度分析图表等输出成果。