基于非球形地球引力的GPS卫星轨道参数MATLAB仿真系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB开发了一套高精度GPS卫星轨道模拟系统，综合考虑非球形地球引力场影响。系统支持输入初始轨道参数和地球引力模型，精确计算卫星位置、速度和时间等状态参数，为GPS信号分析提供可靠数据支持。

详 情 说 明

基于非球形地球引力的GPS卫星轨道参数模拟算法研究

项目介绍

本项目开发了一个MATLAB仿真系统，用于高精度模拟GPS卫星在考虑非球形地球引力场摄动下的轨道运动。系统通过数值积分方法和精确的地球引力场模型，计算卫星在指定时间段内的状态参数，为GPS信号模拟器及其他精密轨道应用提供可靠的数据支持。

功能特性

• 高精度轨道动力学模型：采用考虑地球非球形引力摄动的精确动力学模型
• 数值积分求解：基于Runge-Kutta等数值方法求解卫星运动方程
• 地球引力场建模：支持球谐函数展开模型（如EGM2008）
• 坐标系转换：实现ECI（地心惯性坐标系）与ECEF（地心地球固连坐标系）间的精确转换
• 多参数输出：生成位置、速度、轨道六要素等完整状态时间序列
• 精度评估：提供轨道仿真结果的误差统计分析

使用方法

1. 设置初始参数：配置卫星初始轨道六要素（半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅平角、平近点角）
2. 定义仿真时间：指定仿真起始时间、时间步长和总仿真时长
3. 加载引力场模型：导入地球重力场球谐系数数据
4. 设置地球自转参数：输入UT1-UTC时差和极移参数
5. 运行仿真：执行主程序开始轨道数值积分计算
6. 结果分析：获取卫星状态序列和精度评估报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持MATLAB运行的操作系统（Windows/Linux/macOS）
• 足够内存以处理高精度引力场模型数据（推荐8GB以上）

文件说明

主程序文件整合了完整的轨道仿真流程，包含卫星运动方程的构建、数值积分算法的执行、坐标系转换的实现以及结果数据的输出与分析。具体实现了从初始轨道参数输入到最终状态参数生成的全过程计算，包括引力摄动力的计算、运动微分方程的数值求解、地球自转效应的补偿以及仿真精度的定量评估。