GPS_matlab_sim.rar_OJ2D_gps单点定位_单点定位_卡尔曼滤波_卡尔曼滤波 GPS

%%%%% gps kalman %%%%% clear; %------------- 参数定义 -----------% pi=3.1415926; C=3.0e8; %光速 a=26609e3; %轨道长半轴长，单位已经换算为 m e=0.006; %轨道的偏心率 i_0=55*pi/180; %基准时间t_0的轨道倾角 a_e=6378137; %地球椭球的长半径 f_e=1/298.257223563; %地球椭球体扁率 b_e=(1-f_e)*a_e; %地球椭球短半轴 e_2=2*f_e-f_e^2; %GPS参考椭球第一偏心率的平方 E0=10; %定义的高度角比较值 mu=3.986008e14; %开普勒常数，单位为m3/s2 w_ie=7.292115147e-5; %地球自转平均角速率，单位rad/s % 卫星轨道参数矩阵epoch:2007-04-01 14:21:46，第一列卫星标号1~30，第二列升交点赤经W_0，第三列平近点角距M_0 % sate=[ 1 325.73 190.96;2 325.73 220.48;3 325.73 330.17;4 325.73 83.58; 5 25.73 249.90;6 25.73 352.12;7 25.73 25.25; 8 25.73 124.10; 9 85.73 286.20;10 85.73 48.94; 11 85.73 155.08;12 85.73 183.71; 13 145.73 312.30;14 145.73 340.93;15 145.73 87.06; 16 145.73 209.81; 17 205.73 11.90; 18 205.73 110.76;19 205.73 143.88;20 205.73 246.11; 21 265.73 52.42; 22 265.73 165.83;23 265.73 275.52;24 265.73 305.04]; for j=1:24 sate(j,2)=sate(j,2)*pi/180;%升交点赤经 sate(j,3)=sate(j,3)*pi/180;%平近点角 end t_0=0; %星历的参考历元 a3=a^3; n=sqrt(mu/a3) % n=(2*pi)/T=sqrt(mu/a3),应用了开普勒第三定律 k=1; i=1; A_i=1; r=1; T=1; % t_u=0; t_uu0=500; % 用户运行起始时间 %---------------------- 初始位置 ---------------% %----------------------------------------------------------------------------------------% fid = fopen('E:\work\program\New\Programs\trace.dat','r'); while 1 linestring = fgets(fid); if linestring < 0 break; end place=sscanf(linestring,'%*f%f%f%f%f%*[^\n]'); gps_longi=place(1); gps_lati=place(2); gps_height=place(3); gps_velo=place(4); t_u = t_u+1 % 实时显示用户运行时间 user(1,t_u)=gps_longi;%用户经纬高信息 user(2,t_u)=gps_lati; user(3,t_u)=gps_height; user(4,t_u)=gps_velo; V(1,t_u)=user(4,t_u); % 用户在大地坐标系中的经纬度数据,经度L,纬度B,高度H % user1(1,t_u)=user(1,t_u)*pi/180;%完成弧度转换 user1(2,t_u)=user(2,t_u)*pi/180; L=user1(1,t_u); B=user1(2,t_u); H=user(3,t_u); % 计算椭球的卯酉圈曲率半径N W=sqrt(1-e_2*sin(B)^2); N=a_e/W; % 将用户在大地坐标系下的坐标转换为地球坐标系的空间直角坐标[xp,yp,zp] xp(1,t_u)=(N+H)*cos(B)*cos(L); yp(1,t_u)=(N+H)*cos(B)*sin(L); zp(1,t_u)=(N*(1-e_2)+H)*sin(B); % 求系数阵h h(1,1)=-sin(B)*cos(L);h(1,2)=-sin(B)*sin(L);h(1,3)=cos(B); h(2,1)=-sin(L); h(2,2)=cos(L); h(2,3)=0; h(3,1)=cos(B)*cos(L); h(3,2)=cos(B)*sin(L); h(3,3)=sin(B); t_k=t_uu0+t_u; % 找到对应于用户运行的时刻的卫星所在的位置，用户打第t_u个点时，时间为t_uu0+t_u q=t_k; % 各个矩阵的行数表示量 t(t_u)=t_u; j=1; % 卫星标号 sum_s(t_u,1)=0; % 求 q 时刻的卫星数目矩阵 while j<=24 %各个矩阵的列数表示量 M_k(q,j)=sate(j,3)+n*(t_k-t_0); Et_1(q,j)=M_k(q,j); t_end=1; while(t_end) Et(q,j)=M_k(q,j)+e*sin(Et_1(q,j)); delta_E(q,j)=Et(q,j)-Et_1(q,j); Et_1(q,j)=Et(q,j); if abs(delta_E(q,j))<=1.0e-6 E_k(q,j)=Et(q,j); t_end=0; end end %-------------- 求真近点角 f 的值，并进行象限判断 -----------% A=cos(E_k(q,j))-e; %分母一定是是大于0的数,所以只取分子来做判断 B=sqrt(1-e^2)*sin(E_k(q,j)); if (A==0) f(q,j)=pi/2; elseif (B==0) f(q,j)=pi; else f(q,j)=atan(abs(B/A)); if ((B>0)&(A<0)) f(q,j)=pi-f(q,j); elseif ((B<0)&(A<0)) f(q,j)=pi+f(q,j); elseif ((B<0)&(A>0)) f(q,j)=2*pi-f(q,j); end end w(q,j)=0; u_k(q,j)= w(q,j)+f(q,j); r_k(q,j)=a*(1-e*cos(E_k(q,j))); i_k(q,j)=i_0; L_k(q,j)=sate(j,2)-w_ie*(t_k); P=[cos(w(q,j))*cos(L_k(q,j))-sin(w(q,j))*sin(L_k(q,j))*cos(i_k(q,j)); cos(w(q,j))*sin(L_k(q,j))+sin(w(q,j))*cos(L_k(q,j))*cos(i_k(q,j)); sin(w(q,j))*sin(i_k(q,j))]; Q=[-sin(w(q,j))*cos(L_k(q,j))-cos(w(q,j))*sin(L_k(q,j))*cos(i_k(q,j)); -sin(w(q,j))*sin(L_k(q,j))+cos(w(q,j))*cos(L_k(q,j))*cos(i_k(q,j)); cos(w(q,j))*sin(i_k(q,j))]; %计算卫星位置 % x_k(q,j)=r_k(q,j)*cos(u_k(q,j))*cos(L_k(q,j))-r_k(q,j)*sin(u_k(q,j))*sin(L_k(q,j))*cos(i_k(q,j)); y_k(q,j)=r_k(q,j)*cos(u_k(q,j))*sin(L_k(q,j))+r_k(q,j)*sin(u_k(q,j))*cos(L_k(q,j))*cos(i_k(q,j)); z_k(q,j)=r_k(q,j)*sin(u_k(q,j))*sin(i_k(q,j)); % 计算卫星速度 % Vs=-n*a*sin(E_k(q,j))/(1-e*cos(E_k(q,j)))*P+n*a*sqrt(1-e_2)*cos(E_k(q,j))/(1-e*cos(E_k(q,j)))*Q; Vsx_k(q,j)=Vs(1,1); Vsy_k(q,j)=Vs(2,1); Vsz_k(q,j)=Vs(3,1); %---计算仰角 E=arctan(Z/sqrt(X^2+Y^2)) ,E_rad单位rad ,E_deg单位度 -----% delta_x(q,j)=x_k(q,j)-xp(1,t_u); delta_y(q,j)=y_k(q,j)-yp(1,t_u); delta_z(q,j)=z_k(q,j)-zp(1,t_u); %求卫星在 % 站心坐标系下 % 的坐标 X_sta(q,j)=h(1,1)*delta_x(q,j)+h(1,2)*delta_y(q,j)+h(1,3)*delta_z(q,j); Y_sta(q,j)=h(2,1)*delta_x(q,j)+h(2,2)*delta_y(q,j)+h(2,3)*delta_z(q,j); Z_sta(q,j)=h(3,1)*delta_x(q,j)+h(3,2)*delta_y(q,j)+h(3,3)*delta_z(q,j); %---------------------给出对应各颗卫星的星历误差---------------------% %d_star(j)=0; %d_star(j)=50+randn(1); d_star(j)=10*randn(1); %--------------------------------------------------------------------% E_deno(q,j)=X_sta(q,j)^2+Y_sta(q,j)^2; E_deno(q,j)=sqrt(E_deno(q,j)); if E_deno(q,j)==0 E_rad(q,j)=pi/2; E_deg(q,j)=90; else E_rad(q,j)=atan(Z_sta(q,j)/E_deno(q,j)); E_deg(q,j)=E_rad(q,j)*180/pi; end %-- 开始高度角比较 ,E0 为给定的高度角,判断可见星 --% ele(q,j)=E_deg(q,j); if ele(q,j)>=E0 ele(q,j)=1; if r~=q