【Java】读取单颗北斗卫星导航星历文件进行卫星位置计算（RENIX3.04）

该文章是【python】读取卫星星历（RENIX 3.04）进行卫星位置的计算（北斗卫星专题）​​​​​​的

一个其他语言实现的一个副本，其中可以计算出北斗GEO卫星的位置，进行检校。

其中文件的读取仍需要进行一定的格式，我是按照一个数据中间使用空格隔开的方法进行的文件读取，所以由于工作量的原因，比较适合单颗卫星的检校工作。

首先，是所需文件的准备工作。

这是准备文件，数据通过空格进行分割。

其次为代码结构。

代码结构为 location类内置函数read()方法和calculation()方法，其中read()方法负责对文件中的数据进行读取，然后存储到相应的成员变量中；calculation()方法是进行对所读取的数据进行计算，输出时，以字符串形式输出，格式如下。

"卫星：" + this.satellite + ",长半径：" + a + "，平均角速度：" + n0
                + "，\n偏近点角：" + Ek + "，真近点角" + vk + ",升交角据：" + uk
                + "，\n改正赤经：" + u + "，改正半径：" + r + "，改正轨道倾角：" + i
                + "，\n卫星在轨道上的位置(" + x + "," + y + ")，赤纬：" + lambda
                + "，\n卫星在BDCS坐标系的坐标：(" + x_R + "," + y_R + "," + z_R + ")\n\n";

read()方法：

public void read(){
        ArrayList arr=new ArrayList();
        ArrayList arr1=new ArrayList();
        String str[]=new String[36];
        try{

            Scanner sc=new Scanner(new File(address1));
            while (sc.hasNextLine()) {
                str = sc.nextLine().split(" ");

                for(int i=0;i

calculation()方法：

 public String calculateLocation() {
        //长半径
        double a = Math.pow(this.sqrt_a, 2);
        //地球重力常数
        double constGM = 3.986004418e14;
        //平均角速度
        double n0 = Math.sqrt(constGM / Math.pow(a, 3));
        double n = n0 + this.delta_n;
        //平近点角
        Double tk = this.t - this.toe;
        double Mk = this.M0 + n * (this.t - this.toe);
        //偏近点角
        double Ek0 = 0;
        double Ek1 = Mk;
        while (Math.abs(Ek1 - Ek0) > 10e-12) {
            Ek0 = Ek1;
            Ek1 = Mk + this.e * Math.sin(Ek0);
        }
        double Ek = Ek0;
        //真近点角
        double vk = Math.acos((Math.cos(Ek) - this.e) / (1 - this.e * Math.cos(Ek)));
        //升交角距
        double uk = vk + this.omg;
        //扰动改正
        double delta_uk = this.Cuc * Math.cos(2 * uk) + this.Cus * Math.sin(2 * uk);
        double delta_rk = this.Crc * Math.cos(2 * uk) + this.Crs * Math.sin(2 * uk);
        double delta_ik = this.Cic * Math.cos(2 * uk) + this.Cis * Math.sin(2 * uk);
        //赤经 半径 轨道倾角改正
        double u = uk + delta_uk;
        double r = a * (1 - this.e * Math.cos(Ek)) + delta_rk;
        double i = this.i0 + delta_ik+this.IDOT*tk;
        //卫星在轨道上的位置
        double x = r * Math.cos(u);
        double y = r * Math.sin(u);
        //地球自转角速度
        double omge = 7.292115e-5;
        //历元t升交点的赤纬
        double lambda = this.OMG0 + this.OMG0_DOT* tk - omge * this.toe;
        //卫星在地心地固坐标系中的位置
        double x_E=x*Math.cos(lambda)-y*Math.cos(i)*Math.sin(lambda);
        double y_E=x*Math.sin(lambda)+y*Math.cos(i)*Math.cos(lambda);
        double z_E=y*Math.sin(i);
        //卫星在BDCS坐标系的坐标
        double fi=omge*tk;
        double five=180/Math.PI*5;
        double x_R=Math.cos(fi)*x_E+Math.sin(fi)*Math.cos(five)*y_E-Math.sin(fi)*Math.sin(five)*z_E;
        double y_R=-1*Math.sin(fi)*x_E+Math.cos(fi)*Math.cos(five)*y_E-Math.sin(five)*Math.cos(fi)*z_E;
        double z_R=Math.sin(five)*y_E+Math.cos(five)*z_E;
        double distance=Math.pow(x_R,2)+Math.pow(y_R,2)+Math.pow(z_R,2);
        System.out.println("轨道高度为："+(Math.sqrt(distance)));

        return "卫星：" + this.satellite + ",长半径：" + a + "，平均角速度：" + n0
                + "，\n偏近点角：" + Ek + "，真近点角" + vk + ",升交角据：" + uk
                + "，\n改正赤经：" + u + "，改正半径：" + r + "，改正轨道倾角：" + i
                + "，\n卫星在轨道上的位置(" + x + "," + y + ")，赤纬：" + lambda
                + "，\n卫星在BDCS坐标系的坐标：(" + x_R + "," + y_R + "," + z_R + ")\n\n";

    }

接下来是完整代码，公式请见链接所指向的文章。

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Date;
import java.io.IOException;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.ZoneId;
import java.util.*;
class location {
    String address1;//txt文件位置
    String satellite;//PRN号
    private double IDOT;
    private double sqrt_a;
    private double IODE;
    private double delta_n;
    private double t;
    private double toe;
    private double M0;
    private double e;
    private double omg;
    private double Cuc;
    private double Cus;
    private double Crc;
    private double Crs;
    private double Cic;
    private double Cis;
    private double i0;
    private double OMG0;
    private double OMG0_DOT;

    public String calculateLocation() {
        //长半径
        double a = Math.pow(this.sqrt_a, 2);
        //地球重力常数
        double constGM = 3.986004418e14;
        //平均角速度
        double n0 = Math.sqrt(constGM / Math.pow(a, 3));
        double n = n0 + this.delta_n;
        //平近点角
        Double tk = this.t - this.toe;
        double Mk = this.M0 + n * (this.t - this.toe);
        //偏近点角
        double Ek0 = 0;
        double Ek1 = Mk;
        while (Math.abs(Ek1 - Ek0) > 10e-12) {
            Ek0 = Ek1;
            Ek1 = Mk + this.e * Math.sin(Ek0);
        }
        double Ek = Ek0;
        //真近点角
        double vk = Math.acos((Math.cos(Ek) - this.e) / (1 - this.e * Math.cos(Ek)));
        //升交角距
        double uk = vk + this.omg;
        //扰动改正
        double delta_uk = this.Cuc * Math.cos(2 * uk) + this.Cus * Math.sin(2 * uk);
        double delta_rk = this.Crc * Math.cos(2 * uk) + this.Crs * Math.sin(2 * uk);
        double delta_ik = this.Cic * Math.cos(2 * uk) + this.Cis * Math.sin(2 * uk);
        //赤经 半径 轨道倾角改正
        double u = uk + delta_uk;
        double r = a * (1 - this.e * Math.cos(Ek)) + delta_rk;
        double i = this.i0 + delta_ik+this.IDOT*tk;
        //卫星在轨道上的位置
        double x = r * Math.cos(u);
        double y = r * Math.sin(u);
        //地球自转角速度
        double omge = 7.292115e-5;
        //历元t升交点的赤纬
        double lambda = this.OMG0 + this.OMG0_DOT* tk - omge * this.toe;
        //卫星在地心地固坐标系中的位置
        double x_E=x*Math.cos(lambda)-y*Math.cos(i)*Math.sin(lambda);
        double y_E=x*Math.sin(lambda)+y*Math.cos(i)*Math.cos(lambda);
        double z_E=y*Math.sin(i);
        //卫星在BDCS坐标系的坐标
        double fi=omge*tk;
        double five=180/Math.PI*5;
        double x_R=Math.cos(fi)*x_E+Math.sin(fi)*Math.cos(five)*y_E-Math.sin(fi)*Math.sin(five)*z_E;
        double y_R=-1*Math.sin(fi)*x_E+Math.cos(fi)*Math.cos(five)*y_E-Math.sin(five)*Math.cos(fi)*z_E;
        double z_R=Math.sin(five)*y_E+Math.cos(five)*z_E;
        double distance=Math.pow(x_R,2)+Math.pow(y_R,2)+Math.pow(z_R,2);
        System.out.println("轨道高度为："+(Math.sqrt(distance)));

        return "卫星：" + this.satellite + ",长半径：" + a + "，平均角速度：" + n0
                + "，\n偏近点角：" + Ek + "，真近点角" + vk + ",升交角据：" + uk
                + "，\n改正赤经：" + u + "，改正半径：" + r + "，改正轨道倾角：" + i
                + "，\n卫星在轨道上的位置(" + x + "," + y + ")，赤纬：" + lambda
                + "，\n卫星在BDCS坐标系的坐标：(" + x_R + "," + y_R + "," + z_R + ")\n\n";

    }
    public void read(){
        ArrayList arr=new ArrayList();
        ArrayList arr1=new ArrayList();
        String str[]=new String[36];
        try{

            Scanner sc=new Scanner(new File(address1));
            while (sc.hasNextLine()) {
                str = sc.nextLine().split(" ");

                for(int i=0;i

 示例文件所得到的结果如图：

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