实习四 卫星位置和地面站接收范围
1． 实习目的
1） 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。

3） 能计算出卫星相对于接收站的方位角和仰角。

2． 实习方案
1） 假设要在NUIST （ϕ0=32.2°N ，λ0=118.5°E ）设置一极轨卫星接收站。

极轨卫星轨道高度H=830km 。

取地球半径R=6371 km ，计算该接收站的接收范围δmax
2） 在“实习三”中的图3-3上，标出NUIST 接收站的位置和接收范围δmax ，如图4-1所示意。

（为简单起见，接收范围δmax 用以接收站为圆心、半径为δmax 的圆表示。

可以在Excel 显示的图3-3上用Excel\工具\绘图来手工标出）
图4-1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δmax ，也可以标在如图4-2所示的北半球底图上(参考教材图4.24标出经纬度刻度)。

max cos()=R/(R+H)δ∙
图4-2 北半球底图
3） 观察图4-1上的星下点轨迹与NUIST 站接收范围之间的关系。

如果星下点轨迹经过
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：轨道报给出的升交点时间为世界时，北京时=世界时+8小时）。

如果星下点轨迹不经过NUIST 站接收范围，则将电子表格中“星下点经度”一列减去“截距”, 再观察图4-1上的星下点轨迹与NUIST 站接收范围之间的关系, 重复此过程，直到图4-1上出现“星下点轨迹经过NUIST 站接收范围”为止。

出现“星下点轨迹经过NUIST 站接收范围”时，请计算给出地面站可接收卫星信号的起、始时间。

4） 利用上一步得到的电子表格中的数据（每2分钟一次的星下点经纬度(,)s s λϕ），用
以下公式计算NUIST 接收站每2分钟一次的卫星方位角α、仰角β。

经度差：∆λ=λs —λ0
大圆δ:
00arccos(sin sin cos cos cos )s s δϕϕϕϕλ=+∆
方位角α:
sin cos arcsin[
]sin s λϕαδ
∆= 仰角β: cos arctan[]sin R R h δβδ-
+=
当β=0时, cos e e R R h
δ=+
此时的δ为max arccos(
)e e R R h
δ=+ 注意: （1）EXCEL 中可查“帮助\数学和三角函数”中相关公式的语法。

（2）用EXCEL 计算三角函数值时, 角度( °)要化作弧度(*3.14/180)。

（3）计算中用到反余弦ACOS(number)、反正弦ASIN(number)、反正切 ATAN( number )。

弧度转为度 DEGREES( 弧度)。

5） 在“实习三”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δ、α、β。

3． 实习结果
4． 实习结语。