Gps 特定时期卫星下的地面经度/纬度（笛卡尔坐标）

我想开发的脚本使用卫星的笛卡尔坐标（XYZ），结合某个位置的距离、仰角和方位角，然后获取卫星的轨道信息，并获得该卫星在给定时间下的地面经度/纬度

离这更进一步的一步是：imagne从一颗在海拔300公里处穿透大气层的卫星发出的信号。在海拔300公里的这一点上，我需要计算地面经纬度

在pyemph模块中，似乎已经有了一种方法（ephem.readtle）可以实现这一点，但仅适用于TLE（两行元素）数据。我想用卫星的笛卡尔坐标来发展这个。有没有这样的方法？或者是有这方面经验的人 域可以为我指明正确的方向

类似的问题已经存在，但不是同一个问题

以下是我已经开发的内容： -卫星笛卡尔坐标系 -地面站卫星的方位角、仰角和距离 -地面站坐标（纬度、长度、海拔高度）

我需要的是：

---

-特定时期卫星下方的地面经度/纬度，特别是大气中的穿透点（卫星信号穿透大气的点）为300公里高度。

我通过以下途径找到了我要寻找的东西：

def电离层穿透点（self、dphi、dlambda、ele、azi）：
Re=6378136.3#地球椭球体，单位为米
h=cs.SHELL_高度*10**3#穿透点米高度，其中假设最大电子密度
系数=Re/（Re+h）
lat_rx=dphi
长_rx=dlambda
#度到弧度的转换
ele_rad=np.deg2rad（ele）
azi_rad=np.deg2rad（azi）
横向rx横向=np.deg2rad（横向rx）
long_rx_rad=np.deg2rad（long_rx）
psi_pp=（np.pi/2）-ele_rad-np.arcin（coeff*np.cos（ele_rad））#用户与穿透点的Eart投影之间的地球中心角，以弧度为单位
psi_pp_deg=np.rad2deg（psi_pp）
横坐标pp=np.Arcin（np.sin（横坐标rx_rad）*np.cos（psi_pp）+
np.cos（纬度x弧度）*np.sin（磅/平方英寸）*np.cos（方位弧度））#
如果（lat_rx>70和（（np.tan（psi_pp）*np.cos（azi_rad））>np.tan（（np.pi/2）-lat_rx_rad）））或（lat_rx<-70和（（np.tan（psi_pp）*np np cos（azi_rad np+np.pi））>np.tan（（np.pi/2）+lat rx_rad））：
long_pp=long_rx_rad+np.pi-np.arcin（（np.sin（psi_pp）*np.sin（azi_rad））/np.cos（lat_pp））
其他：
long_pp=long_rx_rad+np.arcin（（np.sin（psi_pp）*np.sin（azi_rad））/np.cos（lat_pp））
横向pp度=np.rad2deg（横向pp）
long_pp_deg=np.rad2deg（long_pp）
返回横向pp度、纵向pp度

我通过以下途径找到了我想要的东西：

def电离层穿透点（self、dphi、dlambda、ele、azi）：
Re=6378136.3#地球椭球体，单位为米
h=cs.SHELL_高度*10**3#穿透点米高度，其中假设最大电子密度
系数=Re/（Re+h）
lat_rx=dphi
长_rx=dlambda
#度到弧度的转换
ele_rad=np.deg2rad（ele）
azi_rad=np.deg2rad（azi）
横向rx横向=np.deg2rad（横向rx）
long_rx_rad=np.deg2rad（long_rx）
psi_pp=（np.pi/2）-ele_rad-np.arcin（coeff*np.cos（ele_rad））#用户与穿透点的Eart投影之间的地球中心角，以弧度为单位
psi_pp_deg=np.rad2deg（psi_pp）
横坐标pp=np.Arcin（np.sin（横坐标rx_rad）*np.cos（psi_pp）+
np.cos（纬度x弧度）*np.sin（磅/平方英寸）*np.cos（方位弧度））#
如果（lat_rx>70和（（np.tan（psi_pp）*np.cos（azi_rad））>np.tan（（np.pi/2）-lat_rx_rad）））或（lat_rx<-70和（（np.tan（psi_pp）*np np cos（azi_rad np+np.pi））>np.tan（（np.pi/2）+lat rx_rad））：
long_pp=long_rx_rad+np.pi-np.arcin（（np.sin（psi_pp）*np.sin（azi_rad））/np.cos（lat_pp））
其他：
long_pp=long_rx_rad+np.arcin（（np.sin（psi_pp）*np.sin（azi_rad））/np.cos（lat_pp））
横向pp度=np.rad2deg（横向pp）
long_pp_deg=np.rad2deg（long_pp）
返回横向pp度、纵向pp度

卫星（sv）坐标以XYZ表示，距离地球约26000公里。地面轨迹由卫星的XYZ计算得出。现在想象一条从sv到地面的线。与sv在这条线上大约20000公里（26000减去地球半径）的距离不同，让我们假设sv在同一条线上，但高度为300公里（我们称之为大气穿透点）。这意味着sv距离（300/sine）km，其中“e”是仰角。我想知道的是这颗卫星在这个距离（离地球300公里）的地面轨道。卫星的（sv）坐标以XYZ表示，距离地球大约26000公里。地面轨迹由卫星的XYZ计算得出。现在想象一条从sv到地面的线。与sv在这条线上大约20000公里（26000减去地球半径）的距离不同，让我们假设sv在同一条线上，但高度为300公里（我们称之为大气穿透点）。这意味着sv距离（300/sine）km，其中“e”是仰角。我想知道的是这颗卫星位于这个距离（离地球300公里）的地面轨道。

def ionospheric_pierce_point(self, dphi, dlambda, ele, azi):
    Re = 6378136.3 # Earth ellipsoid in meters
    h = cs.SHELL_HEIGHT * 10**3 # Height of pierce point meters, and where maximum electron density is assumed
    coeff = Re / (Re + h)
    lat_rx = dphi
    long_rx = dlambda

# Degrees to radians conversions
ele_rad = np.deg2rad(ele)
azi_rad = np.deg2rad(azi)
lat_rx_rad = np.deg2rad(lat_rx)
long_rx_rad = np.deg2rad(long_rx)

psi_pp = (np.pi / 2) - ele_rad - np.arcsin(coeff * np.cos(ele_rad)) # Earth central angle between user and the Eart projection of the pierce point, in radians
psi_pp_deg = np.rad2deg(psi_pp)
lat_pp = np.arcsin(np.sin(lat_rx_rad)*np.cos(psi_pp) +
np.cos(lat_rx_rad)*np.sin(psi_pp)*np.cos(azi_rad)) # in radians

if (lat_rx > 70 and ((np.tan(psi_pp)*np.cos(azi_rad)) > np.tan((np.pi/2) - lat_rx_rad))) or (lat_rx < -70 and ((np.tan(psi_pp)*np.cos(azi_rad + np.pi)) > np.tan((np.pi/2) + lat_rx_rad))):
    long_pp = long_rx_rad + np.pi - np.arcsin((np.sin(psi_pp)*np.sin(azi_rad)) / np.cos(lat_pp))
else:
    long_pp = long_rx_rad + np.arcsin((np.sin(psi_pp)*np.sin(azi_rad)) / np.cos(lat_pp))

lat_pp_deg = np.rad2deg(lat_pp)
long_pp_deg = np.rad2deg(long_pp)

return lat_pp_deg, long_pp_deg