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使用GMT绘制星下点图
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写在前面
这是2023年第一篇文章，今天要介绍的是使用GMT绘制星下点图，在卫星导航实验重，要求我们绘制北斗卫星的星下点图，我们需要知道卫星的轨迹，就需要计算出卫星的坐标，并进行相应的坐标转换，获得了坐标之后，需要使用GMT进行星下点图的绘制。
一、获得卫星坐标
可以在我的其他的博客中找到计算卫星坐标的代码，此处放置链接，请自行取用。 【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） 其大致原理是，通过读取卫星星历相应的卫星轨道信息，对相应的数据块进行读取并计算出在历元时刻的卫星位置。 二、对卫星坐标进行坐标转换由于计算获得的卫星坐标是以高斯空间直角坐标系（CGCS2000或其他坐标系），我们需要转化为BLH坐标，才能够使用GMT来进行卫星的星下点图。以下是转换坐标的相关类的代码。 1.建立椭球类，采用CGCS2000坐标系 class Earth(): # 建立椭球类，，采用CGCS2000中国大地坐标系数据 def __init__(self): # 给定椭球数据 # 长半轴 self.a = 6378137.0 # 短半轴 self.b = 6356752.31414 # 扁率 self.f = 1 / 298.257222101 # 第一偏心率的平方 self.e1s = m.pow(0.0818191910428, 2) # 第二偏心率的平方 self.e2s = self.e1s / (1 - self.e1s) 2.建立转换类（包括XYZ与BLH的互相转换方法） class Transform(): # 建立转换类 def __init__(self): # 导入椭球数据 self.earth = Earth() def BLH_XYZ(self, B, L, H): # 大地坐标转换为空间直角坐标 # 将角度转换为弧度 self.b = m.radians(B) self.l = m.radians(L) # 计算辅助函数 self.W = m.sqrt(1 - self.earth.e1s * m.pow(m.sin(self.b), 2)) # 转换为空间直角坐标 self.N = self.earth.a / self.W self.X = (self.N + H) * m.cos(self.b) * m.cos(self.l) self.Y = (self.N + H) * m.cos(self.b) * m.sin(self.l) self.Z = (self.N * (1 - self.earth.e1s) + H) * m.sin(self.b) def XYZ_BLH(self, X, Y, Z): # 空间直角坐标转换为大地坐标 # 求出大地经度 self.l = m.atan(Y / X) # 求出大地纬度 self.r = m.sqrt(X * X + Y * Y) self.tb1 = Z / self.r while True: self.tb2 = 1 / self.r * ( Z + self.earth.a * self.earth.e1s * self.tb1 / m.sqrt(1 + self.tb1 * self.tb1 * (1 - self.earth.e1s))) if abs(self.tb2 - self.tb1) sattrack.ps psxy GEO.txt -R -J -B -Sj -Ggray -Wthinner -K -O >> sattrack.ps psxy GEO.txt -R -J -B -Sc0.3c -Gyellow -Wthinner -K -O >> sattrack.ps psxy IGSO.txt -R -J -B -Sj -Ggray -Wthinner -K -O >> sattrack.ps psxy IGSO.txt -R -J -B -Sc0.3c -Gyellow -Wthinner -K -O >> sattrack.ps psxy MEO.txt -R -J -B -Sj -Ggray -Wthinner -K -O >> sattrack.ps psxy MEO.txt -R -J -B -Sc0.3c -Gyellow -Wthinner -K -O >> sattrack.ps pstext GEONAME.txt -R -J -B -D-0.2/-0.4 -F+f13p -K -O >> sattrack.ps pstext IGSONAME.txt -R -J -B -D-0.2/-0.4 -F+f13p -K -O >> sattrack.ps pstext MEONAME.txt -R -J -B -D-0.2/-0.4 -F+f13p -K -O >> sattrack.ps psxy C06.txt -R -J -B -W1.5p,SEAGREEN,solid -K -O >> sattrack.ps psxy C07.txt -R -J -B -W1.5p,SEAGREEN,solid -K -O >> sattrack.ps psxy C08.txt -R -J -B -W1.5p,SEAGREEN,solid -K -O >> sattrack.ps psxy C09.txt -R -J -B -W1.5p,SEAGREEN,solid -K -O >> sattrack.ps psxy C10.txt -R -J -B -W1.5p,SEAGREEN,solid -K -O >> sattrack.ps psxy C11.txt -R -J -B -W1.5p,DARKORCHID3,solid -K -O >> sattrack.ps psxy C12.txt -R -J -B -W1.5p,DARKORCHID3,solid -K -O >> sattrack.ps psxy stations.txt -R -J -B -St12p -Gred -Wthinner -K -O >> sattrack.ps pstext stations.txt -R -J -B -D0.5/-0.4 -F+f17p,40 -O >> sattrack.ps psconvert sattrack.ps -C-sFONTPATH=C:\WINDOWS\Fonts -E600 -P -Tt3）新建文件，放入卫星的坐标，保存退出。 
4）修改文件扩展名为".bat"，双击打开或者在CMD里运行也是可以的。 
5）获得了tif图，则绘图完毕。 
星下点图，绘制完毕。 四、总结GMT虽然配置较为麻烦，且没有好的GUI界面以供使用者使用，需要使用命令行来绘制图像，但是对于测绘来说，仍不失为一款绘图科研利器。 |
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