【正文】 定各種檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，凡符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)予以保留，不符合標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)一般均剔除。子午衛(wèi)星的預(yù)報(bào)計(jì)算首先要根據(jù)起始數(shù)據(jù)進(jìn)行初選。起始數(shù)據(jù)中導(dǎo)航衛(wèi)星每?jī)煞昼姴グl(fā)一幀電文，它包含可變參數(shù)8個(gè)字和固定參數(shù)17個(gè)字兩部分。如果確定衛(wèi)星出現(xiàn)在地平面上時(shí)，則再用增加時(shí)間的方法計(jì)算此次衛(wèi)星通過(guò)時(shí)的過(guò)頂時(shí)刻 (最大高度角時(shí)刻)和下落時(shí)刻，以及通過(guò)的方向和方位。預(yù)報(bào)計(jì)算的方法很多，常用的有試探法。 在衛(wèi)星多普勒大地測(cè)量工作中，為安排觀測(cè)，刪除不符合條件的衛(wèi)星通過(guò)，需要進(jìn)行導(dǎo)航衛(wèi)星頂報(bào)計(jì)算。所以在該時(shí)間段內(nèi)每?jī)煞昼婋娢亩际侵貜?fù)播發(fā)的。應(yīng)該指出，子午衛(wèi)星播發(fā)的軌道參數(shù)采用二進(jìn)制余三代碼(XS3BCD)。A組用于導(dǎo)航定位，B，C組仍用于軍事目的。衛(wèi)星電文的格式，衛(wèi)星存貯系統(tǒng)內(nèi)的軌道參數(shù)，根據(jù)預(yù)定的程序，每隔2分鐘，被檢測(cè)一次，同時(shí)播發(fā)一幀電文。 子午衛(wèi)星每?jī)煞昼姴グl(fā)一幀含有157個(gè)字的電文。這種方法不影響精確的多普勒測(cè)量。此外，在多普勒站上的甚長(zhǎng)基線于涉測(cè)量(VLBI)、激光測(cè)月(LLR)、衛(wèi)星激光測(cè)距(SLR)等，可使長(zhǎng)度精度至1：5000 000以上。更為廣泛深入的試驗(yàn)尚在進(jìn)行之中。(3)短弧法是在不同測(cè)站上共同跟蹤同一衛(wèi)星通過(guò)，以測(cè)定兩站間的相對(duì)位置。當(dāng)取得精密星歷和只有一臺(tái)儀器時(shí)，以采用此法為宜。它的特點(diǎn)是： (1)定位精度較低，計(jì)算模型較簡(jiǎn)單，收斂性較好； (2)進(jìn)行二維定位，即解算的未知量為三個(gè)；天線(船位)的緯度、經(jīng)度和頻偏； (3)天線(船位)是運(yùn)動(dòng)的。觀測(cè)量就是多普勒計(jì)數(shù)或其相應(yīng)的衛(wèi)地距離差。多普勒積分法給出了地面點(diǎn)到衛(wèi)星兩個(gè)位置的距離差，也就是說(shuō)當(dāng)衛(wèi)星位置為已知時(shí)，地面點(diǎn)就位于以?xún)蓚€(gè)衛(wèi)星位置為焦點(diǎn)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)曲面上，該雙曲面與地球面相交得出一個(gè)曲線.如果在衛(wèi)星位置之間再進(jìn)行多普勒積分測(cè)量，就可以得出第二個(gè)距離差公式，以及相應(yīng)的曲線，此時(shí)，地面點(diǎn)M應(yīng)位于,兩個(gè)相交點(diǎn)中的一個(gè)交點(diǎn)上。由衛(wèi)星信號(hào)的傳播延遲可知，在相鄰兩時(shí)刻衛(wèi)星信號(hào)之間，地面接收站累計(jì)下本振和接收機(jī)頻率間差頻的差拍周期數(shù),它通常稱(chēng)為多普勒計(jì)數(shù)。 多普勒積分法為了精確地測(cè)量多普勒頻率通常在地面接收機(jī)內(nèi)增加一個(gè)固定的頻率，即本振。如果我們要利用多普勒效應(yīng)進(jìn)行跟蹤，就必須求得，而的求的是以已知的,為前提的，由此可知，多普勒測(cè)量基本也就是速度測(cè)量。如果鈴的頻率為，聲音傳播速度為，而且在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)聲音是沿直線傳瓶則鈴的固定額串可用速度和波長(zhǎng)表示，即 () 當(dāng)鈴靜止不動(dòng)時(shí)，則在任何方向都可測(cè)定其頻率。通常在這種專(zhuān)用的計(jì)算中心上，配有單點(diǎn)定位程序和多點(diǎn)聯(lián)測(cè)定位程序，他們可以提高定位的相對(duì)精度。還有加拿大馬可尼公司最近研制的CMA751大地型接收機(jī)。內(nèi)業(yè)計(jì)算部分包括HP2100小型計(jì)算機(jī)，電傳打印機(jī)，以及光電輸入機(jī)。(2) 大地型接收設(shè)備大地型接收設(shè)備皆為雙頻接收機(jī)。它包括天線，前置放大器，接收的電子裝置和顯示器傳輸裝置，日本太陽(yáng)交易株式會(huì)社生產(chǎn)的單頻接收機(jī)為FSN11A型。隨著電子技術(shù)的不斷飛發(fā)展，以后配用微處理機(jī)。他們的主要區(qū)別是，導(dǎo)航型要求定位精度較低，但必須對(duì)每次衛(wèi)星通過(guò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的計(jì)算，以及連接其他導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行航位推算。精密星歷提起初由海軍武器實(shí)驗(yàn)室計(jì)算并提供。 除了上述的地面跟蹤網(wǎng)外，利用全球分布的天文臺(tái)或衛(wèi)星站，根據(jù)政府間的協(xié)作，參加子午衛(wèi)星的跟蹤。約每12h對(duì)每顆衛(wèi)星進(jìn)行一次注入。最后將外推的軌道參數(shù)傳輸給位于加利福尼亞州穆古角的注入站或位于明尼蘇達(dá)州的羅斯芒特的注入站。控制與計(jì)算中心位于加利福尼亞州的跟蹤站一起。 地面跟蹤網(wǎng)為了維持子午衛(wèi)星的正常工作，海軍宇航組負(fù)責(zé)組織實(shí)施地面跟蹤網(wǎng)，它包括四個(gè)跟蹤站，一個(gè)控制與計(jì)算中心，以及兩個(gè)注入站。據(jù)1979年1月第二次國(guó)際衛(wèi)星多普勒大地測(cè)量討論會(huì)上霍斯金斯代表美國(guó)海軍戰(zhàn)略系統(tǒng)設(shè)計(jì)局(SSPO)報(bào)告稱(chēng)， 美國(guó)海軍將于1990年前維持四顆衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)，即包含兩顆OSCAR衛(wèi)星和兩顆NOVA衛(wèi)星，直到有新的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)替代為止。NOVA衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)與OSCAR衛(wèi)星完全一樣但是接收到的信號(hào)電平要增加34dB，并且在兩個(gè)頻道上天線將都是左手極化的。衛(wèi)星的接收機(jī)從地面注入站周期性地獲得修正過(guò)的衛(wèi)星軌道參數(shù)和時(shí)間改正數(shù)，此改正數(shù)也存在存貯器中，并且每隔進(jìn)行一次調(diào)整。根據(jù)預(yù)定的程序和指令，通過(guò)相位調(diào)制編碼裝置，調(diào)制在載波上播發(fā)出去。它包括：一套接收裝置，一個(gè)5MHz高穩(wěn)定度的振蕩器，—套含有35K的磁芯存貯系統(tǒng)，—個(gè)定向天線以及控制線路等。最后，一根長(zhǎng)30m的重力穩(wěn)定桿伸了出來(lái)，使衛(wèi)星天線的端面在重力作用下平穩(wěn)地對(duì)著地心。另有九個(gè)偵察兵火箭備用。所有的試驗(yàn)衛(wèi)星和第一批實(shí)用衛(wèi)星均由APL研制。它是一個(gè)約30cm *46cm的六面體，并具有四個(gè)太剛能電池的網(wǎng)狀翼，四個(gè)翼自動(dòng)展開(kāi)，翼上嵌裝著太陽(yáng)能電池，以保證電源的供應(yīng)。這次試驗(yàn)雖不完全成功，但證實(shí)了采用重力定向的可能性和現(xiàn)實(shí)性。但卻第一次成功地進(jìn)行了衛(wèi)星注入和存貯系統(tǒng)的試驗(yàn)。后者由于火箭故障未能進(jìn)入預(yù)定軌道。它象一條旋轉(zhuǎn)的臂，使慣性矩增加，以減少旋轉(zhuǎn)速度。雖然如此，它卻初步地解決了子午衛(wèi)星本身的一系列問(wèn)題，為整個(gè)子午衛(wèi)星系統(tǒng)的研制成功奠定了基礎(chǔ)。導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)由美國(guó)海軍宇航組負(fù)責(zé)，共總部設(shè)在加利福尼亞州的穆古角。還于1975年12月起作了一些重大改進(jìn)。起初由應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室計(jì)算并提供，目前由美國(guó)國(guó)防部測(cè)圖局地形測(cè)量中心(DMATC)計(jì)算和提供。由注入站將此預(yù)測(cè)的衛(wèi)星軌道參數(shù)定期注入衛(wèi)星，衛(wèi)星將此軌道參數(shù)，經(jīng)相位調(diào)制后播發(fā)出去，通常稱(chēng)它為廣播星歷。在使用無(wú)線電跟蹤蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星時(shí)，維芬巴赫(George C．Weiffenbach)和吉爾(William )發(fā)現(xiàn)可以利用多普勒頻移來(lái)測(cè)定衛(wèi)星的軌道。因此，開(kāi)始用于各種遠(yuǎn)洋船舶導(dǎo)航及海上定位。該系統(tǒng)最初稱(chēng)為子午衛(wèi)星,以后改用海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，最后又稱(chēng)為導(dǎo)航衛(wèi)星(NAVSAT)。由于觀測(cè)精度較低(方向精度為記時(shí)精度為)，所以被后來(lái)發(fā)展的光學(xué)電影法所替代。除此，衛(wèi)星大地測(cè)量，特別是衛(wèi)星多普勒測(cè)量在海上導(dǎo)航、石油助探、監(jiān)測(cè)冰川運(yùn)動(dòng)、地殼運(yùn)功和軍事等方面有著廣泛的應(yīng)用。根據(jù)目前美國(guó)海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)所達(dá)到的精度，很多國(guó)家已直接用衛(wèi)星多普定位法，在困難地區(qū)布測(cè)控制網(wǎng)。這不僅是大地測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)，而且對(duì)其它科學(xué)技術(shù)也有重要意義；2. 精確測(cè)定地面點(diǎn)相對(duì)于地球質(zhì)心的坐標(biāo)(地心坐標(biāo))。自從1958年人造地球衛(wèi)星(以下簡(jiǎn)稱(chēng)衛(wèi)星)發(fā)射成功以后，經(jīng)典大地測(cè)量學(xué)與天文學(xué)、地球物理學(xué)相互滲透，產(chǎn)生了大地測(cè)量學(xué)的新分支—衛(wèi)星大地測(cè)量。近幾年來(lái)，在我國(guó)的生產(chǎn)、科研和教育部門(mén)，均引用了此項(xiàng)新技術(shù)，且有更為普及的趨勢(shì)。因此，衛(wèi)星大地測(cè)量的任務(wù)可概括為如下幾點(diǎn)：1. 精確測(cè)定地球的大小和形狀、地球外部引力場(chǎng)、地極運(yùn)動(dòng)、大陸板塊間的相對(duì)位移和研究大地水準(zhǔn)面的形狀。利用衛(wèi)星大地測(cè)量的方法可以對(duì)大面積的天文大地網(wǎng)進(jìn)行加強(qiáng)或控制，以及不斷提高其精度；4. 困難地區(qū)布設(shè)測(cè)圖拉制。這不但速度快，精度好，而且是常規(guī)大地測(cè)量無(wú)法進(jìn)行聯(lián)測(cè)的唯一有效手段。目視光學(xué)觀測(cè)能很快地獲得衛(wèi)星的近似位置，所以在人造地球衛(wèi)星觀測(cè)的最初階段使用得較廣泛。第二章 衛(wèi)星多普勒定位系統(tǒng)衛(wèi)星多普勒大地測(cè)量主要是利用美國(guó)海軍研制的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。1967年7月經(jīng)美國(guó)政府批準(zhǔn)解密，可供商用。導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，最初是由霍布金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的幾名研究人員提出來(lái)的。 建立導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)以后，根據(jù)美國(guó)本土四個(gè)跟蹤站36小時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，再外推16小時(shí)的衛(wèi)星軌道參數(shù)。按全球跟蹤網(wǎng)的觀測(cè)資抖，匯總并計(jì)算子午衛(wèi)星的精密星歷。 為了提高廣播星歷的精度，導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)于1974年1月顧及了極移改正，即歸算到CIO平極。這一切都使子午衛(wèi)星軌道的外推誤差減小了，從而提高了廣播星歷的精度。 空間部分第一顆子午衛(wèi)星”TRANSITIA”于1959年9月17日，用雷神—艾布爾火箭發(fā)射，因?yàn)榛鸺牡谌?jí)未點(diǎn)燃，故未能進(jìn)入軌道。為減少衛(wèi)星與運(yùn)載火箭脫離后仍存在的高速旋轉(zhuǎn)，有一個(gè)附加重量的鋼索，在為星入軌后，將自動(dòng)向外拋去。 TRANSIT2A和TRANSIT3A分別于1960年6月22日和11月30日發(fā)射。衛(wèi)星經(jīng)過(guò)近地點(diǎn)時(shí)，受到大氣阻力造成的軌道遞降，于幾星期后燒毀。特雷克衛(wèi)星是用于試驗(yàn)重力定向的，其目的是使以后的子午衛(wèi)星的天線指向地心。第—顆實(shí)用子午衛(wèi)星于1963年12月發(fā)射成功，并開(kāi)始為北極星潛艇和其它潛艇導(dǎo)航。這個(gè)問(wèn)題解決后，衛(wèi)星的使用壽命使大大提高了。以后的子午衛(wèi)星由美國(guó)無(wú)線電公司(BCA)制造，于1968年后又發(fā)射了三顆，目前還有十三顆OSCAR衛(wèi)星存放在BCA的倉(cāng)庫(kù)里，留作備用。約一