【正文】 天內(nèi)可使衛(wèi)星消除旋轉(zhuǎn)，穩(wěn)定下來。衛(wèi)星內(nèi)有一套復(fù)雜的電子系統(tǒng)。衛(wèi)星的接收裝置用來接收地面注入站發(fā)來的時(shí)間和軌道參數(shù)以及指令并將這些數(shù)據(jù)存入存貯器。所以播發(fā)的信號不僅提供了穩(wěn)定的載波頻率和衛(wèi)星軌道參數(shù)，也提供了定時(shí)信號。1977年12月22日發(fā)射了一顆新型的子午衛(wèi)星，編號為30110，它在試驗(yàn)階段被稱為了TIPS衛(wèi)星，現(xiàn)在稱為NOYA衛(wèi)星。目前準(zhǔn)備生產(chǎn)三顆，全部將為五顆。應(yīng)該指出，子午衛(wèi)星系統(tǒng)作為導(dǎo)航系統(tǒng)的最主要缺點(diǎn)就是它的不連續(xù)性。 它們對每顆子午衛(wèi)星的兩個(gè)頻道信號進(jìn)行跟蹤和多普勒測量，并將觀測的多普勒數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算中心。然后用外推法計(jì)算未來16h的衛(wèi)星平均軌道，以及每兩分鐘或四分鐘對平均軌道的改正量。注入后要進(jìn)行檢核，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，立即進(jìn)行重新注入，直到正確為止。 四個(gè)地面跟蹤站，二個(gè)注入站，一個(gè)計(jì)算中心以及海軍天文臺都由海軍宇航組通過控制中心進(jìn)行協(xié)調(diào)和指揮。并且只對一或二顆衛(wèi)星編制了精密星歷表，事后提供給協(xié)作單位和有關(guān)部門進(jìn)行精確定位計(jì)算之用。按用途接收機(jī)設(shè)備可分為導(dǎo)航型和大地型兩大類。美國美樂華公司與1968年生產(chǎn)第一臺單頻接收設(shè)備MX702CA,它包括天線(含前置放大器)，接收機(jī)，計(jì)算機(jī)和打印設(shè)備。法國電氣設(shè)備與信號設(shè)備公司(CSEE)和電信有限公司(SAT)生產(chǎn)的單頻接收機(jī)為SYLOSATC型。除軍用外，雙頻導(dǎo)航接收機(jī)多用于遠(yuǎn)洋商輪，海洋考察船，沿海石油勘探等。野外部分包括接收機(jī)，天線和紙帶穿孔機(jī)。美國JMR公司和英國DECCA公司生產(chǎn)的JMR1和JMR1MP大地型接收機(jī)。為了進(jìn)行精確的定位計(jì)算，第三代大地型接收機(jī)還可以配備專用的計(jì)算中心，進(jìn)行事后處理。多普勒(18031853)通過實(shí)驗(yàn)找出，火車經(jīng)過時(shí)，其汽笛聲調(diào)發(fā)生變化的原因，實(shí)驗(yàn)是用一個(gè)運(yùn)動(dòng)的鈴作為聲源，用一個(gè)固定的音叉作為參考頻率來比較接收的聲頻。()和()式是頻率與速度的關(guān)系式。這種頻率變化的現(xiàn)象，就稱為多普勒效應(yīng)。衛(wèi)星在這些時(shí)刻，即在位置時(shí)播發(fā)的信號，地面測站M則要在時(shí)才能收到。所以接收機(jī)實(shí)測到得多普勒計(jì)數(shù)，必須先進(jìn)行電離層折射改正和對流層折射改正。他們的交點(diǎn)就是相應(yīng)于時(shí)間的衛(wèi)星位置。所以這里首先敘述導(dǎo)航定位的計(jì)算模型。它是在衛(wèi)星星歷無誤差的假定條件下，按單點(diǎn)獨(dú)立解算法求定測站位置。由于星歷誤差和折射誤差在同步跟蹤同一衛(wèi)星通過的兩站間是相關(guān)的，故在只能使用廣播星歷和有兩臺以上儀器時(shí)，采用此法能得到較高的精度。近幾年來，這三種方法已取得較多的實(shí)測成果，可供使用、分析和參考。而且，在衛(wèi)星多普勒測站上已經(jīng)應(yīng)用其它測量技術(shù)，把局部測量數(shù)據(jù)確定在以CIO極和BIH零子午線的多普勒坐標(biāo)系統(tǒng)和地心坐標(biāo)系統(tǒng)上。第四章 衛(wèi)星多普勒定位的數(shù)據(jù)采集與處理 衛(wèi)星的基本信息 地面注入站傳送給衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)，是存放在衛(wèi)星存貯系統(tǒng)內(nèi)的，然后按照控制程序用相位調(diào)制在衛(wèi)星工作頻率上播發(fā)出去。衛(wèi)星將時(shí)軌參數(shù)用相位調(diào)制的方法調(diào)制在工作頻率上，并采用編碼形式。每個(gè)比特的周期為120/6103＝19．662ms，標(biāo)稱20ms。衛(wèi)星電文中除第l，2和3字用作識別、同步和結(jié)出時(shí)標(biāo)外，其余154個(gè)字分為A， B，C三組。故每個(gè)字含有9個(gè)十進(jìn)制數(shù)字。 固定參數(shù)的譯碼，衛(wèi)星電文A組中的固定參數(shù)表示衛(wèi)星的平均軌道，它在兩次注入時(shí)間(1216h)內(nèi)保持不變。每一個(gè)可變參數(shù)字也由9位十進(jìn)制數(shù)字組成。所以預(yù)報(bào)計(jì)算是根據(jù)廣播星歷來進(jìn)行，通常使用三個(gè)月內(nèi)的廣播星歷，以保證預(yù)報(bào)的時(shí)刻誤差不大于一分鐘。如此試探下去，直到需要觀測日期的結(jié)束時(shí)刻為止。然后可以用試探法或者采用多項(xiàng)式擬合求根值和極值的方法，來確定該次衛(wèi)星通過時(shí)上升,下落以及過頂?shù)臅r(shí)刻，還要確定衛(wèi)星通過的方向和方位。導(dǎo)航衛(wèi)星的預(yù)報(bào)僅利用固定參數(shù)中前12個(gè)字作為起始數(shù)據(jù)輸入。 衛(wèi)星多普勒數(shù)據(jù)的預(yù)處理 預(yù)處理就是對衛(wèi)星多普勒數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、計(jì)算和檢驗(yàn)，共主要內(nèi)容有：衛(wèi)星多普勒數(shù)據(jù)記錄格式，多普勒計(jì)數(shù)的歸算，衛(wèi)星軌道的擬合，衛(wèi)星坐標(biāo)的計(jì)算，測站點(diǎn)地心坐標(biāo)近似值的計(jì)算，衛(wèi)地距離和衛(wèi)星高度角以及對流層折射改正的計(jì)算，本機(jī)時(shí)標(biāo)與衛(wèi)星時(shí)標(biāo)的換算等。在這所述的預(yù)處理是經(jīng)過多數(shù)判決后的預(yù)處理。 子午衛(wèi)星提供了精確的時(shí)標(biāo)和軌道信息。在導(dǎo)航電文中，包括了已解密的A組軌道參數(shù)，即平滑處理的開普勒密切橢圓的固定參數(shù)及對此所作修正的可變參數(shù)，統(tǒng)稱為廣播星歷。為了測定測站坐標(biāo)，可以利用各種類型接收機(jī)來測量多普勒頻移，從而求得測站與衛(wèi)星間距離差。目前在國際上進(jìn)行衛(wèi)星多普勒定位，一般采用兩類方法，即1. 軌道參數(shù)不參加平差，如：(1)單點(diǎn)定位法，(2)聯(lián)測定位法。本章將討論上述誤差的成因，誤差的量級，以及削弱或測定誤差的方法，并為擬定衛(wèi)星多普勒觀測網(wǎng)的實(shí)施方案提供理論依據(jù)。放在估算衛(wèi)星多普勒定位成果的外精度時(shí),必須根據(jù)由衛(wèi)星多普勒定位系統(tǒng)求得的坐標(biāo)、距離、方位角等與其它系統(tǒng)，其它方法所求得的坐標(biāo)、距離、方位角等進(jìn)行比較后才能做出估計(jì)。這些外部標(biāo)準(zhǔn)包括特級導(dǎo)線、甚長基線干涉測量、月球激光測距、衛(wèi)星激光測距和深空間網(wǎng)。所以，了解廣播星歷及共與精密星歷的差別是很有必要的。在滿足這個(gè)要求前提下，也要盡可能使得衛(wèi)星在測站的東向和西向通過次數(shù)大致相等，這一要求對改善定位結(jié)果中經(jīng)度的精度有重要意義。由于計(jì)算廣播星歷所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)、重力場模型和程序設(shè)計(jì)與精密星歷的相應(yīng)數(shù)值比較，存在著一些系統(tǒng)性的差別。但是，這些都可以用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方法來消除。魏芬巴奇和霍普菲爾德提出了衛(wèi)星發(fā)射兩個(gè)相干頻率可以得到電離層折射的一階改正值，并推導(dǎo)了對流層大氣垂直剖面的最佳模型，利用地面氣象數(shù)據(jù)和衛(wèi)星仰角就可推算對流層折射改正。當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射雙頻信號穿過電離層時(shí)。非電離層由平流層和對流層組成，離地面高度為60km以下，大氣折射的80％是由于對流層折射引起。因此，在觀測綱要中應(yīng)規(guī)定,衛(wèi)星通過的仰角應(yīng)大子.由于對流折射改正是地面大氣狀態(tài)和衛(wèi)星仰角的函數(shù)，在低仰角經(jīng)過折射改正后，數(shù)據(jù)不呈隨機(jī)變化，而是系統(tǒng)地分布于水平線的一側(cè)，這表明折射改正對低仰角而論剩余影響甚大，因此在觀測綱要中，不能使用以下的多普勒計(jì)數(shù)。研究接收誤差的目的是為了在計(jì)算程序中引入待定系數(shù),建立合理的誤差模型，并在觀測綱要中，采取必要措施以便削弱這類誤差的影響。由于這種測量具有全球性、全天候、速度快、精度高、裝備簡單、作業(yè)方便等優(yōu)點(diǎn)，特別是在交通不便的地區(qū)更有特殊作用，因此很快被世界各國包括我國廣泛運(yùn)用于大地測量、地球物理探測、地質(zhì)和石油勘探等領(lǐng)域。從1978年開始，我國建立了全國陸地海洋衛(wèi)星定位網(wǎng)，對我國廣大地域進(jìn)行了大規(guī)模的作業(yè)，進(jìn)行了整體平差，使我國的衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)飛速地向世界水平邁進(jìn)。51m。、斷層、節(jié)理地質(zhì)特征，利用測量參數(shù)和狀態(tài)變化來研究地質(zhì)現(xiàn)象，測定大陸板塊運(yùn)動(dòng)和斷裂應(yīng)力的方向與大小，進(jìn)而預(yù)報(bào)可能發(fā)生的地質(zhì)自然災(zāi)害。這樣，就無法進(jìn)行全球性實(shí)時(shí)導(dǎo)航和實(shí)時(shí)定位測量，特別是對高速運(yùn)行的宇宙飛行器的發(fā)射，測控、定軌，彈道導(dǎo)彈制導(dǎo)等無法發(fā)揮作用，而且其測量精度對高精度導(dǎo)航也還不甚理想。GPS衛(wèi)星的數(shù)量較多，且每顆衛(wèi)星在地平線上運(yùn)行的時(shí)間較長，不存在間斷觀測時(shí)間，并可同時(shí)觀測到多顆衛(wèi)星。從覆蓋范圍、信號可靠性、數(shù)據(jù)內(nèi)容、準(zhǔn)確度和多用性這五項(xiàng)指標(biāo)來看，都大大優(yōu)于子午衛(wèi)星系統(tǒng)。，為地面部隊(duì)或單兵提供實(shí)時(shí)定位，指明方向。其應(yīng)用范圍十分廣泛 例如、高精度的快速大地定位和快速布設(shè)大地網(wǎng)。，其精度比現(xiàn)行播時(shí)精度提高約兩個(gè)數(shù)量級。1992年7月26號北京時(shí)間八時(shí)整，均衡分布在我國國土的29個(gè)觀測點(diǎn)位同步開機(jī)工作，經(jīng)過三個(gè)多月的努力，布測完成我國高精度的全國GPS骨干控制網(wǎng)，使第一次全國規(guī)模的衛(wèi)星大地定位中國’92GPS會(huì)戰(zhàn)順利告。衛(wèi)星定位技術(shù)已使傳統(tǒng)的測量技術(shù)拓寬到地球動(dòng)力學(xué)、地球物理學(xué)、天體力學(xué)、空間物理等領(lǐng)域，為了不斷提高測量精度，人們還必須不斷地研究、消除或減少各種誤差對精度的影響。參考文獻(xiàn)[1] 宋成驊,[M]. 北京: 測繪出版社, 1987.[2] 劉毓, 基于多普勒頻移的GPS自適應(yīng)濾波算法研究[J]. 測繪科學(xué), 2009, 34（1）.[3] 李長真. , 1993, 22(3）.[4] 張忠平, 譚德同. 精密測距測速系統(tǒng)地面跟蹤站在上海天文臺建立. 中國科學(xué)院上海天文臺年刊, 1997, 18.[5] 孟云鶴, 尹秋巖等. 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