衛(wèi)星應(yīng)用概論導(dǎo)航衛(wèi)星(編輯修改稿)
2025-06-08 18:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) – 定位方法 ? 短弧法定位 – 方法：在單點(diǎn)定位和聯(lián)測(cè)定位中都把衛(wèi)星星歷視為已知值而固定下來(lái)。在短弧法平差中卻將其視為未知參數(shù)，通過(guò)平差計(jì)算同時(shí)求得精確的衛(wèi)星軌道及測(cè)站坐標(biāo)和其它參數(shù)。 – 精度：廣播星歷， 200~1000km，達(dá) ~1m – 特點(diǎn)：算 法復(fù)雜，當(dāng)觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，站間距離遠(yuǎn)時(shí)，定位精度高。 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 46 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) ? 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) – 系統(tǒng)的局限性 ? 一次定位所需時(shí)間長(zhǎng) ? 不是一個(gè)連續(xù)的導(dǎo)航定位系統(tǒng) – 所有衛(wèi)星都使用相同頻率的信號(hào)，未采用多址通訊技術(shù)，接收機(jī)在同一時(shí)間只能對(duì)一顆衛(wèi)星進(jìn)行觀測(cè) ? 導(dǎo)航定位精度低 – 衛(wèi)星和接收機(jī)的鐘頻穩(wěn)定度不高 – 衛(wèi)星信號(hào)頻率低，不利于消除電離層折射 – 衛(wèi)星軌道低，不利于獲得高精度的軌道 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 47 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) ? 前蘇聯(lián)類似的系統(tǒng) – 前蘇聯(lián)海軍于 1965年開(kāi)始也建立了一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，稱之為 CICADA ? 軍用系統(tǒng) PARUS ? 民用系統(tǒng) Tsikada TSYKLON (或 TSIKLON）衛(wèi)星 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 48 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – 概況 ? NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System – NAVSTAR GPS。 ? 美國(guó)建立 ? 坐標(biāo)參照系： WGS84 ? 時(shí)間系統(tǒng)： GPST 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 49 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – 發(fā)展簡(jiǎn)史史 ? 1973年 12月， DoD批淮進(jìn)行研制，總投資 300億美元．系統(tǒng)研制和建立分 方案論證 、 工程研制 和 生產(chǎn)作業(yè) 等三個(gè)階段 ? 1978年 2月 22日，第一顆 GPS試驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射成功，標(biāo)志著工程研制階段的開(kāi)始， ? 1989年 2月 14日，第一顆 GPS工作衛(wèi)星的發(fā)射成功，宣告 GPS系統(tǒng)進(jìn)入了生產(chǎn)作業(yè)階段。 ? 1991年，在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中， GPS首次大規(guī)模用于實(shí)戰(zhàn)。 ? 1993年 6月（ 12月 8日宣布）系統(tǒng)達(dá)到初始運(yùn)行能力（ IOC Initial Operational Capability）。 ? 1995年 4月 27日（ 7月 17日宣布）， 系統(tǒng)達(dá)到全運(yùn)行能力（ FOC Full Operational Capability）。 ? 1999年 1月 25日，美國(guó)宣布，將斥資 40億美圓，進(jìn)行 GPS現(xiàn)代化。 ? 2022年 5月 1日，美國(guó)宣布， GPS停止實(shí)施 SA – 一種人為降低GPS導(dǎo)航定位精度的措施。（實(shí)際停止實(shí)施 SA是 5月 2日）。 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 50 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS的系統(tǒng)組成 空間部分 地面監(jiān)控部分 用戶部分 GPS 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 51 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS衛(wèi)星星座 ? 設(shè)計(jì)星座 – 21(工作衛(wèi)星 )+3(活動(dòng)的備用衛(wèi)星 ) ? 軌道 – 6個(gè)軌道面 – 平均軌道高度 20200km – 軌道傾角 55? – 周期 11h 58min（顧及地球自轉(zhuǎn)，地球 衛(wèi)星的幾何關(guān)系每天提前 4min重復(fù)一次） ? 特點(diǎn) – 保證在任何時(shí)刻，高度角 15?以上，能同時(shí)觀測(cè)到 4至 8顆衛(wèi)星 ? 當(dāng)前星座 – 29顆 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 52 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS衛(wèi)星星座 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 53 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS衛(wèi)星 ? 作用： – 接收、存儲(chǔ)導(dǎo)航電文 – 生成用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（測(cè)距碼、載波） – 發(fā)送用于導(dǎo)航定位的信號(hào)（采用雙相調(diào)制法調(diào)制在載波上的測(cè)距碼和導(dǎo)航電文） – 接受地面指令，進(jìn)行相應(yīng)操作 – 其他特殊用途，如通訊、監(jiān)測(cè)核暴等。 ? 主要設(shè)備 – 太陽(yáng)能電池板 – 原子鐘（ 2臺(tái)銫鐘、 2臺(tái)銣鐘） – 信號(hào)生成與發(fā)射裝置 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 54 ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS衛(wèi)星的類型 ? 試驗(yàn)衛(wèi)星： Block Ⅰ ? 工作衛(wèi)星： Block Ⅱ – Block Ⅱ ：存儲(chǔ)星歷能力為 14天，具有 SA和 AS地能力 – Block Ⅱ A （ Advanced）：衛(wèi)星間可相互通訊，存儲(chǔ)星歷能力為 180天， SV35和 SV36帶有激光反射棱鏡 – Block Ⅱ R （ Replacement/Replenishment）：衛(wèi)星間可相互跟蹤相互通訊 – Block Ⅱ F（ Follow On）：新一代的 GPS衛(wèi)星 ,增設(shè)第三民用頻率 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 55 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – GPS衛(wèi)星 Block IIR Block IIA Block IIA Block IIR Block IIF Block IIR 不同類型的 GPS衛(wèi)星 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 56 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – 當(dāng)前的 GPS衛(wèi)星狀態(tài) GPS OPERATIONAL ADVISORY 269 SUBJ: GPS STATUS 26 SEP 2022 1. SATELLITES, PLANES, AND CLOCKS (CS=CESIUM RB=RUBIDIUM): A. BLOCK I : NONE B. BLOCK II: PRNS 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15 PLANE : SLOT F6, D7, C2, D4, B4, C1, C4, A3, A1, E3, D2, F3, F1, D5 CLOCK : CS, RB, CS, RB, RB, RB, RB, CS, CS, CS, RB, RB, RB, CS BLOCK II: PRNS 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 PLANE : SLOT B1, E4, C3, E1, D3, E2, F4, D1, A2, F2, A4, B3, F5, B2 CLOCK : RB, RB, RB, RB, RB, RB, RB, CS, CS, RB, CS, RB, RB, RB BLOCK II: PRNS 31 PLANE : SLOT C5 CLOCK : CS 衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 57 國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 全球定位系統(tǒng)（ GPS） ? 全球定位系統(tǒng)（ GPS） – 地面監(jiān)控部分 （ Ground Segment） ? 組成 – 主控站： 1個(gè) – 監(jiān)測(cè)站： 5個(gè) – 注入站： 3個(gè) – 通訊與輔助系統(tǒng) G P S 衛(wèi)星注入站監(jiān)測(cè)站主控站衛(wèi)星應(yīng)用概論 – 衛(wèi)星導(dǎo)航 58 主控站 監(jiān)測(cè)站注入站大西洋
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