卫星定位系统原理及各国发展的历史
卫星定位技术的历史与进展
卫星定位技术的历史与进展卫星定位技术,顾名思义,是一种利用卫星信号来确定地面位置的技术。
它已成为现代社会中实现精准定位的重要手段之一。
从1978年美国GPS卫星首次发射开始,卫星定位技术经历了近四十年的发展,已经成为人们生活中必不可少的一部分。
历史与起源众所周知,卫星定位技术是由美国发明的。
在上世纪六七十年代,冷战期间,美国政府为了提高自身的军事战备能力,开始研制全球定位系统(GPS)。
1978年,第一颗 GPS 卫星成功发射升空,为卫星定位技术的历程打下了第一块基石。
然而,GPS 卫星的研制和投入使用都需要投入巨额资金。
为此,美国政府开始寻求向其他国家出售 GPS 技术,并与欧盟达成了协议,建立了欧美合作的 Galileo 系统。
当然,GPS 技术并不是最早的卫星定位技术。
苏联在上世纪六七十年代也开始研制自己的卫星定位系统。
然而,由于技术难度和资金问题,该系统并没有像 GPS 那样受到全球的广泛应用。
卫星定位技术的工作原理卫星定位技术主要分为 GPS、GLONASS、Beidou 和 Galileo 四种系统。
其中,GPS 系统是最早投入使用的卫星定位系统,也是最为成熟和可靠的系统之一。
GPS 卫星和其他卫星一样都是环绕地球运行的人造卫星。
当用户需要定位时,其设备会同时接收至少四颗GPS 卫星发出的信号,利用这些信号计算用户所在地的经纬度和高度信息。
由于信号传播速度极快,计算速度也极快,用户只需要数秒钟就可获得位置信息。
此外,各种卫星定位系统之间的协作也可以提高卫星定位的精度和覆盖范围。
例如,欧盟的 Galileo 系统就可以与 GPS 和GLONASS 系统同时使用,提供更稳定更准确的定位服务。
卫星定位技术在不同领域的应用现在,卫星定位技术已经广泛应用于各个领域。
以下是部分应用举例:1. 交通运输:行车导航、交通管理、车辆监控等。
2. 天气预报:卫星数据可以实时反映地球大气层和海洋状况,为气象预报提供数据支持和科学依据。
卫星导航系统的发展及其应用
卫星导航系统的发展及其应用导航是人类活动中重要的一环,为人类提供导航服务的技术手段也随着时代的发展不断更新。
随着航空、航海、陆地交通等行业的快速发展,卫星导航的应用越来越广泛。
本文将介绍卫星导航系统的发展及其应用。
1.卫星导航系统的发展历程卫星导航系统是基于卫星定位技术的一种导航方式。
第一个卫星导航系统是美国的全球卫星导航系统(GPS),1989年开始运行。
GPS系统可以提供全球范围内的位置、速度、时间和方向信息。
随着卫星技术的发展和全球定位系统的应用不断扩大,其他国家也开始研发自己的导航系统。
欧洲的伽利略导航系统是一项由欧洲航天局和欧盟共同开发的卫星导航系统,目的是为欧洲提供独立的全球卫星导航,可以与其他导航系统进行互操作,增强国际合作和互联互通。
俄罗斯的格洛纳斯导航系统是世界上最早的卫星导航系统之一,1981年开始研发。
格洛纳斯系统可以提供全球范围内的导航和定位服务,对于俄罗斯及其周边国家而言具有特殊的战略意义。
中国的北斗导航系统是中国自主研发的卫星导航系统,2012年开始提供全球定位服务。
北斗系统可以为航空、航海、陆地交通、资源勘探、气象、农业和公共安全等领域提供高精度、高可靠、高效率的导航服务。
2.卫星导航系统的应用卫星导航系统的应用已经涉及到许多领域,如航空、航海、陆地交通和公共安全等,其应用范围和程度不断扩大。
在航空航天领域,卫星导航系统可以为航班规划、导航、气象、通信和安全提供实时信息,提高航班的安全性和效率。
在航海领域,卫星导航系统可以为船只提供准确的位置信息,提高航行的安全性和效率。
卫星导航系统还可以为海况预报和海洋资源勘探提供数据支持。
在陆地交通领域,卫星导航系统可以为汽车、公共交通和自行车提供导航服务,帮助驾驶员减少路线错误和拥堵,提高行驶的效率和安全性。
在公共安全领域,卫星导航系统可以为救援和搜索行动提供定位和导航信息,提高救援和搜索的效率和准确性。
3.卫星导航系统的挑战和未来趋势尽管卫星导航系统在许多领域中已经取得了成功应用,但仍存在着一些挑战和未来趋势。
全球导航卫星系统发展进程
全球导航卫星系统发展进程全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是由一系列卫星和地面控制站组成的系统,用于提供全球定位、测量和导航服务。
GNSS是当今世界上最复杂、最精密的系统之一,其发展历程经历了无数次的挑战和变革。
一、GNSS的起步阶段GNSS首先被提出的是美国的GPS(Global Positioning System),该系统由美国国防部发起,旨在为美国军事提供定位和导航服务。
GPS于1978年正式启动,先后经历了发射卫星、建立地面站、进行试验等阶段,直到1993年,GPS正式向全球民用化。
GPS给定位导航和地理信息应用带来了革命性影响,也激发了全球其他国家加入GNSS竞争的热情。
随着时间的推移,欧盟推出了Galileo系统、俄罗斯推出了GLONASS系统、中国推出了北斗卫星导航系统,这些系统都是在模仿GPS原理的基础上进行开发的。
Galileo系统的建设始于2002年,GLONASS系统于1976年开始研发,但由于资金短缺和政治环境变动,GLONASS的发展进程非常缓慢;北斗系统则于1994年启动 and 同时工程师们还按照GPS的设计方案构建了BD-1,后来逐渐完善的BD-2和BD-3版本,北斗系统于2018年完成全球组网,并开始提供全球服务。
二、GNSS的应用领域随着GNSS系统的发展和成熟,其应用也越来越广泛。
在航空领域,GNSS可以为民航、航空海运等提供空中导航、飞行监控和杆位控制等服务。
在海事领域,GNSS可以用于海上导航和防护,减少船只碰撞和海上事故。
在陆地领域,GNSS可以为交通导航、城市规划、农业生产和自然灾害监测等领域提供帮助。
到目前为止,GNSS系统的应用已经覆盖了很多领域。
人们使用这些系统进行导航、旅游、运动、农业、天气预报等方面,也利用GNSS进行科学研究、地质勘测和环保监测等方面。
此外,GNSS还被广泛用于交通监管、救援和军事应用等领域。
全球导航卫星系统发展历程
全球导航卫星系统发展历程随着现代科技的不断发展,全球导航卫星系统在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
从最初的“美国全球卫星定位系统(GPS)”,到现在的“北斗卫星导航系统”和“欧洲卫星导航系统(Galileo)”,全球导航卫星系统的发展历程蕴含着科技进步的脚步和不断改进的诉求。
一、GPS系统全球定位系统(GPS)最早是美国军方为了精准导航而于1970年代末开始研究建设,其完备的卫星群及相关地面设备于1980年代完成,向全球提供定位、导航及时间服务。
GPS系统利用24颗运行轨道的卫星通过地球上的接收机,接收卫星发射的信号并计算出接收机的位置和速度。
GPS系统的建设经历了相当长的时间和大量的资金投入,其最初的目的是满足美军作战和航行的需求。
但随着技术的不断进步,GPS系统的民用化也开始被广泛认可。
现在,GPS可以帮助人们获得准确的定位和导航信息,以及精准的时间或叫全球协调时间(UTC)等等。
二、GLONASS系统GLONASS是苏联在1976年开始研发的全球导航系统。
GLONASS系统包括24颗卫星和相应的地面设备,旨在为军事和民用用户提供精确的导航服务。
GLONASS系统的导航精度较低,在冷战时期,它主要是为了方便苏联军队进行作战和指挥部署,在1990年代后被国家民用化。
三、北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统是中国自主研制和建设的一套具有全球覆盖和完全自主知识产权的卫星导航系统,由13个卫星组成。
北斗系统以提供高精度、全天候的导航、定位、授时等服务为主要目的,主要服务于中国大陆及周边地区。
北斗卫星导航系统的建设还为国内产业的发展提供了有力的支持,如智能交通、物流等领域中获得了广泛的应用。
四、Galileo系统欧洲卫星导航系统(Galileo)是由欧盟独立建设的一套卫星导航系统,由30颗导航卫星以及相关的地面基础设施组成。
Galileo 系统致力于提供高准确度和高可靠性的导航、位置、时间和速度信息等服务,旨在满足欧盟、企业和公民的需要。
卫星定位系统GLONASS简介
卫星定位系统GLONASS简介卫星定位系统是一种利用卫星和地面设备相互配合的技术,能够提供准确的地理位置信息。
GLONASS(全球导航卫星系统)是俄罗斯开发的一种卫星定位系统,与美国的GPS(全球定位系统)相似,能够在全球范围内提供精确的定位和导航服务。
本文将向读者介绍GLONASS系统的背景、原理、应用领域以及与GPS的比较。
背景GLONASS系统起源于20世纪70年代末,是苏联时期为解决军事需求而研发的一项技术。
当时,GPS系统由于国家安全原因不对外开放,因此苏联决定发起自己的卫星定位系统项目。
随着苏联解体,这个项目陷入困境,但在21世纪初,俄罗斯恢复了对GLONASS的投资并进行了改革,使其成为一个全球性的导航系统。
原理GLONASS由一组在轨道上运行的卫星组成,这些卫星覆盖了地球的各个区域。
使用GLONASS系统,用户的设备通过接收由卫星发射的信号,然后计算出自身的准确经度、纬度和海拔高度。
GLONASS系统与GPS的不同之处在于其卫星数量更多。
目前,GLONASS系统拥有大约30颗活跃的卫星,其中包括24颗用于定位和导航的卫星,其余卫星用于备份和进行系统维护。
与其他卫星定位系统相比,GLONASS系统的卫星数量多,这对于提供更好的全球覆盖和更准确的位置信息至关重要。
应用领域GLONASS系统在各个领域都有广泛的应用。
首先,它被用于车载导航系统,为驾驶员提供准确的导航和路线规划。
此外,GLONASS系统还在船舶、飞机和火车等交通工具上得到应用,用于实时监控和导航。
GLONASS系统还被广泛应用于军事领域,为军队提供战略部署和行动的关键支持。
其高精度和全球覆盖特性使其在导弹、飞机和无人机等军事设备中得到广泛应用。
此外,GLONASS系统还用于灾难救援和应急响应领域。
在灾难发生时,GLONASS系统可以为搜救团队提供准确的位置信息,以加快搜救行动。
与GPS的比较GLONASS系统与GPS系统类似,它们都是卫星定位系统。
全球定位系统技术的发展历程与应用
全球定位系统技术的发展历程与应用全球定位系统技术是一种基于卫星定位的技术,它可以在地球表面上的任何一个点上确定该点的精确位置、速度和时间,是航空、航天、公安、交通、地质勘探等领域的重要工具。
本文将从历史发展和应用两个方面,介绍全球定位系统技术的发展历程和应用场景。
一、历史发展早在19世纪初,人们就开始研究卫星定位的技术,但当时的技术水平无法实现。
到了20世纪,随着科学技术的发展,卫星定位技术得到了迅速发展。
美国在20世纪60年代开始研制GPS技术,并于1978年向公众发布,成为全球卫星导航系统的开创者。
其后,欧盟等多个国家和机构也相继研制出了自己的卫星导航系统,如2016年欧盟正式启用的伽利略系统。
截至2021年,全球共有5个卫星导航系统,分别是GPS、伽利略、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗、印度的NAVSTAR。
其中,GPS是最早被广泛应用的卫星导航系统。
二、应用场景全球定位系统技术的应用领域非常广泛,下面将介绍几个重要的应用场景。
(一)交通领域交通领域是全球定位系统技术的重要应用领域之一。
汽车、船舶、飞机等交通工具都可以通过GPS技术实现定位导航。
GPS技术还被广泛应用于交通统计、路况监测、交通管理等方面。
据国外统计,美国80%的交通官员表示GPS技术对于交通管理具有至关重要的作用。
(二)地质勘探GPS技术可以用于地震监测、海拔测量、地质探测等方面。
GPS技术能够实现高精度测量,对于石油勘探和地质勘探等领域非常有用。
(三)航空、航天领域GPS技术在航空、航天领域也具有重要的应用价值。
它能够实现高精度的飞行导航和定位,提高航空、航天器的安全性和准确性。
同时,GPS技术还可以用于气候监测、大气环境监测等方面。
(四)消费品领域GPS技术在消费品领域也有广泛的应用。
例如,手机中的定位功能、智能手表的定位功能、定位跟踪器等产品都基于GPS技术。
这些产品可以帮助人们找到自己的位置、追踪自己的行踪、记录运动轨迹等。
卫星导航系统原理及发展
卫星导航系统原理及发展卫星导航系统是一种利用卫星技术进行空中、海上和陆地导航的现代化技术。
该技术可以在全球范围内准确定位,使人们能够在没有地基设施支持的情况下进行导航。
一、卫星导航系统的原理与发展卫星导航系统的原理比较简单。
全球定位系统(GPS)是当今最知名的卫星导航系统之一。
GPS系统功能是通过收集来自卫星的信号,该信号包含卫星位置、时间戳和其他相关参数,这些参数将被接收器用于确定其自身的位置。
GPS系统是由美国国防部起初主导,用于精确定位和导航军用飞行器。
1996年,美国决定开放GPS系统,让其成为全球公共设施,从此GPS系统开始向公众开放。
此后,许多其他国家开始研制和部署自己的卫星导航系统。
全球定位系统已经在全球范围内得到了广泛的使用,它已成为船舶、航空器和车辆导航系统的支持枢纽。
此外,在现代基础设施的建设过程中,卫星导航系统还发挥着重要的作用,例如建筑施工、勘探矿区和地质勘测等。
二、卫星导航系统的优点和不足卫星导航系统有许多优点,其中最重要的是其全球覆盖范围。
通过这种技术,我们可以随时随地进行定位和导航,即使在较为偏远的区域也可以实现。
此外,该技术非常准确且目前可用的卫星导航系统都提供了高精度定位。
这一技术可以为人们提供高效、便利和安全的旅行和工作方式。
然而,卫星导航系统也存在不足之处。
首先,这种技术需要接收器和卫星之间的直接通信才能实现。
如果天空中有障碍物阻挡,如高山、大楼或树木等,将会影响接收器接收到的信号强度,导致导航系统定位歧差增加。
其次,卫星导航系统的精度通常受到多种因素的影响,如卫星轨道的偏差、接收器的建筑物阻碍,以及电磁干扰等。
这些问题需要在系统设计和维护阶段得到充分考虑和解决方案。
三、卫星导航系统的未来发展相对于以前阶段的卫星导航系统,未来的卫星导航系统将更加强调可靠性、精度和可用性。
在这一领域,我们会看到卫星导航系统实现从速度导航到相对定位,从高精度定位到超高精度紧密度的飞跃。
卫星导航系统的技术演进和应用
卫星导航系统的技术演进和应用卫星导航系统(Satellite Navigation System)是一种利用卫星和地面设备与接收器,提供全球定位、速度和时间信息的应用。
卫星导航系统经过了数十年的发展和演进,现在已被广泛应用于各种领域,如交通运输、军事、石油勘探、资源管理等。
下面将会对卫星导航系统的技术演进和应用做一个简要的介绍。
一. 卫星导航系统的发展历程卫星导航系统最初是用于军事应用,美国和苏联先后在20世纪60年代开始研究和部署了自己的导航卫星系统。
美国的GPS(全球定位系统)于1978年开始建设,苏联的GLONASS(全球导航卫星系统)于1982年启动。
这两个系统分别在1993年和1995年开始正式向公众开放。
这两个系统的基本原理都是使用卫星和地面设备与接收器进行通信,测量接收器与卫星之间的距离,然后通过算法计算出接收器的位置。
随着卫星导航系统的应用逐渐扩大,欧洲、日本和中国等国家也陆续开始了自己的卫星导航系统研究和开发。
欧洲的伽利略系统于2016年初开始提供初步服务,该系统是世界上第一个完全属于民用的卫星导航系统。
日本的QZSS(北斗卫星导航系统)也已经开始提供服务,这个系统与GPS兼容,可以提高在日本境内接收信号的精度和稳定性。
中国的北斗卫星导航系统也已投入使用,该系统的精度和覆盖范围都比GLONASS和GPS更大。
二. 卫星导航系统的技术特点(一)卫星发射卫星导航系统的核心是卫星,卫星的发射是一个非常重要的技术环节。
一般来说,卫星的发射使用的是轨道飞行器和火箭发动机,这需要高度技术化的生产和管理体系。
各个国家在卫星发射方面都拥有自己的技术和能力,例如,美国的卫星发射是由NASA和空军共同负责的,而中国的卫星发射则由中国航天科技集团公司负责。
(二)卫星轨道卫星的轨道是卫星导航系统的另一个重要技术环节。
一般来说,卫星轨道分为地球同步轨道、低地球轨道和中地球轨道等几种,不同的轨道对于卫星导航系统的性能和应用场景都有不同的影响。
GPS全球卫星定位系统知识
GPS接收机工作原理
当GPS卫星在用户视界升起时接收机能够捕获到按一 定卫星高度截止角所选择的待测卫星并能够跟踪这些卫星 的运行;对所接收到的GPS信号具有变换、放大和处理的 功能以便测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间解 译出GPS卫星所发送的导航电文实时地计算出测站的三维 位置甚至三维速度和时间
• GPS是20世纪70年代由美国 陆海空三军联合研制的新一代 空间卫星导航定位系统
• 经过20余年的研究实验耗资 300亿美元到1994年3月全球 覆盖率高达98%的24颗GPS卫 星星座己布设完成
GPS的主要目的
为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的 导航服务并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军 事目的是美国独霸全球战略的重要组成
国内GPS民用方面发展 6/6
——挑战与机遇并存
2009年GPS市场来说一直处在一种半沉睡的状态与前两年所出现的井喷 现象擦肩而过低价扰市和盗版地图横行成为阻碍GPS市场正常发展的隐患
2009年包括燃油税改革汽车产业调整和振兴规划、购置税减半、汽车下 乡、汽车报废补贴、汽车以旧换新等一系列鼓励汽车消费利好政策的密集出 台带动上半年汽车销量增长
码和数据码或D码等多种信号分量而其中P码和C/A码统 称为测距码
GPS卫星信号的产生、构成和复制等都涉及到现代数 字通信理论和技术方面的复杂问题
GPS卫星信号的测距码
码的概念
在现代数字通信中广泛使用二进制数0和1及其组合来 表示各种信息表达不同信息的二进制数及其组合称为码一 位二进制数叫一个码元或一比特比特为码和信息量的度量 单位
导航电文包含有关卫星的星历、卫星工作状态、时间 系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和 由C/A码捕获P码等导航信息导航电文又称为数据码或D 码
全球卫星导航系统的发展与应用
全球卫星导航系统的发展与应用在科技的进步推动下,全球卫星导航系统已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
从最初的GPS,到如今已经涵盖了整个地球并拥有多种卫星系统的全球卫星导航系统,不断的发展和应用,使得我们的生活变得更加便利和舒适。
一、卫星导航系统的发展历程卫星导航系统最早可以追溯到60年代中期,当时美国军方提出了一个全球定位系统(GPS)的计划,用于协助美国军队在战争中进行精确定位。
1978年,美国开始将GPS系统部署到卫星上,成为全球第一个卫星导航系统。
其后,欧盟、俄罗斯、中国等国家和地区也纷纷开始了卫星导航系统的研发和部署工作。
二、全球卫星导航系统的技术原理全球卫星导航系统主要是由卫星组成的,这些卫星在轨道上运行,将卫星信号传递到地面接收器上。
接收器接收到信号之后,计算机可以通过算法及卫星信号之间的差异,测算出接收器的位置信息。
同时,为了保证测量的准确性,全球卫星导航系统在卫星、接收器、计算机的设计、制造和使用方面都有一系列的标准和规范。
三、全球卫星导航系统的应用在现代的交通、军事、航空等领域,全球卫星导航系统已经成为了必不可少的工具。
比如,在交通领域,卫星导航系统可以用于车辆定位、导航和导航显示;在军事领域,卫星导航系统可以用于兵器精确制导和定位。
此外,在气象、地质勘察和航海等领域,卫星导航系统也有着广泛的应用。
四、全球卫星导航系统的未来发展随着科技的不断进步,全球卫星导航系统也在不断地完善和发展。
未来我们可以期待更加高精度、更加智能化、更加兼容性强的卫星导航系统的出现。
比如,中国正在研发的北斗卫星导航系统就已经具备了高精度测量、智能导航等多种先进功能,为我国的科技创新做出了突出贡献。
总之,全球卫星导航系统的发展已经对我们的生活产生了深远的影响,其未来的发展也将在人们的日常生活中扮演更加重要的角色。
而我们则需要不断地关注和认识这一系统,为其未来的发展和应用添砖加瓦。
简述卫星定位技术的发展过程
简述卫星定位技术的发展过程卫星定位技术是指利用卫星系统进行定位和导航的技术。
它的发展经历了多个阶段,从最初的单一系统到如今的多系统融合,不断地提升了定位的准确性和可靠性。
第一阶段:全球定位系统(GPS)的诞生卫星定位技术的发展可以追溯到20世纪60年代,当时美国开始研发GPS系统。
GPS系统是由一组卫星和地面控制站组成的,可以通过测量接收机与卫星之间的距离来确定接收机的位置。
1978年,美国正式启动GPS系统,但最初只对军事用途开放。
第二阶段:民用化和多系统发展在20世纪80年代,为了满足民用需求,GPS系统开始逐渐向民用开放。
这一阶段的关键性突破是将GPS接收机的尺寸和成本大幅度减小,使其可以广泛应用于汽车导航、航空航海、探险等领域。
然而,GPS系统存在信号被遮挡、定位精度不高等问题,为了克服这些限制,其他国家和地区纷纷开始研发自己的卫星导航系统。
1994年,俄罗斯推出了格洛纳斯系统,欧洲推出了伽利略系统,中国推出了北斗系统。
这些系统的出现不仅增加了卫星定位的可用性,还推动了技术的进一步发展和创新。
第三阶段:多系统融合和增强随着各个卫星导航系统的建设和发展,人们开始意识到将多个系统融合使用可以提高定位的准确性和可靠性。
多系统融合技术可以同时接收多个系统的信号,并通过复杂的算法进行数据处理,从而得到更精确的定位结果。
为了进一步提升卫星定位技术的性能,还出现了增强系统。
增强系统是通过在卫星系统之外设置地面基站和增强卫星,提供更精确的定位服务。
常见的增强系统包括WAAS(北美增强系统)、EGNOS(欧洲增强系统)和MSAS(日本增强系统)等。
第四阶段:高精度定位和应用拓展随着技术的不断进步,卫星定位技术也在不断发展和演进。
高精度定位技术是当前的研究热点之一,它通过引入更多的观测数据、改进算法等手段,实现厘米级甚至亚厘米级的定位精度。
高精度定位技术在测绘、农业、建筑等领域有着广泛的应用前景。
除了高精度定位,卫星定位技术还在不断拓展应用领域。
全球定位系统的技术原理与发展历程
全球定位系统的技术原理与发展历程导言全球定位系统(Global Positioning System,GPS)最初是美国军方的一项军事技术,后来被广泛应用于民用领域,如导航、地图定位、航空、车辆监控等等,让我们能够更方便地找到自己的位置。
那么,GPS技术是如何实现这样的功能的呢?这篇文章将从GPS的工作原理、发展历程、应用领域等方面进行介绍。
GPS的工作原理GPS的工作原理主要是基于三角测量的原理实现的。
GPS由24颗工作卫星、5个地面控制站和用户接收机三部分组成。
卫星每隔12小时绕地球一圈,卫星的加密码一直发着“信号”,这些信号分别向天空进行广播,通过地面站加密和解密验证才能使用。
GPS信号是由卫星发射的一种微波信号,信号包含的信息主要有卫星的编号、位置以及时刻。
用户的GPS接收机通过接受三个或三个以上不同卫星的位置信号并计算距离,可以确定接收机的位置。
这里的计算方法就是利用了三角定位原理,找到用户的位置就需要知道接收机和卫星之间的距离。
GPS导航的准确性与可用性取决于接收机的灵敏度和卫星的可视性。
在使用GPS时,需要保持空旷的环境,因为建筑、树林、山峰等因素会影响GPS信号的传输。
GPS的发展历程GPS的发展历程可以追溯到1957年的苏联“卫星一号”的发射,随后美国率先开始了GPS技术的研究。
1964年,美国为军用导航系统研究制定了一项计划,并于1973年开始具体实施。
1983年,美国国防部正式启动GPS的全球运行,这也是GPS初次运行的开始。
1990年代,GPS技术得到了迅速发展,定位精度不断提高,同时GPS也被广泛应用于民用领域。
2000年后,GPS的应用市场迅速扩大,摩托罗拉、中兴和高通等企业已经开发了高精度、高速率、无线通信的GPS芯片,便携式GPS设备也开始普及。
2000年,美国军方公布了一项新技术WAAS(Wide Area Augmentation System),这项技术可以降低GPS的误差,使其在水平、垂直和时间精度方面都达到亚米级别的要求,提高了GPS 的可靠性与实用性。
卫星导航系统的基本原理与发展历程
卫星导航系统的基本原理与发展历程卫星导航是指利用一组物理卫星建立了覆盖全球的导航系统,使用户能够在任何时候、任何地点获取定位、导航和时钟同步等信息。
目前世界上主要的卫星导航系统为GPS(美国全球定位系统)、GLONASS(俄罗斯全球卫星导航系统)和BeiDou(中国北斗卫星导航系统)。
卫星导航系统的基本原理是利用卫星发射的无线信号对用户位置进行定位。
该信号由卫星发射后被地面接收设备接收,设备通过解算信号到达的时间来确定用户的位置。
卫星导航系统的精度主要由卫星的数量和分布、卫星和接收机的精度及信噪比等因素决定。
目前三大卫星导航系统的精度均在10米范围内,部分高精度定位系统的精度可达几毫米。
卫星导航系统的发展历程可以追溯到上世纪60年代,当时美国国防部为满足军事需求开发了全球定位系统。
1983年,GPS开始向公众开放使用,随后在战争和民用领域都得到广泛应用。
1995年,俄罗斯推出了GLONASS卫星导航系统,但由于资金短缺和技术问题,该系统未能像GPS那样广泛应用。
2000年代,中国开始自主研发北斗卫星导航系统,目前已建成全球实时动态覆盖系统,正在向全球推广应用。
卫星导航系统的应用范围越来越广泛,包括军事、交通、民航、船舶、野外探险、航天等多个领域。
卫星导航系统的发展也促进
了无人驾驶、物联网等新兴产业的兴起。
不过卫星导航系统也面
临着卫星数量不足、信号干扰和精度问题等挑战。
未来,随着技
术的不断进步,卫星导航系统将越来越精准、可靠、全球化,为
人类生产和生活带来更多的便利和效益。
GPS现代化演变过程
GPS现代化演变过程GPS在现在的生活中可谓已经深入到方方面面,GPS系统的使用带来了导航、测量、地图制作行业一系列的革命,并广泛应用于各行各业。
GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称,其中文简称为“球位系”。
一、发展背景GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
原来其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。
上世纪60年代初,美国研制成功潜射弹道导弹后,确定发射导弹的核潜艇位置,成为一个重要的技术难题,促使美国成为世界上最早研制和应用导航卫星的国家。
GPS是现代高新技术实现军民两用的一个成功范例。
在西方国家,GPS应用呈蓬勃发展之势,自1996年美国将GPS向民用领域开放以来,GPS已向各领域渗透,年平均增长率约为50%。
GPS产业在美国、日本、欧洲已经形成,发展中国家,特别是中国已经有了良好的开端。
GPS已逐步演变为一种世界性的高新技术产业。
二、国内外发展情况如今,世界上有四个定位系统,北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS),美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GLONASS卫星导航系统和欧盟伽利略定位系统。
北斗卫星导航系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。
北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成,空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站,用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲GALILEO等其他卫星导航系统兼容的终端组成。
中国此前已成功发射四颗北斗导航试验卫星和六颗北斗导航卫星,将在系统组网和试验基础上,逐步扩展为全球卫星导航系统。
全球卫星导航定位系统的研发与应用
全球卫星导航定位系统的研发与应用随着现代科技的迅猛发展,全球卫星导航定位系统已经成为人们生活、工作中不可或缺的一部分。
全球卫星导航定位系统(Global Navigation Satellite System, 简称GNSS)是指由一组在轨卫星、地面站点、用户设备和转播中继星组成的系统,旨在提供全球范围内的持续、连续的位置测量和导航服务。
GNSS技术的发展历程GNSS技术的起源可以追溯到1960年代。
1960年代初期,美国、苏联、欧洲等国家纷纷开始探索卫星导航系统,目的是为了满足军事需求。
1967年,美国开始开展建设全球定位系统(GPS)的工作。
1983年,GPS正式开始向民用市场提供服务。
此后,欧洲、俄罗斯、中国等国家也相继开展了自己的卫星导航系统建设工作。
目前,主要的GNSS系统包括GPS、格洛纳斯、欧洲伽利略卫星导航系统、中国北斗导航系统、印度NAVIC等。
这些系统不仅提供了高精度的位置服务,还广泛应用于港口码头、航空、船舶、农业、物流、采矿等行业。
GNSS技术的原理GNSS技术的基本原理是通过测量卫星发射的电波信号在不同时间到达地球上接收机的时间差,从而确定接收机在地球上的位置。
接收机与卫星之间的距离可以通过测量电波的传播时间来计算得出。
接收机接收到至少四颗卫星发射的信号后,就可以计算出自己的位置。
GNSS技术的应用GNSS技术的应用已经深入到生活和工作的方方面面。
在交通运输方面,航空导航、航海导航、铁路运输、道路交通等都离不开GNSS技术。
在农业方面,GNSS技术可以用于农作物勘测、农田管理等。
在物流方面,GNSS技术可以实现物流管理的实时监控、追踪、排队等。
在天文学和地球科学领域,GNSS技术可以用于大地构造研究、地震和海啸预警等。
GNSS技术的未来发展尽管GNSS技术已经被广泛应用,但是它的发展仍然不断推进。
未来,GNSS技术将更加普及,不仅可以用于导航、定位等基本应用,还可以应用于新兴领域,如人工智能、智能交通、物联网等。
卫星导航系统的发展与应用
更高的定位精度 更好的信号质量 更强的抗干扰能力 更快的更新速度
车辆自动驾驶 无人机航拍 物联网应用 智能家居控制
卫星导航与蜂窝通 信的融合
卫星导航与惯性导 航的融合
卫星导航与遥感技 术的融合
卫星导航与人工智 能的融合
04
促进经济发展
提高交通安全和效 率
推动全球信息交流 和知识传播
提升军事战略和应 急救援能力
预防灾害:卫星导航系统可以帮助预测自然灾害的发生,提前采取措施, 减少损失。
帮助科学家们进行更准确的定位和导航 促进空间科学、地球科学等领域的研究 对深空探测、航天器导航等具有重要意义 为科学研究提供了重要的数据支持
05
增加系统容量:提高卫星导航系统的定位精度和可靠性 增强抗干扰能力:采用先进的信号处理技术和加密技术,提高卫星导航系统的抗干扰能力 融合多种定位技术:将卫星导航系统与其它定位技术相结合,提高定位精度和可靠性 国际化合作:加强国际合作,推动卫星导航系统的全球覆盖和应用
军事指挥:实时监 控战场动态,提高 作战效率
军事训练:模拟实 战环境,提高作战 技能
定位:利用卫星导航系统实现 船舶的精确定位
导航:为船舶提供航行路线规 划和实时交通信息
搜救:利用卫星导航系统进行 海上搜救行动,提高救援效率
气象观测:通过卫星导航系统 观测海洋气象信息,保障航行 安全
飞机导航 空中交通管制 气象观测 紧急救援
初步建成:1995年,GPS初步建成,由24颗卫星组成,覆盖全球。
完善阶段:20世纪90年代,俄罗斯、欧洲等陆续发展自己的卫星导航系统。
中国北斗系统:2000年开始,中国启动“北斗”卫星导航试验系统建设,2012年完成 并投入使用。
02
全球定位系统的技术发展与应用
全球定位系统的技术发展与应用近年来,全球定位系统(GPS)已成为人们日常生活中不可或缺的一部分,无论是在出行、运动或其他各种场合,都可以发挥重要作用。
那么,GPS技术又是如何发展以至于可被广泛应用于现代社会的呢?一、GPS技术起源早在20世纪50年代,美国陆军和海军就开始着手开发卫星导航,用于精确导航和导弹定位。
随后,美国国防部开始推行GPS项目,于1978年正式发布第一颗GPS卫星。
到1985年,GPS已经可以发挥实际作用,庞大而复杂的系统中拥有24颗GPS卫星,定期提供定位和测量服务。
二、GPS技术原理GPS系统包括三部分:卫星地面控制站,GPS卫星、GPS接收器。
卫星地面控制站可以对空中卫星进行跟踪和管理;GPS卫星则是一个相对较小的主动星载器,具有相对较小的能源需求和生命周期长的锂电池,能够提供长期运行;GPS接收器主要由天线和数字处理器组成,接收来自卫星的信号,计算出接收器的位置。
GPS的工作原理是定位接收器接收卫星发出的无线电信号,并从信号中提取出有关GPS卫星的精确数据,然后发送到接收器中。
接收器可以收到至少四个卫星发射的信号,并计算出自己的位置,根据测距原理,接收器使用时间差测距技术,将接收器与卫星之间的距离计算出来,从而得出接收器的位置。
三、GPS技术应用GPS技术的应用范围非常广泛,包括汽车导航、飞机导航、移动通信、气象、军事和科学等方面。
以下是几个应用实例:1.导航和地图GPS技术的一个主要应用是导航与地图。
现在,汽车、轮船、飞机、手机等设备都可以使用GPS进行导航,能够帮助用户在不熟悉的地区快速准确地找到目的地。
2.运动与运动打卡GPS技术的另一个广泛应用是在运动和健身领域。
例如,GPS可以记录跑步者的路线和距离,并使用这些信息进行跑步计划。
此外,许多健身设备都具有GPS 功能,可以帮助用户跟踪他们的健身活动,例如骑行、健步走、游泳等。
3.气象预报和预警GPS不仅可以帮助人们找到位置,还可以用于气象预测和预警。
卫星导航技术的演进史
卫星导航技术的演进史随着科技的进步,卫星导航技术越来越成熟,我们已经可以随时随地准确地定位自己的位置。
但是,这种技术的发展不是一蹴而就的,它经历了漫长的发展历程。
本文将从多个方面对卫星导航技术的演进史进行介绍。
1. 美国GPS系统卫星导航技术是从美国的GPS系统开始的,这个系统最早是由美国军方开发的。
GPS系统包括三个部分:卫星、地面控制站和用户设备。
整个系统的工作原理是通过卫星和地面控制站发射出的时钟信号,来定位用户所在的位置。
最初,GPS系统是作为一种武器系统来使用的,但是随着科技的发展,它逐渐被民用化。
如今,GPS系统已经被广泛应用在民用领域,例如汽车导航、手机导航等。
但是,由于GPS系统是由美国军方所掌控的,因此在某些情况下,美国政府可能会对该系统进行限制,例如在军事敏感地区。
2. 俄罗斯GLONASS系统与GPS系统类似,俄罗斯也开发了自己的卫星导航系统——GLONASS系统。
GLONASS系统也是由卫星、地面控制站和用户设备组成的,它的工作原理与GPS系统类似。
但是,由于GLONASS系统是由俄罗斯政府所掌控的,因此在某些情况下,该系统可能会受到俄罗斯政府的限制。
3. 欧洲伽利略系统为了减少对GPS系统的依赖,欧洲国家也开发了自己的卫星导航系统——伽利略系统。
伽利略系统与GPS系统的工作原理类似,但是它的设计理念更加先进,拥有更高的精度和更好的控制能力。
此外,伽利略系统不仅可以提供位置服务,还可以提供时间服务。
目前,欧洲已经开始推广伽利略系统,希望能够逐渐减少对其他导航系统的依赖。
4. 北斗导航系统中国的北斗导航系统是另一个卫星导航系统,它与GPS系统的工作原理类似,但是它的覆盖范围更广。
北斗导航系统不仅可以覆盖中国境内,还可以覆盖世界其他地区。
此外,北斗导航系统还可以用来进行通信、监测等方面的应用。
尽管各个国家都拥有自己的卫星导航系统,但是它们之间并不是完全独立的系统,而是可以进行互补和融合。
卫星定位原理及发展历史
卫星定位原理及发展历史卫星定位是利用地球上的卫星系统来确定特定位置的一种技术。
它根据地球上的卫星发射信号,通过接收这些信号并使用数学算法来计算出接收器的位置。
卫星定位技术主要包括全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)、北斗卫星导航系统(Beidou)等。
全球定位系统(GPS)是目前应用最广泛的卫星定位系统。
它由美国军方于20世纪70年代末发起,并于1994年向市民开放使用。
GPS系统由24颗卫星组成,这些卫星按照特定的轨道分布在地球上。
当接收器接收到至少4颗卫星的信号后,就可以通过计算卫星的位置和接收器接收到信号的时间,来确定接收器的位置。
伽利略卫星导航系统(Galileo)则是由欧洲空间局和欧盟联合开发的卫星导航系统。
伽利略系统于2024年开始提供初步服务,并计划到2024年达到全球覆盖。
与GPS类似,伽利略系统也由一组卫星组成,这些卫星通过多个地面控制站来进行管理和控制。
伽利略系统的目标是提供更高的位置精度和更可靠的导航服务。
北斗卫星导航系统(Beidou)是中国自主研发的卫星导航系统。
北斗系统由一组在地球上分布的卫星、地面控制站和用户设备组成。
北斗系统从2000年开始向中国境内地区提供服务,并在2024年开始提供全球服务。
与GPS和伽利略类似,北斗系统也可以为用户提供位置、导航和时间等信息。
卫星定位技术的发展历史可以追溯到20世纪60年代。
当时,美国军方开发了一种卫星定位系统,目的是帮助军队在军事行动中准确定位。
这个系统最初称为海洋定位系统(TRANSIT),它利用在地球轨道上的卫星发射信号,通过接收器接收到信号的时间差来确定位置。
海洋定位系统在接下来的几十年里得到了改进和拓展,并最终成为了现在的GPS系统。
卫星定位技术在军事行动中发挥了重要作用。
它可以帮助军队准确定位目标位置,指挥作战部队,并提供导航和定位信息。
除了军事应用,卫星定位技术在民用领域也得到了广泛应用。
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简述:卫星定位系统原理及各国发展的历史1、子午卫星导航系统(NNSS)该系统又称多普勒卫星定位系统,它是58年底由美国海军武器实验室开始研制,于6 4年建成的“海军导航卫星系统”(Navy Navigation Satellite System)。
这是人类历史上诞生的第一代卫星导航系统。
1957年10月前苏联成功发射了第一颗人造卫星后,美国霍普金斯大学应用物理实验室的吉尔博士和魏分巴哈博士对卫星遥测信号的多普勒频移产生了浓厚的兴趣。
经研究他们认为:利用卫星遥测信号的多普勒效应可对卫星精确定轨;而该实验室的克什纳博士和麦克卢尔博士则认为已知卫星轨道,利用卫星信号的多普勒效应可确定观测点的位置。
霍普金斯大学应用物理实验室研究人员的工作,为多普勒卫星定位系统的诞生奠定了坚实的基础。
而当时美国海军正在寻求一种可以对北极星潜艇中的惯性导航系统进行间断精确修正方法,于是美国军方便积极资助霍普金斯大学应用物理实验室开展进一步的深入研究。
1958年12月在克什纳博士的领导下开展了三项研究工作:①研制卫星;②建立地球重力场模型以便卫星的精确定轨和准确预报卫星的空间位置;③研制多普勒接收机。
经过众人的努力子午卫星导航系统于1964年1月正式建成并投入军方使用,直至1967年7月该系统才由军方解密供民间使用。
此后用户数量迅速增长,最多达9.5万户,而军方用户最多时只有650个,不足总数的1%,可见因生产的需要民间用户远远大于军方。
1.1 子午卫星导航系统的组成(1)卫星星座:子午卫星星座,由六颗独立轨道的极轨卫星组成。
在设计上要求卫星的轨道的偏心率为零,轨道倾角i =90°;卫星运行周期为T=107 m;卫星高度约为H=1075km;按理论上的设计,六颗卫星应当均匀分布在相互间隔为3 0度轨道平面上。
但由于早期卫星入轨精度不高,各卫星周期、倾角、偏心率都存在不同程度的误差,故各卫星轨道进动的大小和方向也都不尽相同,这样经过一段时间后各卫星轨道间的间距就变得疏密不一。
因而地面可观测卫星的时间分布就变得更加没有规律,中纬度地区的用户平均1.5小时左右可以观测到一颗卫星,有时在高纬上空可出现多颗卫星造成信号的互相干扰(此时必须将信噪比差的卫星关闭避免干扰);但在低纬度地区最不利时要等待10小时才能观测到卫星。
(2)地面系统:地面设有4个卫星跟踪站;1个计算中心;1个控制中心;2个注入站;1个天文台(海军天文台)。
地面控制系统中设立了四个卫星跟踪站,它们分别位于加利福尼亚州的穆古角、明尼苏达州、夏威夷、缅因州。
因为地面跟踪站的精确坐标是已知的,当子午卫星通过跟踪站上空时可以观测记录各卫星信号的多普勒频移,并将测到的数据传送给计算中心。
计算中心设在加州的穆古角,计算中心根据各跟踪站最近36小时的观测资料计算各卫星的轨道,并外推预报16小时的卫星位置,然后按一定的编码格式写成导航电文传送到注入站。
地面的2个注入站分别位于穆古角和明尼苏达州,注入站接收并存储由计算中心送来的导航电文,每12小时左右向卫星注入1次导航电文。
在地面系统中美国海军天文台主要负责卫星以及地面计时系统的时间对比,求出卫星钟差改正数和钟频改正数。
地面控制中心设在穆古角,主要负责协调和管理整个地面控制系统的工作。
1.2 子午卫星导航系统的技术特点(1)定轨精度:在卫星跟踪技术条件一定,使用相同的地球重力场模型且摄动修正精度一定的情况下,卫星定轨精度主要取决于地面跟踪站的数量及其分布,一般来说跟踪站越多、分布越广计算出的卫星轨道就越精确。
广播星历:是由美国本土的4个卫星跟踪站的观测数据解算的。
因测站数量及分布范围都小,故卫星定轨精度不高。
广播星历所预报的卫星位置的切向误差±17m;径向误差±26m;法向误差±8m。
精密星历:是由美国国防制图局根据全球20个卫星跟踪站的观测资料解算的,因测站数量多且分布范围广故卫星定轨精度较高。
精密星历所预报的卫星位置精度为±2m。
(2)卫星性能:限于早期火箭的运载能力,子午卫星的重量、体积都很小。
星体直径约为50公分,卫星重量为45~73公斤。
如此轻巧的卫星如何保持姿态稳定,使卫星天线始终指向地面在当时是一个技术难点(使用卫星姿态发动机无法解决燃料的长期供应,这显然是不现实的)。
美国科学家巧妙地利用重力梯度稳定,使卫星的天线始终指向地面。
他们在卫星天线的指向端接了一条30米长的稳定杆,杆端配有一个1.4公斤的重锤,在重力的作用下重锤始终把长杆和天线拉向下方,实现卫星的姿态稳定。
卫星还装有4块太阳能电池板,给卫星提供所需的电能。
(3)卫星信号:卫星配有一台频率相当稳定的钟,由此产生一个频率为4.9996MHz 基准钟频信号,该信号再经过倍频器分别倍频30和80倍后,形成两个频率为149.988M Hz和399.968MHz的标准信号供卫星使用。
(4)定位精度:多普勒定位仪利用广播星历的单机定位精度一般为10m左右,若观测100次卫星通过后的测量数据平差解算后,可获得精度为3~5m地心坐标;如果利用精密星历观测40次卫星通过的测量数据平差解算后,可获得精度为0.5~1m地心坐标;为了消除公共误差提高定位精度,可利用2台以上的多普勒定位仪进行联测,一般联测的定位精度为0.5m 。
1.3 子午卫星导航系统的定位原理子午卫星的定位原理是通过测定同一颗卫星不同间隔时段其信号的多普勒效应,从而确定卫星在各时段相对观察者的视向速度和视向位移,再利用卫星导航电文所给定的t 1、t2、t3、t4…时刻的卫星空间坐标,结合对应的视向位移则可解算出测站空间坐标P (X,Y,Z)。
多普勒定位的几何原理是:卫星在t1、t2、t3、t4…点上的坐标是已知的,而任意两个相邻已知点到待定点P的距离差(即视向位移)已通过多普勒效应测定。
在数学上我们知道,一个动点P到两个定点的距离差为一定值时,该动点P则构成一个旋转双曲面,这两个定点就是该双曲面的焦点。
于是以卫星所在的t1、t2、t3、t4…任意两个相邻已知定点作焦点,未知点P作动点均构成对应的特定旋转双曲面。
其中两个双曲面相交为一曲线(P点必在该曲线上),曲线与第三个双曲面相交于两点(其中一点必为P点),第四个双曲面必与其中一点相交——该点就是待定的P(X、Y、Z)点。
因此要解算P点的三维坐标,必须对同一颗卫星要有四个积分间隔时段的观测,得出卫星在四段时间间隔的视向位移。
从而获得四个旋转双曲面,它们的公共交点就是待定点P (X、Y、Z)。
1.4 子午卫星导航系统的不足之处(1)一次定位所需时间过长,无法满足高速用户的需要。
这一缺点是由多普勒定位方法的本身决定的。
因为采用距离差交会的各个旋转双曲面的焦点是由同一颗卫星在飞行的过程中逐步形成的。
为了保证观测精度,这些焦点的距离不能太小。
在一次测量定位的过程中,要求卫星对于测点的起、止观测角度θ必须在90°左右(参见图2)。
因此一次定位一般需要连续观测一颗卫星通过的时间约为15~18分钟。
这样势必带来一系列的问题:①该系统只能作为船舶等低动态用户进行辅助导航(例如惯性导航间断修正),无法用于飞机、导弹、卫星等高动态用户的实时定位。
②在一次定位的过程中(15~18分钟)导航载体还在运动,其间导航载体的空间位置可能变化10公里左右。
于是解算时必须根据导航载体的运动速度将观测值归算至同一时刻,显然这会影响导航定位精度。
③为了减少一次定位所需时间,只能采用低轨道的短周期多普勒卫星。
而低轨卫星由于受到地球不规则重力场的引力摄动和大气阻力摄动的影响很大,低轨卫星精确定轨的测算难度很大且精度不高。
(2)卫星出现时间间隔过长,无法满足连续导航的需要。
由于子午卫星系统没有采用频分、码分、时分等多路接收技术,要求在同一时刻多普勒接收机只能接收一颗子午卫星的信号。
但是接收机本身无法识别和屏蔽不同的子午卫星的信号,于是在同一天区如果出现两颗以上的子午卫星,就会导致定位信号的相互干扰。
尤其是对于极轨卫星,为了防止在高纬度地区的视场中同时出现多颗卫星造成信号干扰的可能性,子午卫星的数量一般不宜超过6颗。
因卫星数量少导致中低纬度地面出现可观测卫星的时间间隔过长,中纬度地区的用户平均1.5小时左右可以观测到一颗卫星。
而考虑到轨道进动的不规则漂移导致轨道间隔分布的不均匀性因素后,在低纬度地区最不利时要等待10小时才能观测到卫星,这样该系统就很难满足用户连续导航的需要。
尽管如此,有时在高纬上空还是可出现多颗卫星造成信号互相干扰的现象,此时用户只能通过地面控制中心将信噪比差的卫星信号关闭以避免信号的相互干扰。
限于当时的技术条件,子午卫星系统没有采用频分、码分、时分等多路接收技术,确定了该系统不能成为连续导航系统。
(3)子午卫星导航系统的定位精度偏低。
这是该系统的致命缺陷,究其原因主要有三个方面:①卫星轨道低,受到地球不规则重力场的引力摄动和大气阻力摄动的影响很大,低轨卫星精确定轨的测算难度很大且精度不高。
由于卫星引力摄动和阻力摄动计算不准导致的定位误差可达1~2米。
②卫星信号频率较低受电离层影响大,这是因为电离层是电磁波的弥散介质,对不同频率(f)的信号传播速度影响很大。
在电离层延时改正公式中略去了频率的高次项(1 /f2)2频率越低导致的误差就越大,在地磁赤道附近太阳活动的中等年份,由此产生的定位误差大于1米,在太阳活动大年误差就更大。
③子午卫星的卫星钟频不够稳定,由于观测时间过长而此间钟频不稳定导致的钟漂d (Δf)引起的定位误差可达0.8~1米。
由于上述种种原因,纵使子午卫星导航系统刚服役不久,就迫使美国国防部不得不着手研究第二代的卫星导航系统——全球定位系统(GPS)。
2、全球定位系统(GPS)该系统的全称是:卫星测时测距导航/全球定位系统(Navigation Satellite Timing an d Ranging/Global Positioning System)。
1973年12月,美国国防部批准陆、海、空三军联合研制第二代的卫星导航系统——全球定位系统(GPS)。
该系统是以卫星为基础的无线电导航系统,具有全能性(陆地、海洋、航空、航天)、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位和定时等多种功能。
能为各类静止或高速运动的用户迅速提供精密的瞬间三维空间坐标、速度矢量和精确授时等多种服务。
GPS计划经历了方案论证(1974~1978年),系统论证(1979~1987年),试验生产(1988~1993年)三个阶段,总投资300亿美元。
整个系统分为卫星星座、地面监测控制系统和用户设备三大部分。
论证阶段发射了11颗BlockⅠ型GPS实验卫星(设计使用寿命为5年);在试验生产阶段发射了28颗BlockⅡ型和BlockⅡA型GPS工作卫星(第二代卫星的设计使用寿命为7.5年);第三代改善型GPS卫星BlockⅡR和BlockⅢ型GPS工作卫星从90年代末开始发射计划发射20颗,以逐步取代第二代GPS工作卫星,改善全球定位系统。