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1、第第2 2节节 卫星导航定位技术的发展卫星导航定位技术的发展 一、卫星导航定位技术的概念 卫星定位技术是利用人造地球卫星进行卫星定位技术是利用人造地球卫星进行点位测量的技术。具体地讲就是接收导航卫点位测量的技术。具体地讲就是接收导航卫星发送的导航定位信号，并以导航卫星作为星发送的导航定位信号，并以导航卫星作为动态已知点，实时地测定运动载体的在航位动态已知点，实时地测定运动载体的在航位置和速度，进而完成导航定位。置和速度，进而完成导航定位。二、卫星定位技术发展的三个阶段二、卫星定位技术发展的三个阶段1 1、卫星三角测量定位、卫星三角测量定位 2020世纪世纪60706070年代，人造地球卫星仅仅
2、作为一种年代，人造地球卫星仅仅作为一种空间的观测目标，由地面观测站对它进行观测建立卫空间的观测目标，由地面观测站对它进行观测建立卫星三角网或卫星测距网。星三角网或卫星测距网。观测卫星的方法有观测卫星的方法有:卫星照像观测卫星照像观测:它是在地面站上，以恒星为背景，它是在地面站上，以恒星为背景，拍摄卫星发出的闪光或卫星反射的太阳光，根据底片拍摄卫星发出的闪光或卫星反射的太阳光，根据底片上卫星和恒星影像的位置以及拍摄时刻，经过底片处上卫星和恒星影像的位置以及拍摄时刻，经过底片处理和归算，可求出拍摄瞬间卫星所在的空间方向。现理和归算，可求出拍摄瞬间卫星所在的空间方向。现已很少使用。已很少使用。卫星激
3、光测距卫星激光测距:卫星激光测距是由安置在地面站的卫星激光测距是由安置在地面站的激光测距仪向卫星发射激光脉冲，并接收由卫星反射激光测距仪向卫星发射激光脉冲，并接收由卫星反射镜反射回来的镜反射回来的脉冲脉冲，测量脉冲往返传播时间，从而计，测量脉冲往返传播时间，从而计算测站至卫星的距离。算测站至卫星的距离。优点：对卫星的几何观测能够解决用常规大地测量技术难以实现的远距离陆地-海岛联测定位的问题。缺点：受卫星可见条件及天气的影响，费时费力，不仅定位精度低，而且不能测得点位的地心坐标。获得的是相对坐标系。2、卫星多普勒定位n n利用多普勒卫星定位技术进行测速、定位的卫星导利用多普勒卫星定位技术进行测速
4、、定位的卫星导航系统，叫做子午卫星导航系统。航系统，叫做子午卫星导航系统。n n2020世纪世纪5050年代末期，美国开始研制。年代末期，美国开始研制。2020世纪世纪7070年代，年代，卫星多普勒定位技术迅速兴起。卫星多普勒定位技术迅速兴起。n n卫星多普勒频移测量定位的基本原理是以多普勒效卫星多普勒频移测量定位的基本原理是以多普勒效应为基础。装在卫星上的无线电发射机连续发射电应为基础。装在卫星上的无线电发射机连续发射电磁波信号，地面站上的多普勒接收机，接收卫星通磁波信号，地面站上的多普勒接收机，接收卫星通过时所发射的电磁波信号，并将观测到的多普勒频过时所发射的电磁波信号，并将观测到的多普勒
5、频移个数记录下来，利用多普勒定位基本关系式可推移个数记录下来，利用多普勒定位基本关系式可推求出卫星位置或地面站位置。求出卫星位置或地面站位置。n n多多普普勒勒定定位位优优点点：具具有有经经济济快快速速、精精度度均均匀匀、不不受受天天气气和和时时间间的的限限制制等等。只只要要在在测测点点上上能能收收到到从从子子午午卫卫星星上上发发来来的的无无线线电电信信号号，便便可可获获得得测站点的三维地心坐标。测站点的三维地心坐标。n n缺缺限限：1 1）比比如如卫卫星星少少、不不能能实实时时定定位位，一一台台接接收收机机需需观观测测1515次次合合格格的的卫卫星星通通过过，才才能能使使单单点点定定位位精精
6、度度达达10m10m左左右右。2 2）卫卫星星轨轨道道低低(平平均均高高度度1070km)1070km)，难以精密定轨。，难以精密定轨。n n7070年代中期，我国开始引进多普勒接收机，进行年代中期，我国开始引进多普勒接收机，进行了西沙群岛的大地测量基准联测。国家测绘局和了西沙群岛的大地测量基准联测。国家测绘局和总参测绘局联合测设了全国卫星多普勒大地网，总参测绘局联合测设了全国卫星多普勒大地网，石油和地质勘探部门也在西北地区测设了卫星多石油和地质勘探部门也在西北地区测设了卫星多普勒定位网。普勒定位网。n n在美国子午卫星导航系统（在美国子午卫星导航系统（NNSSNNSS，6 6颗卫星）建颗卫星
7、）建立的同时，前苏联也于立的同时，前苏联也于19651965年开始建立了一个卫年开始建立了一个卫星导航系统（星导航系统（CICADACICADA，有，有1212颗所谓的宇宙卫星）。颗所谓的宇宙卫星）。3 3、全球卫星导航定位系统、全球卫星导航定位系统该系统具有全天候、全球性和高精度的连续导该系统具有全天候、全球性和高精度的连续导航与定位功能。航与定位功能。主要运行和再建系统有：主要运行和再建系统有：GPSGPS卫星全球定位系卫星全球定位系统；统；GLONASSGLONASS卫星全球导航系统；北斗卫星卫星全球导航系统；北斗卫星导航系统；建设中的导航系统；建设中的GalileoGalileo卫星导航系统。卫星导航系统。