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卫星导航技术
    日期:2009年04月21日    字体:【】【】【
  采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术。导航卫星如同太空灯塔。卫星导航综合了传统导航的优点,实现了全球、全天候、高精度的导航定位。
  1964年美国建成了“子午仪”号卫星导航系统,为核潜艇和水面舰艇等导航定位,1967年起开放民用。1973年美国军方始研制性能更优越的“导航星”全球定位系统(GPS),在1991年的海湾战争中得到广泛使用。
  卫星导航系统由导航卫星、地面台站和用户定位设备三个部分组成。导航卫星是卫星导航系统的空间部分,由多颗导航卫星构成空间导航网。地面台站通常包括跟踪站、遥测站、计算中心、注入站及时间统一系统等部分,用于跟踪、测量、计算及预报卫星轨道并对星上设备的工作进行控制管理。用户定位设备通常由接收机、定时器、数据预处理机、计算机和显示器等组成。它接收卫星发来的微弱信号,从中解调并译出卫星轨道参数和定时信息等,同时测出导航参数,再由计算机算出用户的位置坐标和速度矢量分量。用户定位设备分为单人(如手持GPS接收机)、车载、舰载、机载、弹载和星载等多种类型。
  卫星导航分为多普勒测速、时间测距等方法。多普勒测速定位是用户测量实际接收到的信号频率与卫星发射的频率之间的多普勒频移,并根据卫星的轨道参数,算出用户的位置。时间测距导航定位是用户测量系统中4颗(或3颗)卫星发来信号的传播时间,然后完成一组包括4个(或3个)方程式的数学模型运算,可得出用户位置。“导航星”全球定位系统(GPS)采用这种方法实现定位。
  卫星导航位置精度可达几米,民用几十米。GPS已广泛用于军事,如车辆、坦克、火炮和步兵定位;引导海上舰队的会合、进出港领航与登陆;给反潜、布雷、扫雷、搜索、营救和发射导弹提供精确的位置信息;飞机精确投弹,一发射导弹,照相侦察,实施空中支援、会合与加油,以及空中交通管制等;战略导弹精确制导,提高命中精度;低轨道侦察和监视卫星对目标精确定位和测图,以及为战略防御计划的战场管理、通信、指挥和控制提供统一的坐标系统等。
  “导航星”全球定位系统(GPS)由24颗卫星组成(其中3颗备用),均匀分布在6个轨道上,高度约2万公里,倾角63°。它于1993年6月提前建成,已广泛用于军事,定位精度可达几米,测速精度高于0.l米/秒,授时精度优于1微秒。(来源:《领导干部科技手册》)
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