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第一代全球导航卫星系统叫什么?为什么?

2019-07-24 15:34 编辑:采集侠

第一代全球导航卫星系统,又名美国海军卫星导航系统(Navy Navigation Satellite System,NNSS),对外公开的名称是子午仪(Transit)系统,因为卫星的轨道与赤道的夹角为90度,所以卫星就沿着地球的子午线作南北向运动,因此该星座被称为“子午仪”系统。

由于子午仪系统的概念是Johns Hopkings大学应用物理实验室的先行性成果。所以后来他们就负责整个计划。从1958年原始概念出发,到1961—1962年实验卫星发射,最终系统在1964年开始运行。当然,荣誉必须和美国海军事业领导层分享,他们支持革命性的理念,并迅速地在六年间将其转变为工作系统。

由于航天技术、无线电定位技术的发展,利用卫星发出的无线电信号,实现全球复盖的导航定位成为可能。美国为了满足其军事对快速高精度导航的需要,特别是军用舰艇海上导航需要,美国海军武装实验室于1958年起,实施建立“海军导航卫星系统”(Navy Navigation Satellite System-NNSS)。该系统中的卫星轨道都经过地球两极,故称“子午卫星系统”。1964年建成后,开始用于美国北极星核潜艇的导航定位,后逐步用于其它各种舰艇的导航定位。1967年系统解密,提供民间商业用途。

“子午仪”是世界上第一套卫星定位系统,具有划时代的意义。但是,由于该系统卫星数目较少(每个轨道只有一颗,总计只有6夥)、卫星运行高度较低(平均约1000公里),故每隔1-2小时才有一颗卫星飞过地面观测站,不能同时观察多颗卫星;一台接收机要观测一次完整的卫星通过数据,才能定位,定位时间长(平均约10-15分钟);无法提供快速连续实时三维导航定位。另外,受地球重力场影响大,受大气阻力影响大、定位精度低(单机15分钟定位精度200米;双机相对定位1天时间,精度1米),只能用于低动态、低精度定位,难以满足飞机、导弹等高动态导航定位要求。

为了解决以上问题,美国海军又提出Timatiom计划,提高子午卫星定位能力。同时,美国空军也在开展621B卫星定位系统研究,即在倾角为00、300、600 的椭圆轨道上,布设15-20颗卫星,使用带数字信号的伪随机噪声调制进行测距,以实现全球连续的三维定位。

美国国防部于1969年建立了国防导航卫星系统(DNSS)计划,将各军种独立的研制工作统一起来,形成了统一的联合使用系统,由美国国防部长办公室(OSD)建立导航卫星执行调控小组,制定DNSS可行性研究规划。新一代卫星导航系统名为“授时与测距导航系统/全球定位系统”,简称GPS。具体计划由GPS联合计划办公室(JPO)制定。GPS JPO还负责管理新卫星,地面控制设备和军用接收机的研制和生产。经过20年的努力,花费200多亿美元,终于1993年系统基本建成,1995年宣布正式服务。

第一代全球导航卫星系统叫什么?为什么?

  图15. 前苏联第一个人造地球卫星 图16. 美国的子午仪卫星

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