“子午儀”衛星導航系統——世界上第一個衛星導航系統

《測繪學報》

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“子午仪”卫星导航系统——世界上第一个卫星导航系统

1957年10月蘇聯第一顆人造衛星上天,在觀測衛星的過程中,美國霍普斯金應用物理實驗室科學家發現衛星運動引起的多普勒頻移效應,斷言可以用來實現衛星導航。於是後來在60年代美國實施了子午儀(Transit)衛星導航系統,並取得了成功。

子午儀系統是美國海軍的一種全球、全天候衛星導航定位系統,又稱海軍衛星導航系統(NNSS)。1960年4月13日發射了NNSS系列的第一顆子午儀衛星1B,1963年12月發射了第一顆實用導航衛星5B-2,1964年6月發射第一顆定型導航衛星5C-1,並正式交付海軍使用,1967年7月子午儀衛星導航系統組網適用並開始進入民用領域。該系統一直服務了近20年。

子午儀衛星導航系統由衛星網、地面跟蹤站、計算中心、注入站、美國海軍天文臺和用戶接收設備等6部分組成。衛星網使用軌道面均分的4~5顆衛星,均為近圓極軌道。衛星軌道約1000公里,運行週期約107分鐘。地面跟蹤站共4個,各由定向天線跟蹤衛星,接收從衛星發來的信號並進行解調,進行記錄並將數據連同時間修正量傳送到計算中心。計算中心根據各跟蹤站送來的數據,計算出每顆衛星未來16小時內在世界時偶數分鐘開始時刻的位置,即衛星固定軌道參數和可變軌道參數,經編碼後送往注入站。注入站對數據進行存儲,數據注入每12小時進行一次,以替代衛星中原存的數據,並修正衛星上的時間信號。美國海軍天文臺接收衛星在偶數分鐘時刻的時間同步信號,與世界時比對後,將時差值送入計算中心,使衛星、跟蹤站、計算中心、注入站和用戶設備的時間同步。用戶接收設備分雙頻道和單頻道兩種,前者用於定位準確度要求高的場合,後者用於一般場合。

子午儀號導航衛星軌道參數預報的相對精度優於5米,絕對精度優於 10 米,導航定位精度一般為20~50米。

“子午仪”卫星导航系统——世界上第一个卫星导航系统
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