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衛星通信講義(編輯修改稿)

2026-01-17 07:39 本頁面

　

【文章內容簡介】高效率、多功能、易操作、應用廣等。成為當今世界上最實用，也是應用最廣泛的全球精密導航、指揮和調度系統。 ?? 利用衛星星歷和載波信號傳播時間差測距，并通過坐標轉換算法（ WGS84大地坐標系 ?地面網坐標）。1973年 12月美國國防部立項，投資 200億美元，于 1989年完成實驗系統測試并正式投入運營，GPS的發展歷史1994年建成完整的 GPS系統，國防部于 1996年 12月31日停止了之前提供全球定位、導航和測量用的NNSS系統，正式進入 GPS時代。另外，有前蘇聯研制開發成功了 GLONASS系統（ GlobalNavigationSatelliteSystem），歐洲空間局正在發展以民用為主的 NAVSAT系統。GPS的發展歷史GPS提供的主要業務：216。海陸空運動目標的導航、監控、管理、報警和救援；216。大地測量、工程測量、變形檢測、地籍測量、航空攝影測量和海洋測繪；216。森林火災定位、提供精密標準時間、物理探礦及檢測地殼運動等。GPS的系統結構216。空間星座部分：包括 GPS工作衛星和備用衛星；216。地面監控部分：控制整個系統和時間，負責軌道檢測和預報；216。用戶設備部分：各種兼容的接收機。一、空間星座部分216。21顆工作衛星和 3顆備用衛星均勻分布在 6個軌道面上；216。迄今為止，設計了三代衛星： Block Block2和Block3；216。功能：向廣大用戶連續發送定位信息；接受和存儲地面站發來的衛星導航電文等信息；接受地面監控站的控制；通過星載的高精度 “銣 ”鐘和 “銫 ”鐘，提供精密的時間標準。二、地面站主控站： 1個設在美國本土的科羅拉多州斯本斯，主要用來產生參數和控制衛星等；檢測站： 5個數據自動采集中心，分布在美國本土和三大洋的美軍軍事基地；注入站： 3個將主控站的導航電文注入到相應衛星的存儲器。三、用戶端設備包含各種兼容 GPS系統的不同公司的產品；設備由 GPS接收機及其天線、 CPU、電源和終端設備等部分構成；目前主要有徠卡（ Leica）公司、天寶（ Trimble）公司、阿士杰（ Ashtech）公司、 Koden、 Garmin。GPS基本工作原理通過接受（只需接受無需發送）來自至少 4顆工作衛星的導航電文，利用其中的時間信號（或者載波相位偏移）計算接收點與衛星的距離，在得到衛星星歷的情況下接收點的位置（緯度、經度和高度）就可以精確地確定。衛星作為測量位置標記并利用一個時間標記，通過三角關系來確定緯度、經度和高度（基于 WGS84大地坐標系），然后轉換為各個國家大地坐標系，然后根據不同的業務進行信息處理。GPS基本工作原理216。衛星星歷每一顆衛星都會廣播其星歷表，該星歷表包含用來計算其軌道位置的軌道要素，由地面控制站不斷地更新和修正。216。時間系統作為原子級時間基準；利用時間計算傳輸延遲。 216。載波相位偏移即多普勒頻移.不同的定位方式一、單點定位和相對定位；單點定位采用延遲時間定位方式。相對定位（差分定位），還可以使用載波相位觀測定位方式。二、動態定位和靜態定位；三、精準定位服務（ PPS）和標準定位服務（ SPS）美方的 SA政策216。SA： SelectiveAvailability，選擇可用性認為的施加誤差以降低 GPS衛星的星歷精度和星載時鐘頻率精度，以限制民用和他國利用 GPS進行實時（或快速）和較高精度的定位。在 SA信號的影響下， SPS的單點定位精度從 20～ 30m降到100m（水平）和 150m（垂直）216。削弱 SA的策略：建立獨立的 GPS衛星測軌系統；開發多系統兼容的接收機；發展差分定位技術；開展傳輸工程技術的研究。日本區域性導航衛星系統計劃日本科學與技術廳于 1996年提出建立一個區域性導航衛星系統，擬通過在通信衛星上搭載導航載荷來實現，其星座由 1顆地球靜止軌道衛星和 3顆或 8顆低軌道衛星組成。這一建議雖因美國的反對而擱淺，但日本并未徹底放棄原來的打算。日本科學與技術廳于1997年 3月要求日本宇宙開發事業團用 7年時間開發導航衛星的關鍵技術，如研制星載高精度氫原子鐘和精密定軌技術、衛星軌道保持技術等。日本計劃在 1999年以后發射 “多功能運輸衛星 ”(MTSAT)。該衛星服務于國際民航組織提出的通信導航監視／空中交通管理系統，并建立基于 MTSAT衛星的 GPS增強系統，包括增發 GPS格式的測距信號。中國民間衛星導航應用的情況按照美國的經驗，開展導航軍事應用的同時開發民間應用，可廣泛帶動導航產品市場。美國政府部門在 2023年 5月宣稱，其 GPS設備全球范圍有用戶 400萬以上，有關 GPS商品和服務的應用市場在今后 3年內將翻

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