《地球科学概论续》word版

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1、地球科学概论之对地观测与地球信息学(II)地球科学概论对地观测与地球信息学（续）1全球卫星导航系统概况1.全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem,GNSS)是一种空间无线电定位系统，包括一个或多个卫星星座，为支持预定的活动视需要而加以扩大，可为地球表面、近地表和地球外空任意地点用户提供24小时三维位置、速率和时间信息。2.核心组成部分A)全球定位系统(GPS)B)全球轨道导航卫星系统，也即轨道导航系统(GLONASS)3.卫星导航定位系统是在已知卫星在某一时刻的位置和速度的基础上，以

2、卫星为空间基准点，通过测站的接收设备，测定测站至卫星的距离或多普勒频移等观测量来确定测站的位置和速度。精确度误差可达几米到几厘米4.卫星导航和定位的突出优点是经济实用5.全球导航卫星系统接收机已微型化到仅有几条集成电路的程度，正变得非常经济6.全球定位系统(GPS)和全球轨道导航卫星系统(GLONASS)本是为军事目的而开发的，在美国和俄罗斯联邦现仍为军方控制。但这两个军事卫星导航系统已被免费提供给民用。2GNSS主要系统1.GPSA)雏形1)NNSSa)1958年底，美国海军武器实验室委托霍布金斯大学应用物理实验室研究美国

3、军用舰艇导航服务的卫星系统，即海军导航卫星系统（NavyNavigationSatelliteSystem,NNSS），1964年1月研制成功，成为世界上第一个卫星导航系统。由于该系统的卫星轨道均通过地极，因此又称为“子午卫星系统”（Transit）。b)NNSS系统也存在着较大的缺陷，如，1.卫星数目较少（约五个）而会出现卫星发送的无线电信号的突然间断；2.观测所需等待卫星出现的时间较长（约35~100分钟）；3.高精度定位虽然可以达到1米，但需要40次以上的卫星观测（数天），且需要使用精密星历；等等。c)美国联邦无线电导

4、航计划中已宣布终止该系统的研制与应用。2)Timation/621-Ba)采用12~18颗卫星组成全球定位网，并于1967年5月31日和1969年9月30日分别发射了Timation-1和Timation-2两颗试验卫星。Hanza2007-01-08Page10of10仅供参考Referenceonly地球科学概论之对地观测与地球信息学(II)a)美国空军提出了名为“621-B”的计划，采用3~4个星群覆盖全球，每个星群由4~5颗卫星组成。2)考虑到这两个计划的优缺点以及军费负担等原因，1973年12月17日经美国代理国防

5、部长批准了建立新的卫星导航定位系统计划。1978年第一颗试验卫星发射成功，1994年顺利完成了24颗卫星的布设。B)GPS：全球定位系统(GlobalPositioningSystem)1)该系统全称为“卫星授时与测距导航系统”(NavigationbySatelliteTimingandRangingGlobalPositioningSystem,NAVSTARGPS)，简称全球定位系统(GPS)。2)比其他系统优越的特点a)全能性：能在空中、海洋、陆地等全球范围内进行导航、授时和定位及测速。b)全球性：在全球的任何地点都

6、可进行定位。c)全天候：白天黑夜都可以定位。3)GPS是美国继阿波罗登月计划和航天飞机之后的第三大空间工程。4)GPS计划实施共分三个阶段a)第一阶段为方案论证和初步设计阶段。b)第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星。这一阶段称之为BlockI。c)第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，宣告了GPS系统进入工程建设阶段。这种工作卫星称为BlockⅡ和BlockⅡA卫星。5)GPS从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题，可以满足各种不同用户的需要

7、。a)对舰船而言，它能在海上协同作战，在海洋交通管制、海洋测量、石油勘探、海洋捕鱼、浮标建立、管道和电缆铺设、海岛暗礁定位、海轮进出港引航等方面作出贡献。b)对飞机而言，它可以飞机进场着陆、航线导航、空中加油、武器准确投掷及空中交通管制等方面进行服务。c)在陆地上，可用于各种车辆、坦克、陆军部队、炮兵、空降兵和步兵等的定位。可用于大地测量、摄影测量、野外考察和勘探的定位。d)甚至进入到人们的日常生活中，例如，汽车、旅游、探险、狩猎等方面的定位。e)在空间技术方面，可以用于弹道导弹的引导和定位、空间飞行器的精密定轨等。2.GL

8、ONASSA)全球轨道导航卫星系统（GLONASS）是前苏联研制建立的，1978年开始研制，1982年10月开始发射导航卫星。自1982年至1987年，共发射了27颗GLONASS试验卫星。B)该系统与GPS系统极为相似，由24颗卫星组成卫星星座（21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星），均匀地