大国导航:北斗“天象”昭示国运?−理论−专家专栏−文库−宣讲家网
今天(12月27日)上午,在国务院新闻工作室举办的新闻发布会上,我国卫星导航体系管理工作室主任冉承其表明,斗极卫星导航体系今天正式供给区域服务。从规划和技能水平看,我国卫星导航才干达到了美苏暗斗晚期的发展水平,补上了超级大国不行短少的一门必修课。从近年发展速度来看,斗极体系的发展速度国际榜首,将在十年内完结全球组网,压倒除美国之外的一切国家,成为和GPS体系等量齐观的国际性卫星导航系。榜首代卫星导航1、美苏争霸1957年,苏联发射了人造卫星,依照预订轨迹盘绕全球,一起向全球发射了供测控的无线电信号。卫星导航简直克服了以往导航技能的悉数缺陷。卫星由于能够依照预订频率、方向发射无线电波,而不仅是可见光,处理了恶劣气候下导航难题,而经过多颗卫星组网,能够组成真实掩盖全球的导航网。并且卫星导航的接纳方能够从电波中核算自身方位等信息。也便是说卫星平台下,能够全球范围内各种条件下承受导航。所以,在榜首颗卫星发射后不到1年,美国榜首颗人造卫星发射的一起,美国就开端研发榜首代卫星导航台NNSS体系(美国海军导航卫星体系)。1960年,人造卫星只是呈现了3年,美国就发射了榜首颗子午仪卫星(因沿子午线飞翔而得名)。到1967年,美国海军现已具有了了6颗子午仪卫星,开端完结了全球组网。暗斗的另一方苏联从1965年开端接连发射导航卫星,组成了12颗卫星的导航体系(CICADA体系)。为国际供给了另一套榜首代卫星导航体系。1967年,美国开放了卫星导航数据,全国际的船舶都马上承受了新的技能。卫星导航用户敏捷增长到10万左右,包含大部分国际远洋货轮。卫星技能在呈现后不到10年内就对民用经济产生了明显的促进。2、斗极一代我国发射榜首颗人造卫星在1970年,比美苏晚了10多年。所以,美苏榜首代卫星导航体系开端运转的时分,我国的航天发射才干和测控技能还远缺乏以满意卫星导航体系的需求,只能被动地运用别国的卫星导航。其时中苏联系紧张,中美联系平缓,所以我国的船舶、探险队大多运用西方技能,追寻美国的卫星信号定位。直到21世纪的榜首年,我国在暗斗后的新局面下才开端树立本国的卫星导航体系斗极导航。不过,由于资源相对有限,从2000年10月到2007年2月,我国总共只发射了4颗导航卫星,散布在较高的同步轨迹上,采纳双星定位方法导航。定位一个点需求三个坐标,三个方程,两个卫星供给的瞬时数据明显不行用,所以斗极体系要在预先设定的电子地图上读出高程信息才干运用。这意味着卫星和用户之间不是单向的发送接纳联系,而是要进行双向交流。因而,尽管斗极体系利用了几十年来核算机技能的前进,要胜于美苏榜首代卫星导航体系,但这一体系存在如下问题:榜首,限于卫星数量,只能对我国及周边区域进行导航;第二,作为军民两用的体系,导航和军事要求的静默之间存在抵触;第三,双向交流功率较低,不适用于快速移动的方针。不过,从建造之初起,斗极体系(一代)就被定位为一个验证技能,堆集经历的试验性工程。在斗极体系的最终一颗实验性卫星上,我国安装了用于精确认位的激光反射镜,为下一代导航卫星网的布置做好了预备。第二代卫星导航1、一代卫星导航的缺乏榜首代卫星导航网尽管是划时代的前进,但也存在许多缺乏。榜首个问题便是卫星数量缺乏。不管是美国仍是苏联,实际上都只能接连掩盖地球一部分交通繁忙的区域,卫星对高纬度区域的掩盖率不行。卫星数量进一步约束了导航原理导航目标一起只观测一颗卫星,依据卫星和自身的相对运动轨迹来判别自身的方位。成果,精确的定位往往要继续一段时刻才干做出。在这期间,导航目标的运动就不得不被疏忽,这给导航精度带来了很大的差错。高精度的定位有必要在中止运动的情况下才干做出。并且,其时无线电信号处理才干较差,多颗卫星之间信号很可能彼此搅扰,因而不能简略添加卫星数量。还有像原子钟精度、轨迹测定精度都会约束卫星导航的精度。简而言之,榜首代卫星导航还不能彻底替代传统导航,直到第二代卫星导航网呈现。2、二代卫星导航的条件及优势第二代卫星导航网自70年代末开端组成,依然是美苏各建一套。美苏各自于1979年和1982年发射了自己的榜首颗二代卫星。美国的便是咱们熟知的GPS(Global Positioning System 全球导航体系)。苏联的简称为a,即俄语全球导航体系的缩写。第二代卫星导航网能够呈现,技能条件是美苏强壮的航天发射才干。根本的全球导航网至少需求18颗卫星来保持,再加上必要的替补卫星,一起要有近30颗卫星在轨,才干可靠地对全球99%以上的区域供给导航信号。并且卫星会老化,卫星轨迹会由于顶层大气的冲突而变形,每年都要发射新的卫星来更新体系。美苏光是为了技能验证,就各自发射了十多颗作为消耗品的人造卫星。从技能定型到牵强组网,苏联(俄罗斯)足足发射了54颗卫星。假如做不到批量生产卫星和火箭,做不到高频率的航天发射,那么不要说建造全球卫星导航网,就连保护都做不到。90年代的俄罗斯就差点因而把格洛纳斯体系作废。如此之多的导航卫星,能够在天空没有遮挡的情况下,确保地球上的用户任何时分都能接纳到来自四颗卫星的信号。每个信号源都能够测出从卫星到用户的时刻,再乘以光速(无线电波的速度)便是到卫星的间隔。依据简略的数学原理,两个球面交汇于弧线,三个球面交汇于点。所以一起获得三个卫星信号就能够确认任何一点的坐标。为了确保用户的时钟和卫星时钟共同,第四个卫星信号能够用来校对体系时刻。所以4个卫星信号就能够确保高精度的定位。再经过对卫星信号改变率的丈量,用户就能知道当下的运转方向和速度。卫星的轨迹数据随时是预先设定好的,但也在缓慢改变。所以,任何一个时刻卫星的方位也是个变量。为了确保三个球面的球心方位精确,卫星发送的导航信号实际上是一段内容丰厚的电文,向用户随时通报卫星的方位。卫星自身自身不具备核算才干,所以散布在全球的测控站有必要随时监测卫星的运转,依据各种环境的细小改变来核算轨迹,再把轨迹决心传递给卫星,由卫星传送给用户。在核算中,地球各部分引力的细小改变、太阳活动对电离层的影响、乃至卫星高速运动带来的相对论效应都有必要归入考虑。假如没有丰厚的地球物理数据以及强壮的核算、通讯才干,卫星导航的数据很快就会被差错吞没。所以,只要少量国家能够开发导航卫星。其间能筹建到满足的资金、安排满足发射才干的国家就更少了。暗斗的成果是苏联崩溃,美国全胜,所以真实能够供给安稳服务的全球导航体系,几十年来只要GPS一种。俄罗斯承继了苏联的格洛纳斯体系后,一向不能正常地建造保护,可用卫星一度不到10颗。直到近年石油价格高涨,普京才干集结满足的资源来重建卫星导航体系。2007年,俄罗斯造出了合格的格洛纳斯车载信号接纳机。上一年12月,格洛纳斯卫星达到了规划中的24颗在轨数量,2012年1月,俄罗斯总算能够宣告格洛纳斯体系正式运营。和斗极体系开端导航服务的时刻简直相同。 上一页 1 2 下一页 阅览全文

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