卫星星历

版权声明:转载请声明转自Juanlyjack https://blog.csdn.net/m0_38088359/article/details/83448604

0、卫星星历

星历是指在GPS测量中,天体运行随时间而变的精确位置或轨迹表,它是时间的函数。具体应用中有"广播星历"与后处理"精密星历"之分。

卫星星历是用于描述太空飞行体位置和速度的表达式———两行式轨道数据系统。卫星星历以开普勒定律的6 个轨道参数之间的数学关系确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数,具有极高的精度。

卫星星历能精确计算、预测、描绘、跟踪卫星、飞行体的时间、位置、速度等运行状态;能表达天体、卫星、航天器、导弹、太空垃圾等飞行体的精确参数;能将飞行体置于三维的空间;用时间立体描绘天体的过去、现在和将来。

精密星历是由若干卫星跟踪站的观测数据,经事后处理算得的供卫星精密定位等使用的卫星轨道信息。

GPS 32颗卫星(13-09-28)
G01~G32
卫星型号9种

GLONASS 24颗卫星(13-09-28)
R01~R24
卫星型号3种

附录

GLONASS(俄罗斯的全球定位系统)、GPS(美国)、 COMPASS(即北斗,中国)的一部分和Galileo(欧洲)的卫星都运行在地球中轨道(MEO),高度分别为19,100km、20,200km、21,500km
、23222km。别家需要全球覆盖的的卫星数目分别为24、24和27。

北斗卫星包括MEO(Medium Earth Orbit,中地球轨道)卫星,IGSO(Inclined Geosynchronous Satellite Orbit,倾斜地球同步卫星轨道)卫星和GEO(Geostationary Earth Orbit,地球静止轨道)卫星。

轨道越高,所需卫星总数越少,因为每个卫星覆盖的面积更大。事实上,四大 GNSS 系统,只有 GPS 用了六轨面,其他三个系统都采用了三轨面。GPS 24 颗卫星只能保证基本的定位,北斗 30 颗(或 35 颗)保证了更准确、更可靠的定位。

GPS需要24颗卫星只是最基本的数目。这个数目可以保证全球每个地方任何时刻至少能看见4颗卫星,通过4个方程可以解出空间三维坐标和时间四个变量。这24颗卫星分布在6个轨道面,每个轨道面有4颗卫星。 GPS系统的接收机都是采用无源定位方式(就是接收机不需要发送信号)。

北斗除了像GPS一样用无源接收机工作之外,还有两个独到的功能,就是用有源接收机(接收机主动发信号给卫星)和收发短报文(卫星短信)功能。有5颗地球同步轨道卫星主要针对这两个功能,当然,这5颗星也支持无源定位方式。

北斗系统实际上是(不太严格地)按照上述3(地球同步轨道)、2(地球倾斜轨道)、1(中轨道)的顺序发射部署的,甚至倾斜同步轨道卫星发了4颗。未来理论上来讲,只要27颗中地球轨道卫星就能完成全球定位功能的覆盖了,但是3和2两部分卫星主要覆盖中国及周边国家,对于提高国内的定位精度和提供特殊服务(比如卫星短信)有重要作用。

注释:
(1)倾斜轨道卫星 指的是人造卫星绕地球圆周运动的轨道与赤道之间的倾角>0的卫星,这种卫星可对一个地方实施定点侦查,还可以进行不同纬度的气象观测。
(2)倾角为零的圆形 地球同步轨道 称为地球静止轨道,因为在这样的轨道上运行的卫星将始终位于赤道某地的上空,相对于地球表面是静止的。这种轨道卫星的地面高度约为 3.6万千米。它的覆盖范围很广,利用均布在地球赤道上的 3颗这样的卫星就可以实现除南北极很小一部分地区外的全球通信。
(3)中地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)也叫中圆轨道,是位于低地球轨道(2,000千米(1,243英里))和地球静止轨道(35,786千米(22,236英里))之间的人造卫星运行轨道。运行于中地球轨道的卫星大都是导航卫星,例如GPS(20,200千米(12,552英里)), 格洛纳斯系统(19,100千米(11,868英里)),北斗卫星导航系统(21,500千米(13,359英里))以及伽利略定位系统(23,222千米(14,429英里))。部分跨越南北极的通信卫星也使用中地球轨道。

事实上目前GPS正在运行的也不是24颗,而是有32颗卫星;而GLONASS实际上有29颗。多出来的星除了做备份,还可以增加系统精度,比如GPS可以保证绝大部分地方通常能看到至少9颗卫星,能明显提高定位精度。Galileo目前因为欧洲各国扯皮,进展缓慢,只放上去4颗(功能不全)的卫星。相比之下中国放上去四五颗卫星立即就能提供定位服务和特殊服务,加速技术向市场转化速度。

参考知乎

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/m0_38088359/article/details/83448604