简述

: 卫星定位系统原理及各国发展的历史

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1、子午卫星导航系统（NNSS） 

该系统又称多普勒卫星定位系统，它是

58 年底由美国海军武器实验室开始研制,于

64 年建成的“海军导航卫星系统”（Navy Navigation Satellite System）。这是人类历

史上诞生的第一代卫星导航系统。

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1957 年 10 月前苏联成功发射了第一颗人造卫星后，美国霍普金斯大学应用物理实

验室的吉尔博士和魏分巴哈博士对卫星遥测信号的多普勒频移产生了浓厚的兴趣。经研究他

们认为：利用卫星遥测信号的多普勒效应可对卫星精确定轨；而该实验室的克什纳博士和

麦克卢尔博士则认为已知卫星轨道，利用卫星信号的多普勒效应可确定观测点的位置。霍普

金斯大学应用物理实验室研究人员的工作，为多普勒卫星定位系统的诞生奠定了坚实的基

础。而当时美国海军正在寻求一种可以对北极星潜艇中的惯性导航系统进行间断精确修正方

法，于是美国军方便积极资助霍普金斯大学应用物理实验室开展进一步的深入研究。

1958

年

12 月在克什纳博士的领导下开展了三项研究工作：①研制卫星；②建立地球重力场模型

以便卫星的精确定轨和准确预报卫星的空间位置；

③研制多普勒接收机。经过众人的努力子

午卫星导航系统于

1964 年 1 月正式建成并投入军方使用，直至 1967 年 7 月该系统才由

军方解密供民间使用。此后用户数量迅速增长，最多达

9.5 万户，而军方用户最多时只有

650 个，不足总数的 1%，可见因生产的需要民间用户远远大于军方。 

1.1 子午卫星导航系统的组成 

（

1）卫星星座：子午卫星星座，由六颗独立轨道的极轨卫星组成。 

在设计上要求卫星的轨道的偏心率为零，轨道倾角

i =90°；卫星运行周期为

T=107m；卫星高度约为 H=1075km；按理论上的设计，六颗卫星应当均匀分布在相互

间隔为

30 度轨道平面上。但由于早期卫星入轨精度不高，各卫星周期、倾角、偏心率都存在

不同程度的误差，故各卫星轨道进动的大小和方向也都不尽相同，这样经过一段时间后各

卫星轨道间的间距就变得疏密不一。因而地面可观测卫星的时间分布就变得更加没有规律，

中纬度地区的用户平均

1.5 小时左右可以观测到一颗卫星，有时在高纬上空可出现多颗卫

星造成信号的互相干扰（此时必须将信噪比差的卫星关闭避免干扰）；但在低纬度地区最

不利时要等待

10 小时才能观测到卫星。