数码新知识　卫星导航系统详细介绍

来源：中国民航总局  作者：mmxajh  发布时间：2008-3-18 15:25:38

　　自1957年人类向太空发射了第一颗人造卫星之后，一种新的导航方法被引进到民航业，那就是迅速发展的卫星导航系统。现在这种导航系统从导航设施一直到地面组织管理在技术上均已比较成熟，估计在10～20年内将会全面取代现在的无线电导航系统。在卫星导航系统中，主要的无线电导航台站由地面挪到1000千米以上的高空去了，其优点是无线电波的传播基本不受地面气象、地形等因素的影响，台站的建立也不受地理条件的限制，距离也不受限制，因此可以很容易地建立起一个全球导航系统。

　　目前使用最成功的卫星导航系统当属美国人建造的全球定位系统(GPS)。这个系统由三部分组成。第一部分是人造卫星，它由21颗卫星组成。这些卫星运行在高度为20000千米的6条圆形轨道上。每颗卫星12小时绕地球飞行一周。它们运行的路线覆盖了从南纬630到北纬630的地球上的大部分地区。卫星发射两种频率高于1000兆赫的无线电波，和光线一样直线传播，精确度高而且不受干扰。卫星轨道的设计能保证在其所覆盖的区域之内的每一点上，在大部分时间内能同时看(接收)到4个以上的卫星。系统的第二部分是地面上一系列的卫星管理站。它们的作用是跟踪、遥测和管理卫星，还要把精确的时间及其他信息传送给卫星。第三部分就是使用者手中的接收机，它在收到4个卫星发来的信号后，测定出这4个卫星的信号传送到接收地点所用的时间(这一时间从卫星所在的位置可以计算出来)，这样每颗卫星就可以对应于测量点建立一个方程式，4颗卫星建立4个方程式。其中的4个未知数是使用者所在的位置的三个坐标(x陀)和飞机的速度。在这个方程中的重要参数是时间。用无线电波传播的速度与时间相乘就得出距离。无线电传播的速度为每秒30万千米。如果时间相差千万分之一秒，距离就会差30米。因此这个系统对时间精度的要求就非常高，要求是在两千年内误差不足1秒!现在GPS接收机的使用很广泛，甚至已经普及到汽车及探险队员的手中。但是把它用做民航的主要导航手段还需时日。原因是卫星导航系统是由美国国防部开发的军用系统，它只是部分开放给民用。若要把它作为国际民航的通用导航系统，不少国家心存戒心，担心一旦发生政治纠纷或战争时，国家的民航系统将会受制于人。此外美国政府人为地把供民用的GPS的精度由16米降低为100米。这样的精度作为远程导航是足够的，但要为飞机在机场进近、降落、起飞各阶段做精密导航还是不够的。世界有关各国正在通过国际民航界的一致努力，期望在10～15年内建立一个由国际组织管理的，精度达到要求的全球卫星导航系统。此后飞机将在全球的任何地点都能得到精确的卫星导航，安全地进行飞行活动，这将是导航技术的第二次大飞跃，现在使用的大部分无线电导航设施那时将退居二线转成为辅助设施。

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