老铁们，大家好，相信还有很多朋友对于GPS发展史:子午(Transit)卫星系统和子卫星的相关问题不太懂，没关系，今天就由我来为大家分享分享GPS发展史:子午(Transit)卫星系统以及子卫星的问题，文章篇幅可能偏长，希望可以帮助到大家，下面一起来看看吧！

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1957年10月4日，前苏联成功发射了世界上第一颗名为Sputnik的人造地球卫星，由此揭开了人类利用卫星来开发导航、定位系统的序幕。

对于这种通过测量卫星信号的多普勒频移来推算卫星运行轨道的做法，当时同在约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的F.McClure博士提出了相应的逆命题。他认为，如果卫星的运行轨道是已知的，那么根据卫星信号的多普勒频移测量值，我们反过来能推算出地面上这一测量点的位置。

1958年，美国北极星核潜艇服役，美国海军为解决潜艇在深海航行和执行军事任务而需要精确定位的问题，决定研究、开发基于多普勒频移的海军导航卫星系统（NNSS），并于1960年4月发射了该系统的第一颗导航卫星。从1960年4月到80年代初共发射30多颗。第一颗是“子午仪1B”号，用来对导航卫星方案及其关键技术进行试验鉴定，并验证双频多普勒测速定位导航原理。1963年12月发射第一颗实用导航卫星“子午仪5B-2”号；1964年6月发射第一颗定型导航卫星“子午仪5C-1”号，并交付海军使用；1967年7月“子午仪”卫星导航系统组网实用并允许民用。1972年开始执行“子午仪”改进计划（TIP），共发射3颗卫星，主要试验扰动补偿系统，大大提高了轨道预报精度。1981年5月发射经过改进的实用型“子午仪”号卫星（NOVA）。因为所有海军导航卫星系统中6颗卫星的运行轨道全部都通过地极，所以它又称为子午（Transit）卫星系统。

子午卫星系统星座由6颗卫星组成，部署在6个轨道面，轨道面夹角60，轨道高度为950~1075km，轨道周期107min。每颗卫星的轨道均为近圆轨道，轨道倾角为90，卫星轨道面与地球子午面平行。为了消除电离层产生的误差，子午卫星系统在150MHz和400MHz两个频率播发导航信号，单颗卫星的地面覆盖区域为宽3000~3500km的带状区域。地球上同一地点每天可观测到同一颗卫星4次，6颗卫星即可保证24次定位。

“子午仪”卫星运行在高度约1100公里的近圆极轨道，目的是为了避免多普勒效应减弱。它们在轨道面上均匀分布组成围绕地球的空间导航网，六颗卫星在轨道上的配置似鸟笼形状。它可为全球任何地方的水下潜艇、水面船只、地面车辆和空中飞机等用户服务，用户每隔1.5小时左右就可以接收每颗卫星以150兆赫与400兆赫频率连续播送的无线电信号。地球上的用户根据发送的信号，便可以确切地知道卫星在太空轨道上的位置。人们根据多普勒效应，用计算机就能确定出地球上运动体（如潜艇等）所在的位置。这样，即使潜艇在浩瀚的海洋水下航行，时时刻刻都能知道自己在何处，在大海深处航行数月也不会迷失方向。

地球上的用户，利用“子午仪”导航卫星发送的无线电信号来确定自己所在的位置，一颗卫星的定位精度在20~ 50米。如果在一天内把数颗卫星飞越30多次的数据都收集起来，然后进行平均计算，可以把定位误差减小到最小，这样就可以把定位精度提高到几米。总体性能方面，“子午仪”系统用于军事导航的定位精度为6米左右，通过多次定位可达2米以内。子午仪导航系统可以全天候导航，导航信号覆盖全球；导航精度优于以前任何系统。但不能定高度、速度，不能连续实施导航。

不能连续导航对于用户来说实在麻烦，固定地点采用卫星多次飞越的数据来提高定位精度，显然是一个很好的办法。但是对于航行在水中的潜艇、水面的船舶，它们的导航接收机安在活动的艇、船上，还必须精确地知道它们航行的速度，否则，定位精度将会大大降低。对于翱翔在空中的飞机，由于在两次导航定位的时间间隔内，飞行距离可达1000公里以上，显然，不能用“子午仪”导航卫星来进行导航，而需要研制更先进的导航卫星系统。

子午卫星系统是世界上第一个成功运行的卫星导航系统，它能提供精度较低的二维定位，并且每次定位的时间长达30~110分钟。尽管这个为核潜艇开发的定位系统具有诸多弊端，如无法确定高度信息，定位时间长，无法连续导航，无法提供高度信息，难于修正电离层延迟误差等，但对比传统定位方式已经是一场革命了。

子午卫星系统于1996年宣告结束，然而该系统中的许多构思对后来的GPS系统的开发相当重要，有些甚至被直接应用于GPS。

为了满足军方和民用领域对连续、实时、精确导航的需求，美国国防部（DoD）于1973年4月提出了研究、创建第一代卫星导航与定位系统的计划，并由空军上校B.Parkinson博士出人这个项目的办公室主任。他充分发挥自己的学术背景与游说技能，召集多方人士，综合各种思想，最终于1973年12月提出了一个可以让美国军方接受的方案。这个方案就是授时与测距导航系统/全球定位系统（NAVSTAR/GPS），通常简称为全球定位系统（GPS）,它是一个基于人造卫星、面向全球的全天候无线电定位、定时系统。

和早期的“子午仪”相比，GPS提高了卫星的数量，定位精度大为提高。另外GPS可提供实时导航，大大方便了飞行器和舰船的应用。同时GPS解决了“子午仪”不能提供高度数据的缺陷，当GPS接收器能锁定4颗卫星信号的时候，便可提供实时的高度数据。除了传统的导航用途外，GPS还可以提供较为精确的移动信息和时间校正功能。

全球卫星定位系统的应用越来越广泛，并且技术越来越精确，那么，大家知不知道全球卫星定位系统的主体部分由几颗卫星组成?通常，全球卫星定位系统（GPS）的主体由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，轨道高度20183Km，记作（21+3）GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间相距60度，即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度，一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。

在两万公里高空的GPS卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周，即绕地球一周的时间为12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测4颗GPS卫星，称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段叫做“间隙段”。但这种时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时的导航定位测量。GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。

OK，关于GPS发展史:子午(Transit)卫星系统和子卫星的内容到此结束了，希望对大家有所帮助。