八莫丁昂

[拼音]：daohangweixing

[英文]：navigation satellite

為地面、海洋、空中和空間使用者導航定位的人造地球衛星。衛星導航定位，具有高精度、全天候、能覆蓋全球和使用者裝置簡便等優點，在軍事上有極重要的價值。

美國於1960年4月，發射了世界上第一顆導航衛星“子午儀”1B，並於1964年7月組成導航衛星網正式投入使用，主要是為核潛艇提供全天候導航定位（圖1）。蘇聯在“宇宙”號衛星系列中，混編有類似“子午儀”這類導航衛星。為發展三維、全球、實時和高精度的導航衛星系統，美國於70年代初，開始研製第二代導航衛星“導航星”，預計於80年代中後期組網為全球定位系統。與此同時，蘇聯也在發展全球導航衛星系統。

“子午儀”導航衛星執行在高度約1000公里的圓形極地軌道上，連續播送150兆赫和400兆赫的雙頻導航訊號，採用雙頻是為了修正電離層對導航訊號的折射影響。使用者從測得無線電訊號的頻率變化（多普勒頻移）中計算其相對於衛星的速度，根據這個速度和衛星傳送的軌道引數與時間訊號，即可算出自身的地理位置座標。衛星的軌道引數是由地面上幾個跟蹤觀測站同時進行測量和計算，通過注入站發往衛星的。“子午儀”導航衛星的定位精度一般為40～50米，其衛星網由5～6顆衛星組成，使用者大約每隔1.5小時才能收到一次導航訊號，因此不能做到隨時定位。美國“導航星”全球定位系統的工作原理是多星時間測距（圖 2）。每顆導航星都裝有非常精確的銣原子鐘（每3萬年誤差1秒）。衛星連續播送其位置和時間訊號。如使用者使用與衛星嚴格同步的時鐘，同時接收3顆衛星發射的訊號，測定訊號從衛星到使用者的傳播時間，求得 3個距離，根據這3個距離及3顆衛星的軌道引數和時間訊號，即可計算出使用者的精確位置(經緯度和高度)。如果使用者不攜帶高精度的原子鐘，就需要接收幾何位置適當的 4顆衛星發射的訊號，才能精確定位，並獲得精確的時間和運動速度。

“導航星”全球定位系統由衛星網、地面控制站和使用者導航裝置三大部分構成。80年代後期，該衛星網將由18～24顆衛星組成。主要分佈在間隔120°的 3個軌道面內。軌道高度約2萬公里，傾角63°，週期約12小時。這樣的衛星網可使任何地點或近地空間的使用者，能同時收到至少 4顆衛星的訊號，以保證全球覆蓋、三維定位和連續導航。該系統定位精度為十幾米，測速精度優於0.1米/秒，授時精度優於1微秒。

導航衛星可用來進行幾何大地測量，但測量臺、站必須遍佈全球各地才能達到測地的目的。還可精確測定導航衛星的軌道攝動，用於計算地球重力場模型。