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第一章 绪论
§1.1 GPS卫星定位技术的发展
1.1.1 早期的卫星定位技术
卫星定位技术是利用人造地球卫星进行点位测量的技术。当初,人造地球卫星仅仅作为一种空间的观测目标,由地面观测站对它进行摄影观测,测定测站至卫星的方向,建立卫星三角网;也可以用激光技术对卫星进行距离观测,测定测站至卫星的距离,建立卫星测距网。这种对卫星的几何观测能够解决用常规大地测量技术难以实现的远距离陆地海岛联测定位的问题。20世纪60—70年代,美国国家大地测量局在英国和德国测绘部门的协助下,用卫星三角测量的方法花了几年时间测设了有45个测站的全球三角网,点位精度5m。但是这种观测方法受卫星可见条件及天气的影响,费时费力,不仅定位精度低,而且不能测得点位的地心坐标。因此,卫星三角测量很快就被卫星多普勒定位所取代,使卫星定位技术从仅仅把卫星作为空间观测目标的低级阶段,发展到了把卫星作为动态已知点的高级阶段。
1.1.2 子午卫星导航系统的应用及其缺陷
20世纪50年代末期,美国开始研制用多普勒卫星定位技术进行测速、定位的卫星导航系统,叫做子午卫星导航系统(NNSS)。子午卫星导航系统的问世,开创了海空导航的新时代,揭开了卫星大地测量学的新篇章。70年代,部分导航电文解密交付民用。自此,卫星多普勒定位技术迅速兴起。多普勒定位具有经济快速、精度均匀、不受天气和时间的限制等优点。只要在测点上能收到从子午卫星上发来的无线电信号,便可在地球表面的任何地方进行单点定位或联测定位,获得测站点的三维地心坐标。70年代中期,我国开始引进多普勒接收机,进行了西沙群岛的大地测量基准联测。国家测绘局和总参测绘局联合测设了全国卫星多普勒大地网,石油和地质勘探部门也在西北地区测设了卫星多普勒定位网。
在美国子午卫星导航系统建立的同时,前苏联也于1965年开始建立了一个卫星导航系统,叫做CICADA。该系统有12颗所谓宇宙卫星。
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