Question

导航卫星定位

Answer 1

船只可以利用在地球两极轨道上方1075km处的导航卫星确定自己的位置。每颗卫星绕地球旋转一周的时间为107min，从某个地平线开始见到此卫星到另外一边的地平线消失，这段时间为18min，每颗卫星发送的连续波的频率为150MHz和400MHz。因为船与卫星有相对移动，所以采用具有多普勒频移的接收器记录信号。无线电波以光速传播(v)，如果信号源与接收器的速度分别为v_s和v₀，根据多普勒频移方程(3-4)会产生相对效应，则观测到的频率为

地震勘探

f_s是信号源的频率。根据多普勒频移可以计算船与卫星之间在最接近的地方的经纬度差。卫星每隔2min发射一次定位信号。船上的一台计算机将这些信息与多普勒频移的测量结果、船速和航向等信息综合在一起，就可得到船的位置。

每颗卫星每天可以观测到四次或更多次(赤道附近除外)，因此如果有四颗到五颗卫星，则每天就可以定位20次。然而卫星并不均匀分布，每一颗卫星的轨道周期也不精确一致，因此有时可以同时见到多颗卫星，有可能几个小时见不到一颗卫星。大约有2/3的定位结果令人满意，如果已知船速，则卫星定位的精度在±50m之内。卫星定位导航的主要缺点是在两次定位之间不能提供任何位置的信息。

通常把多普勒声呐、陀螺罗盘和卫星定位结合在一起进行导航，也可将无线电导航和卫星导航结合使用。卫星提供周期性信息，确保多普勒声呐的精度，消除无线电导航的模糊性和传播误差;而多普勒声呐与陀螺罗盘和(或)无线电系统结合，可以给出卫星定位所需要的船速信息。联测可用于改善卫星定位的精度。