太空导航 - 知识百科

太空导航

更新时间：2022-08-25 12:40

太空导航，检测太空航行位置，做出已知的空间轨道转移。

历史及发展

The Global Positioning System (GPS) is a space-based global navigation satellite system that provides reliable location and time information in all weather and at all times and anywhere on or near the Earth there is an unobstructed line of sight to four or more GPS satellites. It is maintained by the United States government and is freely accessible by anyone with a GPS receiver.

全球定位系统是一个以空间为基础的全球卫星导航系统，可以全天候一直在任何地点位于或邻近地球在四个或更多GPS卫星畅通无阻线路范围内提供可靠的位置和时间信息。它是由美国政府维护并且任何持有GPS接收器的人都可以免费的接受信息。

The GPS System was created and realized by the U.S. Department of Defense (DOD) and was originally based on and run with 24 satellites. It was established in 1973 to reduce the large number of navigation aids and to overcome the limitations of previous navigation systems.

全球定位系统由美国国防部创建并付诸实践，最初建立在24枚卫星运行的基础之上。它建立与1973年，减少了大量的导航设备并克服了先前导航系统的局限。

系统分类

The current GPS consists of three major segments. These are the space segment (SS), a control segment (CS), and a user segment (US)。

当前的全球定位系统包括三个主要分类，它们是: 空间分类，控制分类和用户分类。

空间分类

空间分类是由轨道行驶的全球定位系统卫星或者航天器组成的。全球定位系统设计最初要求24个航天器，三个圆轨道平面每个有八个，但是这被修改了成了与六个轨道平面每个有四枚卫星。轨道平面以地球为中心，与远距离的恒星无关。这六个平面有大约55°倾斜角(倾斜相对地球的赤道) 并且被60°的赤经升交点分离(度数沿赤道从参考点到轨道的交叉点)。轨道被设定好，以便至少六枚卫星总是在地球表面任何地方都可以看到的视线范围内。

控制分类

1.一个主控站

2.一个备用主控站，

3.四个地面的天线和

4.六个监视台。

主控台也可以进入美国空军卫星控制网络的地面天线(为另外的命令和控制能力)和国家地理空间情报局的监视台。

用户分类

全球定位系统接收器有各种各样的形式，从设备集成汽车，电话，和手表，到专用设备，例如从以下制造商生产的，天宝，高明和莱卡制造（依次从左向右顺序排列）。用户分类是由成千上万美国和固定的用全球定位系统精确定位服务的盟军用户，以及数百万名民间用户，商业和科学用户组成。

太空导航卫星

导航卫星有两个最大的功能：定位与授时。导航卫星按导航方式不同可分为多普勒测速导航卫星和时间测距导航卫星;根据轨道高度可以分为低轨道、中高轨道和同步静止轨道导航卫星。

现状

新一代GPS全球定位系统是指比目前的抗干扰能力增加30dB，可提供30cm的定位信息和发射1ns分辨率的定时信号，通过这种传感器网络，可很快测出任何一种无线电频率发射源。例如，敌方地对空导弹的雷达，精度可达10m之内。另外，更具有自我保护和保密能力，大大减小了被干扰的可能性，同时因具有更高的时间与空间精度，能够局部封住敌方对该系统的使用，而对友方使用该系统不会产生什么影响。

未来

空间导航系统（太空导航系统）

主要有高精度坐标瞄准导航系统，空间合成孔径雷达，高分辨率的地图。高精度坐标瞄准导航系统通过光缆和厘米级分辨率的合成孔径雷达图像，为火力圈外发射的微型弹的攻击提供足够精确的目标位置信息。

未来，脉冲星导航将在深空探测、星际飞行和空间科学研究领域发挥重要作用，是人类遨游太空的“引路人”。脉冲星是宇宙中一种高速自转的中子星，它所释放的周期稳定的电磁辐射如同茫茫宇宙星海中灯塔上的探照灯，以多颗脉冲星为坐标基准就可为航天器提供自主空间导航。脉冲星导航就是以脉冲星发射的X射线为天然信标，引导航天器在宇宙空间进行自主航行的导航方式。

一旦脉冲星导航得到应用，将解决现有地面导航方式精度不足问题，更好地服务于未来星际航行和深空探测，具有重要的战略研究价值。

中国国情

北斗导航卫星预计于2018年形成面向“一带一路”沿线国家全球初始服务能力，2020年形成全球服务能力。