登陆注册
2999700000012

第12章 导航卫星(3)

对于导航定位卫星来说,第二个重要参数是系统的覆盖范围。以美国的“吉奥星”为例,它的3颗卫星定位在赤道上空,完全可以覆盖美国全境。如果发射6颗卫星,再发射1颗备用卫星,并配合3个地面中心站,那么由7颗卫星组成的星座就会像夜空中的北斗七星一样,给全球除两极以外的人们指引方向。

第三个参数就是系统的定位容量。因为RDSS系统的定位完全是在地面中心站中进行的,中心计算机的容量及处理速度决定了能够同时进行定位的用户数。美国“吉奥星”的业务容量初期只有每小时200万户,后期达到800万户,相当于每秒可同时对2224个用户进行定位。在这一点上,RDSS与GPS相差比较大。GPS是一个广播系统,它的用户容量是不受限制的。但是RDSS的用户容量会随计算机性能的提高而不断增长,完全可以满足其需要。

第四个参数就是它的定位速度。由RDSS的定位原理我们知道,它完成一个定位过程需要信号走四个来回,每个来回大概需要0.24秒。即使不考虑转发及定位计算的时间,也需要近1秒的时间。如果只考虑用户回答询问到收到地面中心站发来定位信息这两个来回,定位时间也需要0.48秒。这导致了RDSS难于进行高动态的定位和连续实时导航。

另外,它具有一些GPS系统所不具备的特点,如低速率的移动通信功能。由于RDSS系统是一个封闭系统,没有授权的用户无法进行定位,因而具有良好的反利用性和保密性。在这两点上,RDSS系统优于GPS定位系统。

RDSS系统其他的性能参数,如可靠性、寿命等,则与原理差异没有关系,完全取决于制造国的科技水平。

正是因为RDSS系统具有较为理想的性能,它在世界范围内得到了广泛的应用。除了美国“吉奥星”系统,类似系统还有欧洲的“洛克星(Lcstar)”系统和中国的“北斗星”系统。目前,由于大多数西方军事强国可以不受限制地免费利用GPS的军用P码进行精确定位,所以RDSS系统主要用于民用。

知识点北斗星导航系统

北斗星导航系统是我国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。北斗星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”(GLONASS)、欧洲“伽利略”(GALILEO)等其他卫星导航系统兼容的终端组成。

导航卫星广阔的应用领域

当今,太空“向导”——导航卫星已在陆、海、空、天四大领域中大显身手,人类的未来的生活也越来越离不开它。

充当海洋舰船的“灯塔”各种军用舰艇和民用商船,只要装上导航卫星的接收设备,就可以在全球海域航行,随时进行高精度定位和测速,任何时候不致迷失方向,也避免触礁沉没的危险。它还有更广泛的用途,如海军进行海上巡逻、舰队调动与会合、海上军事演习和协同作战、海基导弹瞄准发射,以及海洋测量、石油勘探、海洋捕鱼、浮标设立、海底管道铺设、浅滩测量、暗礁定位、海港领航和海上交通管制等都要导航卫星帮忙,因此,导航卫星非等闲之辈。

充当地面用户的“向导”地面奔驰的各种车辆和坦克,野战部队、小分队和单个步兵,行进在山峦重叠之地会迷失方向,导航卫星是用户最好的“向导”,它时时刻刻会为用户指明方向。同时,它也可以为大地测量、摄影绘图和地质勘探定位服务。

由太空“向导”提供的精确位置和时间基准,就可以按照命令准确地进行部队调动和集结,炮兵部队可以迅速地进行勘测和定位。在联合演习或多军种协同作战时,就可以指导陆、海、空部队行动,有效地对付敌人。测绘、地质和资源调查等部门的工作人员在野外作业,特别是进入人烟稀少的沙漠地区、原始森林或深山野岭,只要用户带上一台背负式导航卫星接收设备,就不会迷失方向。

如果铁路系统用静止卫星定位系统进行定位,就可以从全国范围对各类火车和其他车辆进行管理和统一调度,从而大大提高运输效率。对我国这样一个幅员辽阔的国家,运输效率可以提高50%左右,可见,其经济效率何等惊人。

充当空中飞机的“领航员”如果在各种军用和民用飞机上装上导航卫星接收设备,就能为各种飞机“领航”,这些飞机就能在广阔空域甚至全球范围翱翔,并随时获得实时连续的高精度的三维位置和速度信息。显然,这对飞机着陆进场、中途导航、空中加油、空中支援、机队会合、空中侦察、目标测定、航空绘图,武器投掷和空中交通管制等受益匪浅。

导航卫星还能为空军通信、指挥和控制系统提供精确时间基准和同步坐标。在多军种协同作战中,就能为部队提供准确的空中支援和侦察、接近敌方工事、简易机场着陆、空投补给品、空降伞兵部队、准确投掷武器弹药和定点轰炸等效力。

充当航天器的“准星”在太空运行的卫星、飞船等航天器,如果也装上导航卫星接收设备,就能进行导航定位和校时,这无疑大大降低了对地面跟踪测轨和星上计算能力的要求,显著提高了实用效益。如美国“陆地卫星5号”,利用“导航星”获得的卫星位置信息,连同地球资源遥感信息一起,经太空的数据中继卫星发回地面,大大提高了遥感图像的定位精度。低轨道侦察卫星利用“导航星”进行星上自主定位,就可以排除因大气模型不准产生的测轨误差,有效地提高了对侦察目标的定位精度。航天飞机、载人飞船及航天站系统对自主导航要求很高,如两艘载人飞船对接,定位精度相当高,而“导航星”系统就是它们最理想的导航定位手段。

为洲际导弹制导飞行万里的洲际弹道导弹,如果装上导航卫星接收设备,就可在飞行中进行中途制导和末段修正,使导弹按预定弹道飞行,提高命中目标的精度。要想提高各类战术导弹的制导精度,当然也可以照此办理。如果把导航卫星接收设备装在导弹试验时的遥测弹上,就可以精确测出飞行弹道,并通过弹载发射机将数据发回地面,这对改进导弹制导和控制系统的设计大有益处。

做太空武器试验的基准由于超级大国在太空的军备竞赛日趋激烈,促使太空武器发展迅速,如激光武器、粒子束武器等。导航卫星系统将为“星球大战”计划的天基武器系统提供测速定位、太空战场的指挥与控制、全球C3I(指挥、控制、通信和情报)系统标准坐标和时间基准,从而为激光、粒子束等定向能武器的捕获、定向和跟踪提高精度的坐标位置。导航卫星系统与地面探测系统结合起来,能把来自雷达、电视图像、红外、激光和无线电探测仪等探测器的数据,变成同一坐标系的数据,为防空导弹部队打击空中“飞贼”服务,也能为反卫星等拦截武器忠实地效力。

“伽利略”导航系统卫星充当空中“警察”空中数以百计的飞机来回穿梭,可是在浩瀚的太空中,竟多次发生飞机相撞,造成机毁人亡的重大事故。如今主要用空中和海上交通管制的“交通管制卫星”,充当空中“警察”,通过用户与地球站之间的无线电信号,对空中飞机、海洋中的舰船进行位置监测和通信联系,保证飞机、舰船各走各的路,避免碰撞。

充当遇难者的“救星”由几国联合发展起来的具有定位能力的搜索营救卫星系列,也属于导航卫星系列范畴。它的任务是搜索和营救遇难的飞机和船只。它能接收并转发遇难飞机或舰船应急信标机发出的呼救信号,经地面台站处理后获得遇难者的位置信息。1982年,苏联发射的“宇宙1383号”是第一颗装有搜索营救系统的卫星,它曾帮助加拿大营救了飞机遇难者。美国已将搜索营救系统装到“诺阿”卫星上,它能实时地转发遇难信号。

未来的多用途的全球通用导航系统,将更有效地为海、陆、空、天的用户导航定位服务。

知识点静止卫星定位系统和非静止卫星定位系统

卫星定位系统是利用卫星进行无线电定位的系统,可分为静止卫星定位系统和非静止卫星定位系统两大类。静止轨道卫星定位系统一般采用有源定位方式,是由相距较远的2颗或3颗静止卫星、中心地球站及移动用户终端组成。这种系统通常在完成定位的同时,还具有一定的双向数据传输功能,适用于大范围移动车辆的调度。非静止轨道卫星定位系统一般是由中、低轨上的多颗卫星和移动用户终端构成的无线电定位系统。通常采用无源定位方式,即依靠定位接收机接收来自多颗卫星的导航定位信号进行自定位。

同类推荐
  • 飞机的故事(征服太空之路丛书)

    飞机的故事(征服太空之路丛书)

    《飞机的故事》是征服太空之路丛书之一,由刘芳编著。《飞机的故事》图文并茂,从不同角度、不同层面向你展开一幅幅美丽的太空画面,让你在学到有关太空知识的同时也能领略到独特的太空美,相信定会使你受益匪浅。现在就开始这次意义远的太空之旅吧。
  • 生态文明与美丽中国梦(全面深化改革研究书系)

    生态文明与美丽中国梦(全面深化改革研究书系)

    《生态文明与美丽中国梦》以党的十八大和十八届三中全会精神为根本指导,以习近平总书记关于生态文明建设的一系列重要讲话为科学指南,对生态文明建设的理念、内涵、本质、特征、原则、目标和途径做较为系统全面的介绍,旨在大力弘扬生态文明理念,努力提高全社会践行生态文明的自觉性,为推进生态文明建设提供理论指导和实践借鉴。
  • 新编摩托车故障检修精选280例

    新编摩托车故障检修精选280例

    本书精选目前比较流行的多款新型摩托车故障为例,详细介绍了故障的诊断思路及检查方法,分析故障产生的根源,讲解故障排除的方法,让读者分享维修实战过程,学到故障检修的经验与技巧。
  • 船舶动力装置故障诊断技术

    船舶动力装置故障诊断技术

    科技进步、经济振兴以及整个社会的发展,都取决于劳动者素质的提高和大批合格的技术人才的培养。船用柴油机、齿轮箱和传动轴系是船舶的主要动力……
  • 新编柴油车故障检修精选300例

    新编柴油车故障检修精选300例

    本书以装用柴油机的汽车在实际使用中所出现的故障实例为主体,介绍了东风、解放、斯太尔、依维柯、五十铃等系列柴油车常见故障的诊断与排除方法。内容通俗易懂,且针对性和实用性强,可供汽车驾驶员和修理工阅读,也可供大中专院校汽车专业的在校师生学习参考。
热门推荐
  • The Social Labs Revolution

    The Social Labs Revolution

    The book includes case examples of how this new methodology has proven successful over the past decade in bringing people together in many nations to make breakthroughs in solving such problems as poverty, ethnic conflict, and environmental issues.
  • 陷入游戏

    陷入游戏

    元气骑士,一款爆火游戏,在第32次元出现了体感模式,主角林海闲着无聊,就进入了游戏,故事,如此发生。本小说认真地为了搞笑而创作。
  • 林黛玉笔记

    林黛玉笔记

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 每天都是你的代表作

    每天都是你的代表作

    在这个世界上,有太多的事情是我们所难以预料的。我们不能预知未来,却可以把握现在;我们不知道生命有多长,但我们却可以按排今天的生活;我们左右不了变化无常的环境,却可以调整自己的心境。只要活着,就有希望,尽管我们可能收获成功,也可能遭遇失败,但只要每一天都地得充实,我们的人生就一定不会失色,这才是真正的人生。 生活的每一天都是一个特别的日子。每天给自己一点希望和信心;每天给自己一个目标和理想;每天付诸一份切实的行动;每天就都会获得一份精神的充实和心灵宁静。 每天早晨醒来,你都是全新而特别的,让我们伴着清晨的朝阳迎向新的挑战,让此后的每一天都成为你的代表作。
  • 祖庭指南

    祖庭指南

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 简装律师

    简装律师

    那一年苏了了26岁,上了二十多年学,终于毕业了,毕业那天,很热,她拖着一个箱子和两个麻袋,搬进了刘明媚和沈太阳的出租屋,想着人生就要走向巅峰......
  • 快穿之助攻攻略

    快穿之助攻攻略

    这是一个把乱七八糟的世界集于一身的助攻系统,恩好吧其实就是个助攻系统,带着史上最不走心的宿主,一起成长的故事........
  • 每个老师都是故事

    每个老师都是故事

    只要为孩子真心付出,就能够为自己和孩子们带来无法衡量的成长与快乐……在李镇西校长带领的成都武侯实验中学,每个教师都是一个故事,每个教师都是一位爱的传播者,“让人们因为我的存在而感到幸福”的人文精神深入到每一个武侯实验人的内心,他们与作为一校之长的李镇西在教育生活中相互砥砺与激荡,共同谱写了新教育的华章。这些真实的故事就如同一首首教育诗,为被温家宝总理所盛赞的“平民教育实践”留下了生动的教材和宝贵的资料。
  • 新父母学校:刘良华家庭教育讲演录

    新父母学校:刘良华家庭教育讲演录

    《新父母学校:刘良华家庭教育讲演录(第2版)》在大量有关家庭教育的调查研究中发现:第一,“影响学生成绩的主要因素不是学校而是家庭”。如果孩子在家庭生活中没有成为“三好孩子”(身体好、性格好、习惯好),那么,这个孩子就很可能成为学校的“差生”。如果孩子在家庭里养成了坏身体、坏性格和坏习惯,那么,无论学校的教师和校长多么能干,他们都很难改变孩子。
  • 正好是少年

    正好是少年

    一个小县城里,一群有趣的少年们在慢慢成长,这是他们的小故事。愿历尽千帆,归来仍少年。