衛(wèi)星定位

satellite positioning

定義：利用衛(wèi)星測定點(diǎn)位的技術(shù)和方法。

學(xué)科：測繪學(xué)_海洋測繪學(xué)

相關(guān)名詞：多普勒頻移 偽距 載波相位 相位差

圖片來源：視覺中國

1957年，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星，美國科學(xué)家跟蹤發(fā)現(xiàn)了多普勒頻移現(xiàn)象，并利用該原理提出衛(wèi)星定位和動(dòng)態(tài)目標(biāo)導(dǎo)航的概念，從此，人類進(jìn)入了衛(wèi)星定位和導(dǎo)航時(shí)代。1973年，美國開啟全球定位系統(tǒng)（GPS）研制，歷經(jīng)20年時(shí)間，1993年12月完成組網(wǎng)，具備了全球連續(xù)導(dǎo)航定位能力。目前，主要的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）有美國的GPS、中國的北斗系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS和歐盟的Galileo等。

導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)主要由空間段、地面段和用戶段三部分組成?？臻g段由若干個(gè)衛(wèi)星在不同的軌道上組成導(dǎo)航星座，并不斷向地面發(fā)送包含自身位置、時(shí)間等信息的信號(hào)。地面段包括主控站、監(jiān)測站和注入站等若干地面站，以及星間鏈路運(yùn)行管理設(shè)施。用戶段主要有芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品，以及終端產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。

衛(wèi)星定位是通過導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)確定地球表面或近地空間物體位置、速度和時(shí)間，其核心是利用多顆衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號(hào)，通過用戶段接收機(jī)計(jì)算信號(hào)傳播時(shí)間差或相位差，采用測量衛(wèi)星與用戶接收機(jī)之間的距離，結(jié)合已知的空間段衛(wèi)星軌道參數(shù)及已知坐標(biāo)，利用后方交會(huì)原理，實(shí)現(xiàn)用戶接收機(jī)三維坐標(biāo)的精確解算。按定位原理可分為偽距定位、載波相位定位和多普勒定位；按定位模式可分為絕對定位和相對定位；按接收機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可分為靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位。

衛(wèi)星定位精度與方式相關(guān)，民用常用偽距定位，精度數(shù)米到數(shù)十米；測繪等用載波相位定位，精度可達(dá)厘米級(jí)。影響精度的誤差源有衛(wèi)星相關(guān)、接收設(shè)備相關(guān)和信號(hào)傳播相關(guān)等。

衛(wèi)星定位技術(shù)極大地方便了人類生產(chǎn)生活中時(shí)空信息的獲取，廣泛應(yīng)用于軍事、航空航天、測繪、工程建設(shè)等各行各業(yè)，以及自動(dòng)駕駛、大眾日常出行導(dǎo)航等。

衛(wèi)星定位面臨室內(nèi)等環(huán)境信號(hào)遮擋無法定位的挑戰(zhàn)，需與室內(nèi)定位銜接；還面臨信號(hào)干擾等安全威脅，需加強(qiáng)防護(hù)。

（延伸閱讀作者：中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司正高級(jí)工程師、注冊測繪師 張冠軍）

來源：學(xué)習(xí)強(qiáng)國，全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì) 轉(zhuǎn)自：鐵路測繪