卫星测控技术原理与应用10/19/242卫星测控系统的技术现状和作用1GPS系统导航定位工作原理2主要内容航天统一测控网组成及功能331.卫星测控系统的技术现状和作用1.1.概述航空航天活动范围的分界线，一般以距离地面100km（大气层外）为界。广义的测控与通信系统是航天技术的大系统之一，包括航天器本体中的测控通信分机和地面通讯设备。测控（TT&C,Tracking,TelemetryandCommand）包括三部分：跟踪、遥测和命令。41）跟踪跟踪指利用航天器上信标机发出的高频谱纯度、高频率稳定度载波到达地球上跟踪站后变为平面波，跟踪站检测出电磁波来波取向和地面站天线主波束电轴指向角的偏差，伺服系统利用此偏差随时校正，消除偏差，而达到天线主波束实时对准不断运动着的航天器的目的。利用天线座方位轴(A)和俯仰轴(E)上的光学码盘，可随时给出天线束的指向角(A,E)。测距R：由地面站发射出一个高频率稳定度和高频谱纯度的正弦副载波（称为测距侧音），发射到航天器后，再转发回来和原来地面发出的侧音比较相位差，可计算出航天器和地面站之间的距离。根据得到的(A,E,R,,t)即可确定航天器在三维空间中的瞬时位置。对于惯性目标，跟踪足够长弧段后，可预测外推未来轨道。1.卫星测控系统的技术现状和作用51.卫星测控系统的技术现状和作用2）遥测用传感器测量航天器内部各个工程分系统、航天器的姿态、外部空间环境和有效载荷的工作状况，用无线电技术，将这些参数传到地面站，供地面的科研人员进行分析研究，用来判断航天器的工作状况。遥测是一种用来监督、检查航天器上天后工作状况的唯一手段，也是判断故障部位、原因的唯一措施。61.卫星测控系统的技术现状和作用3）遥控通过对遥测参数、姿态和轨道参数的研究和分析，发现航天器的轨道、姿态、某个工程分系统或有效载荷工作状况异常或出现故障，判断出故障部位和做出决策，向卫星发出有关命令，修正轨道和姿态，调整分系统和有效载荷的运行参数，甚至切换备份或部件。遥控指令动作的结果，再通过遥测信道传到地面站进行回报证实。遥测和遥控两种技术综合起来构成一种保证航天器正常运行，增加可靠性，延长寿命的重要闭环手段。71.卫星测控系统的技术现状和作用1.2卫星测控特点卫星测控特点多路传输涉及科学技术领域的广泛性精确性和可靠性信息的多样性和数据处理的复杂性82.GPS系统导航定位技术2.1GPS导航定位系统的组成和功能全球定位系统GPS（GlobalPositioningSystem）整个星座由6条轨道上均匀分布的24颗导航星组成全球卫星覆盖网，轨道倾角为55°，轨道高度为20183km，周期1小时58分。这样全球任何地点的用户在任何时间都能看到24颗卫星中的6颗以上的卫星，而且其接收的仰角均大于5°以上。最初应用于军事领域，是美军71年代初“子午仪卫星导航定位”技术上发展起来的，具有全球性，全能性（陆地，海洋，航空），全天候优势。92.GPS系统导航定位技术2.1GPS导航定位系统的组成和功能1.空间部分(导航卫星).空间部分使用24颗(其中3颗卫星为备用)高度为20183km的导航卫星组成卫星星座.2.地面站.地面站包括一个主控站、四个监测站和一个注入站。3.用户设备.导航卫星采用无源工作方式，凡是有GPS接收设备的用户都可以使用GPS系统。用户设备包括全向圆极化天线、接收机、微处理器等，有时也统称GPS接收机。102.GPS系统导航定位技术2.2GPS系统导航定位的工作原理根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。为了求得GPS终端的位置（x,y,z），需要先获得两组数据：1）GPS终端到各个卫星之间的距离：r1,r2,r32）各个卫星的位置：Xn,Yn,Zn1222212222122221[(1)(1)(1)]2[(2)(2)(2)]3[(3)(3)(3)]rXxYyZzrXxYyZzrXxYyZz112.GPS系统导航定位技术2.2GPS系统导航定位的工作原理由于全球定位系统采用了单程测距原理，所以要准确地测定卫星至观测站的距离，就必须使卫星钟与用户接收机钟保持严格同步。但在实践中这是难以实现的。站在卫星角度：知道信号什么时间发射出去的，但是不知道信号是什么时间到达接收机的；站在接收机角度：知道信号...
