“子午儀”號導航衛星
正文
美國低軌道導航衛星系列,又稱海軍導航衛星系統,英文縮寫為NNSS。這一系列衛星的主要功用是:為核潛艇和各類海面艦船等提供高精度斷續的二維定位,用於海上石油勘探和海洋調查定位、陸地用戶定位和大地測量(測定極移、地球形狀和重力場)等。從 1960年4月到80年代初共發射30多顆。第一顆是“子午儀”1B號,用來對導航衛星方案及其關鍵技術進行試驗鑑定,並驗證雙頻都卜勒測速定位導航原理,結果證明衛星導航可行。1963年12月發射第一顆實用導航衛星“子午儀”5B-2號;1964年 6月發射第一顆定型導航衛星“子午儀”5C-1號,並交付海軍使用;1967年7月“子午儀”號導航衛星組網實用並允許民用。1972年開始執行“子午儀”改進計畫(TIP),共發射3顆衛星,主要試驗擾動補償系統,對大氣阻力和太陽輻射壓力等引起的軌道攝動作實時補償,大大提高了軌道預報精度,故稱無阻力衛星。1981年5月發射經過改進的實用型“子午儀”號衛星,改名為“新星”號(NOVA)。 “子午儀”號衛星取高度約 1千公里的近圓極軌道,採用雙頻都卜勒測速導航體制,使用這樣的低軌道是為了避免都卜勒效應減弱。由軌道面均勻分開的4~5顆衛星組成圍繞地球的空間導航網(導航星座),可使全球任何地方的導航用戶能在平均每隔 1.5小時左右利用衛星定位一次。實用型“子午儀”號衛星採用重力梯度穩定,使天線對地定向。衛星上裝有磁力姿態控制系統,使衛星重力桿捕獲當地重力垂線,桿端阻尼球用來阻尼天平動,定向精度可達3°~5°。“新星”號等改進型衛星在俯仰方向上還安裝了偏置動量輪進行偏航控制,重力桿改用“剪刀形”結構,三軸姿態控制的精度優於3°。“子午儀”號導航衛星的專用設備有:晶體振盪器,頻率為4.9996兆赫,頻率穩定度長期為5×10-10,短期可達1×10-12;導航電文存貯器,總容量為24823比特(改進型衛星達525312比特);遙控接收機,它把地面注入站發來的導航電文送給存貯器,每12小時注入一次,注入速率為2500比特/秒;發射導航信號的雙頻發射機,其相干頻率為149.988兆赫和399.968兆赫,播發速率為6103比特/2分,輸出功率 1.5瓦;定向天線輻射功率分別為0.75和1.25瓦。“子午儀”號導航衛星軌道參數預報的相對精度優於5米,絕對精度優於10米,導航定位精度一般為20~50米。