卫星现况报告.docx

湯家明 土木四衛星定位測量概論報告GPS 、GLONASS、Galileo system、北斗 - 現況美國-全球衛星定位系統（GPS）一、GPS系統組成分為三個階段﹕一是空間衛星部分，二是地面監控部分，三是用戶設備部分。圖1即為GPS系統組成示意圖。1.空間衛星部分圖1　GPS衛星分布圖GPS系統的太空部分係針對運行的衛星本體而言，系統分布如表1所示。目前由27顆衛星組成，圖1為GPS衛星分布圖，其中24顆為操作衛星，3顆為備用衛星。27顆衛星分布於6個軌道面上，衛星軌道相對於地球赤道面的傾角為55°，每個軌道面上分布至少有4顆衛星，各軌道平面升交點的赤經60°，衛星軌道高度為20200公里，衛星每繞行地球一週約11時58分，衛星軌道的分布情形如圖1所示。這樣的分布可以使全球各地在任何時刻都可以同時觀測到至少4顆以上的衛星，以利實施三度空間的定位測量，也是目前全世界最完善的全球定位測量衛星系統。表1　GPS空間衛星系統分布2.地面監控部分GPS衛星進入軌道運行之後，衛星的健康狀況，及衛星上各種設備是否正常運作，以及衛星是否依據預定軌道運行，都需要由地面設備進行監測與控制。地面監控分布如下(如圖2所示)：?地面監控部分1座主控制站?1座備用主控制站?4座地面天線?6座監視站圖2　地面監控部分示意圖3.用戶設備部分用戶設備部分指的是能夠接收GPS衛星訊號及資料處理之接收儀。由於GPS用途相當廣泛，使用者部分可依目的之不同而有不同功能、精度的接收儀及應用對象而有所不同的特性。如依用途性質而言，接收儀可分軍用及民用兩種，兩種之差異主要在漁民用接收儀無法解釋軍用碼。二、GPS現代化時程整理如下表所示：2、俄羅斯全球導航衛星系統(GLONASS)簡介﹕全球導航衛星系統(GLObal NAvigation Satellite System，GLONASS)為俄羅斯於前蘇聯時代所發展的衛星導航系統，另稱為Uragan衛星。基於前蘇聯第一代衛星導航系統CICADA的基礎，吸收美國GPS系統的部分經驗。它是第二個獨立軍民兩用全球導航衛星系統。GLONASS衛星系統基本上一直處於降效運行狀態，俄羅斯目前正在著手GLONASS系統現代化的工作。GLONASS空間衛星部分﹕　圖3 GLONASS空間衛星示意圖GLONASS系統的太空部分係針對運行的衛星本體而言，系統分布如下表所示。目前係由24顆衛星組成，其中21顆為操作衛星，3顆為備用衛星。24顆衛星分布於3個軌道面上，衛星軌道與相對於地球赤道面的傾角為64.8°，每個軌道面上分布至少有8顆衛星，各軌道平面升交點的赤經120°，衛星軌道高度為19100公里，衛星每繞行地球一週約12時分，衛星軌道的分布情形如圖3所示。　GLONASS空間衛星系統分布3、全球導航衛星系統(GNSS)簡介﹕提到衛星定位導航系統，人們就會想到GPS，但是現在，伴隨著眾多衛星定位導航系統的興起，全球衛星定位導航系統有了一個全新的稱呼：GNSS(Global Navigation Satellite System)。目前運作中的全球導航衛星系統(GNSS)包含美國的GPS、俄羅斯的GLONASS，而歐盟的CALILEO衛星導航系統預計於2013年後全功能正式運作。圖4為GNSS任務發展圖。圖4　GNSS任務發展圖一、GNSS-2衛星計畫－Galoleo(1999-2008)：歐盟發展的必威体育精装版導航衛星，可獨立於美俄兩系統之外，並可與 GPS 和GLONASS同時提供高精度的導航定位服務。二、未來發展﹕?2015年後，GNSS將會有包含GPSⅢ、GLONASS、GALILEO三個系統的84顆衛星。?採用多個頻率：L1、L2、L3、L5、E1、E5a、E5b、E6。目前GNSS系統組成?GNSS＝GPS＋GLONASS＋INMARSAT＋GAIT＋RAIM?INMARSAT：海事移動衛星系統。?GAIT：地面增強和完好性監視系統。?RAIM：機載獨立完善監控系統。三、GNSS雙系統精密測量定位﹕潛在優勢?利用三頻觀測量，可以改進長基線計算的精度與效率，且增加決定週波未定值之效率，並減少RTK動態定位的初始化時間。?增加衛星數目與頻率數目，可以使靜態或是動態定位成果的精度及可靠度提昇。?透過國際追蹤站的聯測，可獲得更高精度的GNSS軌道及衛星時錶資訊，提昇對系統誤差影響之估計精度。4、中國北斗衛星(Beiduo)?中共自行研製開發的區域性衛星定位及通信系統(CNSS)，是繼美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的GLONASS之後，第三個可運作的衛星導航系統。?現今的5顆衛星僅用於中國大陸及周邊地區導航與軍事用途，籌備中「北斗二號」建構完成，即可覆蓋全球。北斗系列衛星發射時程如表2所示。一、北斗系統組成﹕?衛星部分：兩