衛星大地測量
衛星大地測量 |
![]() |
衛星大地測量(satellite geodetic surveying)是利用人造地球衛星進行地面點定位以及測定地球形狀、大小和地球重力場的工作。衛星大地測量始於1957年人造地球衛星的出現,並獲得迅速發展。經典衛星大地測量學着重研究地球幾何形狀、定向及其變化,並在實際應用中關注在地球表面上點的定位、重力及其變化。而現代衛星大地測量則不僅僅能在地表上長時間高精度定位,而且它已遠遠超過原來經典的目標,已經涉及多種學科領域,可以提供和處理涉及地球動力學、海洋學、板塊運動學等學科所需的信息,提供多種學科領域長期以來很難取得的數值。
目錄
簡介
衛星大地測量在原理上分為幾何法和動力法。
幾何法 幾何法以衛星作為觀測目標,由幾個地面站同步觀測,按空間三角測量方法求出這些站的相對位置。原理如圖,由地面上A、B兩站同步觀測至衛星S1的空間方向AS1和BS1,在另一時刻同步觀測至衛星S2的空間方向AS2、BS2,則由平面ABS1和ABS2的交線可確定A、B間弦方向AB。在其他站重複上述的觀測過程,可得出各測站間的弦方向所構成的空間三角網。由地面測量方法測定A、B兩站間距離,或用激光測距方法測定地面站至衛星的距離,可推算各測站之間的相對位置。60年代很多國家曾用幾何建立空間三角網和地面三角網的洲際聯測。
動力法 動力法根據衛星軌道受攝動力的運動規律,利用地面站對衛星的觀測數據,同時計算衛星軌道根數、地球引力場參數和地面觀測站地心坐標。按開普勒的行星運動規律,衛星是在以地球中心為一個焦點的橢圓軌道上運動。這個橢圓軌道由6個軌道根數來確定。
逐次趨近
地球的質量分布極不均勻,形狀不規則,衛星除受地球不規則引力場的攝動外,還受大氣阻力、日月引力、太陽光壓和地球潮汐等攝動力的作用,衛星軌道不是一個不變的橢圓,其形狀、大小和在空間的位置都在不斷地變化。根據各觀測站對多顆不同軌道衛星的觀測數據,可推算出衛星軌道根數、地面站地心坐標和地球引力場參數。由於解算中含較多的待定參數,通常採用逐次趨近的方法求解。
評價
衛星觀測方法 觀測衛星的方法有衛星照相觀測、衛星激光測距、衛星多普勒頻移測量定位、衛星雷達測高等。
衛星照相觀測 衛星照相觀測是在地面站上,以恆星為背景,拍攝衛星發出的閃光或衛星反射的太陽光,根據底片上衛星和恆星影像的位置以及拍攝時刻,經過底片處理和歸算,可求出拍攝瞬間衛星所在的空間方向。現已很少使用。
衛星激光測距 衛星激光測距是由安置在地面站的激光測距儀向衛星發射激光脈衝,並接收由衛星反射鏡反射回來的脈衝,測量脈衝往返傳播時間,從而計算測站至衛星的距離。
衛星多普勒頻移測量定位 衛星多普勒頻移測量定位的基本原理是以多普勒效應為基礎。裝在衛星上的無線電發射機連續發射電磁波信號,地面站上的多普勒接收機,接收衛星通過時所發射的電磁波信號,並將觀測到的多普勒頻移個數記錄下來,利用多普勒定位基本關係式可推求出衛星位置或地面站位置。
衛星雷達測高 衛星雷達測高是由星載雷達測高儀向海洋表面垂直發射電脈衝,並接收由海洋表面反射回的信號,計時系統記錄脈衝往返的時間,據此求衛星至瞬時海洋表面的垂直距離。[1]