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| 測地衛星 |
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中文名： 測地衛星 屬性： 人造衛星 |
測地衛星是一種專門用於大地測量的人造地球衛星。測地衛星用於測定地面點位坐標、地球形體和地球引力場參數，屬衛星測地系統的空間部分，可作為地面觀測設備的觀測目標或定位基準。測地衛星依衛星上是否載有專用測地系統分為主動測地衛星和被動測地衛星。[1]
基本信息
專門用於大地測量的人造衛星。測地衛星用於測定地面點位坐標、地球形體和地球引力場參數，屬衛星測地系統的空間部分，可作為地面觀測設備的觀測目標或定位基準。其他類型的人造地球衛星也可用於測地研究，但是精確地測地需要使用專門的測地衛星。測地衛星為大地測量學的發展開闢了新的前景，促成空間大地測量學這一新的學科分支。測地衛星的主要優點是：①提拱了在全球範圍內進行大地聯測的全球統一地心坐標系；②人造衛星軌道運動反映了地球引力場的各種攝動，通過長期觀測就可精確測定地球引力場參數；③用衛星進行大地聯測，基線可以長達數千公里，兩點間不受視距限制，因此控制點位的定位精度比常規大地測量網的精度高一個數量級；④測地衛星還可用來測量平均海平面高度的變化，研究地殼運動和大陸漂移，並能預測地震和海嘯等。
分類測地衛星依衛星上是否載有專用測地系統分為主動測地衛星和被動測地衛星。除氣球衛星屬被動測地衛星外，其他各類測地衛星大多是主動測地衛星。依測地任務和方法可分為幾何學測地衛星和動力學測地衛星。幾何學測地是把衛星作為地面各個觀測站的中間控制點，通過同步觀測和空間三角測量按照統一的全球測地數據，進行跨洲跨洋的全球大地聯測，建立高精度的全球大地控制點網；或者把衛星作為定位基準，確定控制點位的精確坐標、地球形狀和大小。動力學測地是利用已知衛星軌道參數或衛星瞬時坐標，根據軌道攝動理論獲得地球引力場參數，定出觀測站點位的地心坐標。
技術特點
測地衛星在軌道、控制和結構設計方面都有一些特點。
①軌道：一般採用一千公里到數千公里的近圓形極軌道。動力學測地衛星採用一組具有不同傾角的軌道。軌道太高對多普勒測速、激光和無線電測距不利。採用不同傾角的軌道可獲得全球性引力場異常及其變化數據，從而提高對地球引力場參數和地球形體的測定精度。裝有多普勒信標機等多種測地設備的測地衛星，軌道高度為1000～2000公里範圍;以雷達應答機為主要手段的「西可爾」號衛星的軌道高度為1000～4000公里；氣球測地衛星和激光測地衛星的軌道高度為4000～6000公里。
②控制：測地衛星對姿態控制的要求不高或沒有要求，一般採用被動式重力梯度穩定和自旋穩定。
③結構:測地衛星外形一般選擇球形,藉以降低對控制的要求，使大氣阻力等攝動的計算變得簡單準確。測地衛星外表面的金屬材料須經過光亮陽極化處理，非金屬材料則須薄膜真空鍍鋁，以便能反射陽光和電波。
專用系統測地衛星的專用系統有以下幾種類型：由多個閃光燈組成的光信標燈，作為地球觀測站進行空間三角測量的觀測目標；由多塊光學玻璃組成的激光反射器，作為地面激光測距系統的空間目標；由高穩定度晶體振盪器和多個發射機組成的多普勒信標機，供地面多普勒測速定位。其他測地設備有雷達應答機（用於測距和測速）和雷達測高儀（用於測量衛星到海面高度）等。
主要衛星系列
60年代初，人們觀測人造衛星的運動，推算出地球扁率，利用衛星測定觀測站坐標，計算地球重力場，取得較大成果，此後美、蘇、法等國相繼發射了專用的測地衛星。
①「安娜」號衛星:美國第一代測地衛星,1962年10月發射的「安娜」1B號是第一顆專用測地衛星,重162公斤。衛星上裝有閃光燈、多普勒信標機和雷達應答機。兩對8152坎（8000燭光）的閃光燈由地面遙控指令啟動閃光，每晝夜發20組閃光信號，每組閃光5次,供地面觀測站拍攝。
②「西可爾」號衛星系列:美國實用型測地衛星,共13顆,重18～20公斤,利用衛星裝載的雷達應答機和測地系統進行空間三角大地測量。應答機上行頻率為 422兆赫,下行頻率449兆赫。測定重點目標的點位精度為10～15米。
③「測地衛星」：美國的全球測地衛星系列。1965年11月到1975年4月共發射3顆,每顆重175～340公斤,採用重力梯度穩定。衛星有多種測地手段，在全球範圍內對陸地和海洋進行幾何學和動力學大地測量。衛星上裝有光信標燈、激光反射器、信標機、「西可爾」應答機、「戈達德」測距測速應答機和雷達測高儀等設備，能進行多功能高精度測地。點位精度優於10米，大地水準面測量精度±1米。
④「激光地球動力學衛星」：見"激光地球動力學衛星"。
法國的測地衛星有1966年發射的「調音」號，1967年發射的「王冠」號，1970年發射的「佩奧利」號和1975年發射的「激光測地衛星」等，進行歐非兩塊大陸的聯測，並參加全球測地計劃。蘇聯也發射了多顆類似的測地衛星，混編在"宇宙"號衛星系列中。