03.01 衛星導航系統的出現背景是什麼，工作原理是什麼？

有史以來如何確定自己在地球上的位置一直就是人類面臨的一大問題。對軍隊來講，這個問題就尤為重要。士兵、飛機、車輛和艦艇要知道自己在什麼位置才能確定下一步向什麼方向前進，導彈和火炮要知道自己的位置才能計算出射擊參數。彈道導彈在發射前所做的最重要準備工作就是確定自身的精確地理位置，這樣才能知道相對於目標的水平和垂直距離，從而計算出飛行彈道。因此，人類曾發明了無數方法來粗略或精確測定目身的方位。

人類進入航天時代以來，科學家開始研究用衛星來進行導航。最早的導航衛星是美國的“子午儀”,它利用多普勒效應進行工作，精度和實時性都不太好，最大的弱點是儀器太龐大，有幾百千克重，用在飛機和車輛都不合適，只能用於比較大的船隻。經過多年研究，美國和蘇聯先後研製出了新的全球導航衛星星座GPS和Glonass。

導航衛星原理並不複雜，但在工程上的實現相當困難。導航衛星在太空中沿著確定的軌道飛行。這樣，對地面上的人來說，在任何時刻任何一顆導航衛星的位置都是已知的。導航衛星上裝備了多臺高精度原子鐘，不斷地把原子鐘產生的時鐘信號調製到電磁波上，並向地面發射。地面上的人用接收機接收到信號後，就可以知道衛星是在什麼時刻發射這個信號的，進而可以計算出當時衛星的位置。由於電磁波在空間的傳播需要時間，因此接收機收到信號的時刻與衛星發射信號的時刻之間存在一個延退，把這個延遲的數值乘上電磁波的傳播速度，就可以得到這顆衛星與接收機的幾何距離。如果接收機同時得到了自己與三顆衛星的距離，就可以計算出自己在地球表面上的位置(經度和緯度)。如果得到自己與四顆衛星的距離，不但可以計算出經緯度，還能計算出高度。

更多內容詳見《兵器》雜誌2002年第12期。