[科普中國(guó)]-單星定位制

單星定位制（Single star system）是指只靠一顆導(dǎo)航星時(shí)同時(shí)或順時(shí)序方法測(cè)出2~3個(gè)導(dǎo)航定位參數(shù)以確定用戶(hù)位置的定位方案。

簡(jiǎn)介單星定位制（Single star system）是指只靠一顆導(dǎo)航星時(shí)同時(shí)或順時(shí)序方法測(cè)出2~3個(gè)導(dǎo)航定位參數(shù)以確定用戶(hù)位置的定位方案。用一顆相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)航星測(cè)定用戶(hù)位置理論上可以有3種方法:

（1）測(cè)角定位法:導(dǎo)航星上裝備兩副正交扇面波束天線，用戶(hù)收到兩天線掃過(guò)自己時(shí)的信號(hào),和參考平面信號(hào)相比較得出兩個(gè)角度，即兩個(gè)和應(yīng)定位面，再和已知地球相交，從而確定用戶(hù)位置。

(2)測(cè)距定位法:利用一顆導(dǎo)航星運(yùn)動(dòng)中的3個(gè)位置S1、S2和S3;測(cè)出到用戶(hù)的3個(gè)距離r1、r2和r3以解算出用戶(hù)位置的方法。

(3)距離差定位法:利用-顆導(dǎo)航星運(yùn)動(dòng)中的4個(gè)位置S1、S2、S3和S4測(cè)出全用戶(hù)3個(gè)位置差r1-r2, r2-r3, r3-r4，用以解算出用戶(hù)位置的方法。

在單尾定位諸方法中,實(shí)際上付諸實(shí)施，而且得到廣泛應(yīng)用的是采用測(cè)距離差的定位法，如美國(guó)的“子午儀”導(dǎo)航系統(tǒng)采用的是多普勒定位法。因直接測(cè)量出瞬時(shí)多普勒頻移很困難，故改用測(cè)量一定時(shí)間間隔內(nèi)(通常為兩分鐘)的多普勒周數(shù)，即兩分鐘內(nèi)導(dǎo)航星至用戶(hù)距離的變化率的積分，由多普勒計(jì)數(shù)來(lái)算出從兩分鐘間隔開(kāi)始全終了時(shí)導(dǎo)航吊全用戶(hù)的距離差，一個(gè)距離差即可定出以T星的兩位置為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)雙曲面，由3個(gè)兩分鐘的多普勒計(jì)數(shù)得出3個(gè)雙曲面相交于一點(diǎn),以確定用戶(hù)位置。這種定位方式的優(yōu)點(diǎn)在于它是一種無(wú)源定位，而且用戶(hù)能自己定位;但定位時(shí)間長(zhǎng)，定位精度不高，定位問(wèn)隔長(zhǎng)。20世紀(jì)90年代以前雖在航海和陸地上得到廣泛采用，但在“全球定位系統(tǒng)”（GPS)出現(xiàn)后，已被GPS所取代1。

電子偵察衛(wèi)星電子偵察衛(wèi)星又稱(chēng)電磁探測(cè)衛(wèi)星，是保密級(jí)別最高的衛(wèi)星，也是獲取電子情報(bào)的重要手段，尤其在快速作戰(zhàn)決策方面，更是有其獨(dú)特的作用。由于電子偵察衛(wèi)星可以不受地域或天氣條件的限制，大范圍、連續(xù)性地長(zhǎng)期監(jiān)視和跟蹤敵方雷達(dá)、通信等系統(tǒng)的傳輸信號(hào)，從而及時(shí)獲得其軍用電子系統(tǒng)的性質(zhì)、位置和活動(dòng)情況以及新武器試驗(yàn)和裝備信息，了解敵方軍隊(duì)的調(diào)動(dòng)、部署及戰(zhàn)略意圖，所以它已成為當(dāng)代情報(bào)偵察中必不可少的手段。

電子偵察衛(wèi)星可分為普查型和詳查型兩種。

普查型的掃描范圍可達(dá)2000km左右。該種衛(wèi)星能監(jiān)視大面積地區(qū)，測(cè)定輻射源的位置和粗略地測(cè)定電磁信號(hào)的工作頻段等參數(shù)。詳查型衛(wèi)星能全面測(cè)量電磁信號(hào)的各種參數(shù)，測(cè)定輻射源的位置。

電子偵察衛(wèi)星依據(jù)軌道高度可分為低軌電子偵察衛(wèi)星和高軌電子偵察衛(wèi)星，其中低軌衛(wèi)星比照相偵察衛(wèi)星軌道要高，通常離地面500km左右。靜止軌道電子偵察衛(wèi)星所接收的地面信號(hào)是低軌衛(wèi)星的1/5100左右，所以必須采用高靈敏度的大型接收天線，故又稱(chēng)其為“大天線傘”。電子偵察衛(wèi)星的軌道為圓形或近圓形，為了增大對(duì)地球的監(jiān)視區(qū)域、減少阻力、延長(zhǎng)壽命并兼顧定位精度的需要，其軌道平面的傾角都較大，軌道高度大多在300~ 600km，有的高達(dá)1400km,也有的部署在地球同步軌道上。衛(wèi)星軌道高度的選擇主要取決于其所擔(dān)負(fù)的特定任務(wù)和星上設(shè)備的性能。

電子偵察衛(wèi)星依其功能側(cè)重的區(qū)別，可分為破譯信息內(nèi)容的通信情報(bào)偵察衛(wèi)星與了解通信、雷達(dá)信號(hào)電子參數(shù)的電子情報(bào)偵察衛(wèi)星。電子偵察衛(wèi)星按照定位方法可分為單星定位制電子偵察一衛(wèi)星和多星定位制電子偵察衛(wèi)星1。

發(fā)展趨勢(shì)(1)電子偵察衛(wèi)星部署從低高度向中高度以及靜止軌道發(fā)展，由單星工作向多星組網(wǎng)發(fā)展。衛(wèi)星部署得越高，地面覆蓋面就越廣。電子偵察衛(wèi)星特別是具有對(duì)遙測(cè)信號(hào)和通信信號(hào)監(jiān)聽(tīng)任務(wù)的衛(wèi)星，向靜止軌道發(fā)展，這樣只要使用3顆衛(wèi)星即可覆蓋全球，如能與中繼衛(wèi)星配合，可以大大提高監(jiān)視電子目標(biāo)的實(shí)時(shí)性；

(2)信息處理從地面向星上發(fā)展。若想取得戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)，必須對(duì)來(lái)自空間的信息準(zhǔn)確及時(shí)地吸收和利用，盡量減少觀察、判斷、決策和行動(dòng)回路的時(shí)間，對(duì)衛(wèi)星的自主性和星上處理提出了要求。隨著大規(guī)模集成和微處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，星，上終端設(shè)備將擔(dān)負(fù)起愈來(lái)愈多的信息處理任務(wù)，衛(wèi)星只需把處理結(jié)果發(fā)送回地面。星上處理能力的加強(qiáng)，尤其是智能處理技術(shù)的應(yīng)用，將為今后戰(zhàn)場(chǎng)直接使用衛(wèi)星傳輸?shù)男畔⒋蛳禄A(chǔ)；

(3)衛(wèi)星任務(wù)從單一-型向綜合型方向發(fā)展，生存能力從無(wú)抗毀能力向自衛(wèi)防御發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多源信息數(shù)據(jù)融合智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，發(fā)展綜合型偵查衛(wèi)星更有利于提高情報(bào)的質(zhì)量，減少空間費(fèi)用的投入。在現(xiàn)代電子戰(zhàn)中，只提高衛(wèi)星的工作能力是遠(yuǎn)不夠的，還須有一套自我防衛(wèi)措施；

(4)航天力量由支持戰(zhàn)略任務(wù)向戰(zhàn)術(shù)任務(wù)應(yīng)用轉(zhuǎn)變。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后，前蘇聯(lián)解體，冷戰(zhàn)結(jié)束。美國(guó)的軍事戰(zhàn)略由原來(lái)的“核威懾”轉(zhuǎn)變?yōu)椤按蜈A局部戰(zhàn)爭(zhēng)”，軍用衛(wèi)星由支持戰(zhàn)略任務(wù)向戰(zhàn)術(shù)任務(wù)應(yīng)用轉(zhuǎn)變，把衛(wèi)星信息的運(yùn)用范圍從高層指揮機(jī)關(guān)、司令部，普及到一般的戰(zhàn)場(chǎng)指揮員、武器裝備和單個(gè)士兵；

(5)電子偵察衛(wèi)星發(fā)展呈現(xiàn)出多極化趨勢(shì)。多年來(lái)，衛(wèi)星軍事偵察領(lǐng)域一直被美俄兩個(gè)空間大國(guó)所壟斷。冷戰(zhàn)結(jié)束后，許多國(guó)家的軍事航天戰(zhàn)略都有所調(diào)整，多極化政治格局的形成己使許多國(guó)家認(rèn)識(shí)到控制空間的重要性。電子偵察優(yōu)勢(shì)使美國(guó)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中掌握主動(dòng)并占據(jù)優(yōu)勢(shì)，這激勵(lì)了不少?lài)?guó)家(如法國(guó)、英國(guó)、日本)努力發(fā)展和建立自己獨(dú)立的空間電子偵察能力，希望擁有電子偵察能力以實(shí)現(xiàn)綜合偵察能力的提高2。

電子偵察衛(wèi)星電子偵察衛(wèi)星與照相偵察衛(wèi)星一樣，也可分為普查型和詳查型兩種。

1.普查型

普查型的掃描范圍可達(dá)2000千米左右。電子偵察衛(wèi)星按照定位方法可分為單星定位制電子偵察衛(wèi)星和多星定位制電子偵察衛(wèi)星。按偵察對(duì)象可分為偵察雷達(dá)和遙控、遙測(cè)信號(hào)的電子情報(bào)型衛(wèi)星和竊聽(tīng)通信的通信情報(bào)型衛(wèi)星。電子偵察衛(wèi)星有實(shí)時(shí)的自身定位能力。

2.詳查型

為了保證較高的定位精度，單星定位時(shí)，要求對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行精確控制。多星定位時(shí)，則需采用軌道控制系統(tǒng)，嚴(yán)格保持衛(wèi)星之間的相對(duì)位置。電子偵察衛(wèi)星的軌道一般要比照相偵察衛(wèi)星高。電子偵察衛(wèi)星的軌道為圓形或近圓形，為了增大對(duì)地球的監(jiān)視地區(qū)、減少阻力、延長(zhǎng)壽命并兼顧定位精度的需要，其軌道平面的傾角都較大，軌道高度大都在300千米~600千米，有的高達(dá)1400千米。有的部署在地球同步軌道上。衛(wèi)星軌道高度的選擇主要取決于其所擔(dān)負(fù)的特定任務(wù)和星上設(shè)備的性能3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

杜強(qiáng) - 高級(jí)工程師 - 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所