海军导航卫星系统(Navy Navigation Satellite System)又称子午卫星系统,是美国海军利用
多普勒频移测量技术,研制并建立的具有导航与定位功能的卫星系统。20世纪60年代为北极星潜艇建立的
卫星导航系统。
20世纪60年代发展起来的低轨道
卫星导航系统。截至1994年,运行的卫星有5颗,高度1 100 km,约107 min绕地球1周,每隔35~100 min可定位1次。它的定位原理基于多普勒效应,多普勒频移转换的距离差在地面上的投影是双曲线,即船位线,多条船位线的交点即船位。由于是全天候、全球性定位,且操作简便,精度高和所有导航数据通过计算机后直接显示,使用方便,被各类船舶广泛采用。由卫星、陆上设备和用户设备所组成,其中陆上设备包括地面跟踪站、计算控制中心、注入站和标准时间站。用户只需备有专用接收机。
原名“子午卫星导航系统”,卫星导航系统的一种。由美国海军经管,1964年投入使用,1967年开放供民用,成为国际通用导航系统之一。优点是定位精度较高,航行中舰船的定位误差为±0.1-±0.2海里,停泊的船舰如使用双频道卫星导航
接收机测量,测定位误差可达±15-±45米。主要缺点是: 组网卫星只有6颗,不能达到连续的全球覆盖,因此不能连续提供导航定位数据,两次定位之间的间隔,在中纬度地区平均约需1小时; 用户的速度误差对定位精度的影响很大,1级速度误差引起约0.25海里的定位误差; 不能瞬时定位,每次定位需要10多分钟的跟踪; 不能提供三维导航数据 (经度、纬度和高度) 等。为克服这些缺点,已建立新的导航系统——
导航星全球定位系统。
1967年7月29日,美国政府宣布NNSS的部分电码解密后,它兼供民用船舶导航和陆地与海上定位。1959年9月,第一颗实验性子午卫星入轨运行,至1961年11月,美国先后发射9颗实验性子午卫星。经过几年的实验研究,解决了卫星导航的许多技术难题,于1963年12月发射了第一颗子午工作卫星。此后,陆续发射了数颗工作卫星,形成了由6颗工作卫星构成的子午卫星星座,成为世界上第一个卫星导航系统。
整个系统包括子午卫星、地面跟踪站和用户接收机三部分。6颗子午卫星分布在经差约30。的6个轨道面上,接近圆形的轨道相对于赤道面的倾角约90,高度约950~l 200千米,运行周期约107分,以保证在全球任何地点平均每隔l.5时可观测一次卫星通过。20个地面跟踪站均匀地设置在全球各地,其中4个设置在美国。接收机用户根据观测的卫星多普勒频移和计算的多普勒计数、卫星发播的广播星历和地面跟踪站事后提供的精密星历,进行导航或推求测站的地心坐标。用户接收机分单频和双频两类:前者精度较低,多用于导航;后者精度较高,多用于定位。此系统操作简便、定位迅速、精度高且可全天候作业,在
全球定位系统技术出现之前其应用十分广泛。缺点是不能连续和高动态作业。