自从1957年10月4日前苏联发射成功世界第一颗人造地球卫星至今,人类已把5000多个形形色色的航天器送上了太空,其中发射数量最多、用途最广的航天器就是人造地球卫星了。
人造卫星按用途来分主要有三类,即科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。
科学卫星主要用于科学研究方面的探测,现有空间物理探测卫星和天文卫星两种。由于它们就像是插了翅膀在天空遨游的科学观测站,摆脱了地球大气和地形对观测的影响,图像的清晰度、分辨力和观测范围都大大的高于地面观测。科学家可通过各种探测器了解地球磁场、电离层、带电粒子、中性粒子等地球空间物理特性,对于地球科学研究和发展空间技术都起着极为重要的作用。
天文卫星的问世,开辟了全波段天文观测的新时代,使天文学产生了第三次革命性飞跃。
在卫星家族中,技术试验卫星是发展航天技术的“开路先锋”,主要用于在太空试验新技术、新原理、新方案、新设备和新材料。
1957年11月3日载有小狗“莱伊卡”上天的前苏联人造地球卫星2号是世界第一颗生物试验卫星。1993年底升空的美国“先进通信技术卫星”,在太空试验了多波束天线、Ka频段通信和星间链路等新技术,它们对当代卫星通信技术有较大的促进,大名鼎鼎的“铱星”就采用了其中的一些新技术。
由于应用卫星直接为国计民生服务,因而其品种和数量最多,使用范围最广,效益也最高。
现在,应用卫星有通信卫星、导航卫星和遥感卫星三种。
我们知道,在微波通信系统中,中继站架设的越高,站与站之间的可视距离就越长,因而中继站的数量就越少。通信卫星则相当于一个放在太空的微波中继站,所以其直线可视范围很大。一般的通信卫星是运行在约.3.6万千米高的地球静止轨道,能覆盖地球的1/3,在地球静止轨道只需等间隔地放置3颗通讯卫星,便可实现全球通信。
因此,它具有一系列优越性。
通信卫星已使现代通信技术焕然一新。现在,全世界有200多个国家和地区正在使用地球静止轨道通信卫星,提供80%的洲际通信和10%的国际电视转播,并开通了部分国内或区域卫星通信和电视广播业务。卫星数字移动通讯、和卫星数字电视直播等已成为新兴产业,它们向光纤通信和有线电视发起了挑战。
近年兴起的中低轨道卫星移动通信系统,克服了地球静止轨道通信卫星存在的信号传输衰减大、延时长等一些先天不足,使全球个人通信的梦想成为了现实,由6颗卫星组成的“铱星”星座和由48颗卫星组成的“全球星”星座就是其典型的代表。导航卫星它现已发展了两代,目前世界主要使用的导航卫星是美国“全球定位系统”,简称GPS。其空间部分由21颗工作卫星和3颗备份卫星组成。在地球的任何地方和任一时刻都能同时观测到4颗以上的GPS卫星,使用GPS接收机的用户通过接收至少4颗GPS卫星发送的信号,便能根据导航电文提供的有关参数,计算出接收机到每颗GPS卫星的距离,然后利用测距交会方法计算出接收机所在地点的位置,精度达几米。
用GPS可不受气象条件和航行距离的限制,进行高精度、全天候、全天时、全球性和小终端的导航空位,用途遍及人类活动的每一个角落。 在1998我国抗洪救灾中,用GPS能察觉到江堤2~3厘米的水平位移,武 汉市多次用GPS了解和观察各段的堤防险情。在我国50周年国庆阅兵和群众游行队伍方阵游行中,采用了GPS技术控制游行队伍方阵间隔和进行速度。GPS技术还促进了许多传统技术的发展与突破,产生了许多新的技术学科和应用领域,如GPS大地测量学、精确农业等。该技术现已成为多领域、多模式和多用途的国际性高技术产业。
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