测地卫星（用于大地测量的人造地球卫星）

正文

专门用于大地测量的人造地球卫星。测地卫星用于测定地面点位坐标、地球形体和地球引力场参数，属卫星测地系统的空间部分，可作为地面观测设备的观测目标或定位基准。其他类型的人造地球卫星也可用于测地研究，但是精确地测地需要使用专门的测地卫星。测地卫星为大地测量学的发展开辟了新的前景，促成空间大地测量学这一新的学科分支。测地卫星的主要优点是：①提拱了在全球范围内进行大地联测的全球统一地心坐标系；②人造卫星轨道运动反映了地球引力场的各种摄动，通过长期观测就可精确测定地球引力场参数；③用卫星进行大地联测，基线可以长达数千公里，两点间不受视距限制，因此控制点位的定位精度比常规大地测量网的精度高一个数量级；④测地卫星还可用来测量平均海平面高度的变化，研究地壳运动和大陆漂移，并能预测地震和海啸等。

分类 　测地卫星依卫星上是否载有专用测地系统分为主动测地卫星和被动测地卫星。除气球卫星属被动测地卫星外，其他各类测地卫星大多是主动测地卫星。依测地任务和方法可分为几何学测地卫星和动力学测地卫星。几何学测地是把卫星作为地面各个观测站的中间控制点，通过同步观测和空间三角测量按照统一的全球测地数据，进行跨洲跨洋的全球大地联测，建立高精度的全球大地控制点网；或者把卫星作为定位基准，确定控制点位的精确坐标、地球形状和大小。动力学测地是利用已知卫星轨道参数或卫星瞬时坐标，根据轨道摄动理论获得地球引力场参数，定出观测站点位的地心坐标。

技术特点 　测地卫星在轨道、控制和结构设计方面都有一些特点。

①轨道：一般采用一千公里到数千公里的近圆形极轨道。动力学测地卫星采用一组具有不同倾角的轨道。轨道太高对多普勒测速、激光和无线电测距不利。采用不同倾角的轨道可获得全球性引力场异常及其变化数据，从而提高对地球引力场参数和地球形体的测定精度。装有多普勒信标机等多种测地设备的测地卫星，轨道高度为1000～2000公里范围；以雷达应答机为主要手段的“西可尔”号卫星的轨道高度为1000～4000公里；气球测地卫星和激光测地卫星的轨道高度为4000～6000公里。

②控制：测地卫星对姿态控制的要求不高或没有要求，一般采用被动式重力梯度稳定和自旋稳定。

③结构：测地卫星外形一般选择球形，借以降低对控制的要求，使大气阻力等摄动的计算变得简单准确。测地卫星外表面的金属材料须经过光亮阳极化处理，非金属材料则须薄膜真空镀铝，以便能反射阳光和电波。

专用系统 　测地卫星的专用系统有以下几种类型：由多个闪光灯组成的光信标灯，作为地球观测站进行空间三角测量的观测目标；由多块光学玻璃组成的激光反射器，作为地面激光测距系统的空间目标；由高稳定度晶体振荡器和多个发射机组成的多普勒信标机，供地面多普勒测速定位。其他测地设备有雷达应答机（用于测距和测速）和雷达测高仪（用于测量卫星到海面高度）等。

主要卫星系列 　60年代初，人们观测人造卫星的运动，推算出地球扁率，利用卫星测定观测站坐标，计算地球重力场，取得较大成果，此后美、苏、法等国相继发射了专用的测地卫星。

①“安娜”号卫星：美国第一代测地卫星,1962年10月发射的“安娜”1B号是第一颗专用测地卫星，重162公斤。卫星上装有闪光灯、多普勒信标机和雷达应答机。两对8152坎（8000烛光）的闪光灯由地面遥控指令启动闪光，每昼夜发20组闪光信号，每组闪光5次，供地面观测站拍摄。

测地卫星

③“测地卫星”：美国的全球测地卫星系列。1965年11月到1975年4月共发射3颗，每颗重175～340公斤，采用重力梯度稳定。卫星有多种测地手段，在全球范围内对陆地和海洋进行几何学和动力学大地测量。卫星上装有光信标灯、激光反射器、信标机、“西可尔”应答机、“戈达德”测距测速应答机和雷达测高仪等设备，能进行多功能高精度测地。点位精度优于10米，大地水准面测量精度±1米。

④“激光地球动力学卫星”：见“激光地球动力学卫星”。

法国的测地卫星有1966年发射的“调音”号，1967年发射的“王冠”号，1970年发射的“佩奥利”号和1975年发射的“激光测地卫星”等，进行欧非两块大陆的联测，并参加全球测地计划。苏联也发射了多颗类似的测地卫星，混编在“宇宙”号卫星系列中。