卫星在轨道上没有任何可供参考的坐标，它是怎么知道具体位置的？

发布者：留在记忆中 2023-8-19 19:34

如果你身处一个陌生的环境，不知道这是哪里，那么你只要掏出手机，就可以在手机上查看到自己的定位。手机能接收到来自整个在轨卫星系统的信号，通过对这些信号进行三角测量及大量数学运算，就能获取你的定位，将其显示为地图上的一个小点。

这些卫星在轨道上没有任何可供参考的坐标，那它是怎么知道具体位置是哪的呢？

如果卫星所在的轨道足够高，距大气层足够远，它们就能推测自己的位置，它们运行的轨道基本不变，也没有大气层削减它们的速度，但这样得出的结果不够精确。因为太阳和月球的重力，甚至是地球上的山脉，都会导致偏差。

或许它们也可以利用其他卫星信号，例如GPS，但如果卫星全都相互依赖，结果就会慢慢失真，或许它们可以追踪恒星或地球上的标志物，但这样结果也不够精准。因此，地球需要从特定点将某种东西射向天空，并计算出卫星的具体位置。

其中一个设备就藏在英格兰南部的乡村里，它看起来与普通天文台相似，却并不用来观星，研究人员追踪处于不同轨道，具有不同功能的人造卫星，这些人造卫星都需要有特制的反光板将光线反射给研究人员，这样他们就能测量光的飞行时间并用其测算距离。

只需发射一束脉冲非常短的激光，并且每秒钟发射一千次，由于所使用的是脉冲极短的激光，每次发射只需10皮秒，约等于3毫米长的光波，这就限制了精准度，所以每次发射都有3至4毫米的误差，只要天气晴朗，该站全天工作。

当天上的云散开后，就能观察到真实状况，因为用的是激光，有特定的波长，所以可以对其进行筛选并实现全天工作。光在真空中的速度为常数，而光在大气层中的速度是不定的，其主要取决于气压，也取决于温度和湿度。

地球上分布着大约35个正在工作的站点，主要分布在北半球，而这可能不太符合科学的观念，它们本该均匀分布在世界各地，澳大利亚有一些站点起到很大作用，因为它们提供了大量来自南半球的数据，理想状态下，站点分布应更加均匀。

当然，随着光的衰减，我们脚下的这片土地——地球是静止的，但这严格来说并不属实。在激光测距刚刚出现的六十年代，从这些测量可以发现一种大趋势，比如冰盖融化，质量从极地冰盖到赤道的重新分布。

这些来自全球站点的数据都将进入国际数据库，各地的研究人员都能获得这些国际数据集。