航空和航海都离不开导航系统，而导航卫星却可为飞机、舰船等提供高精度、全天候覆盖全球和三维定位的连续导航信息，这已成为人所共知的常识了。但说起导航卫星的原理是怎么来的，还有一段鲜为人知的故事呢。

　　1957年10月4日前苏联发射了第一颗人造地球卫星后，美国在跟踪它的过程中，无意发现了在收到的无线电信号时出现多普勒转移效应，就是在卫星飞近地面接收机时，收到的信号频率逐渐升高；而飞过以后，频率就逐渐降低。这种现象使他们认识到，卫星的运行轨迹可由卫星通过时所测得的多普勒频移曲线来确定。反之，如果知道了卫星的精确轨迹，就能够确定接收机的位置。正是由于这一有趣而科学的发现，竟然揭开了人类利用人造卫星进行导航定位的新纪元。

　　1958年，美国为解决北极星核潜艇在深海航行和执行军事任务而需要精确定位问题，开始研制军用导航卫星，命名为“子午仪计划”。1960年4月，美国发射了世界第一颗“子午仪”导航卫星，从此开始取代了传统的无线电导航系统。1964年建成“子午仪”导航卫星系统，并交付海军使用，1967年又正式向民用开放。它由4颗卫星组成导航网，全球的舰船无论在哪里，平均每隔1．5小时就可看到一次“子午仪”，接收其自动发射的信号进行定位。定位精度约为30～40米。每次定位约需8～10分钟。“子午仪导航卫星系统”是低轨道导航卫星，为900公里圆形极轨道和双频多普勒测速导航原理，使用150兆赫和400兆赫双频导航信号。同地面无线电导航台相比，子午仪导航卫星集中了远程无线电导航台全球覆盖和近程无线电导航台定位精度相对高的优点，仅用4颗卫星组成的太空导航星座就能提供全天候的全球导航覆盖和周期性二维(经纬度)定位能力，尤其他使全球用户统一于地心座标系进行高精度定位，这就远远超过了一般意义上的“导航”，而是既导航又定位，使整个导航技术产生了一次革命性的突破。

　　作为第一代导航定位卫星的“子午仪”系统，至今已工作了20多年，其用户遍布全球，成功地为各类军民舰船进行导航定位和海洋测量、石油探勘定位、大地测量和地球重力场研究等立下了“汗马功劳”，起了很大作用。但它也存在着不尽人意的不足之处，主要是它不能进行连续适时导航，两次定位时间间隔至少1．5小时，且定位时间较长(8～10分钟)，这对高速运动的用户(如飞机等)就不适宜了，造成误差较大；它只能提供二维定位，算出用户的经纬度座标，而不能给出高度和速度信息；用户不能随时定位，必须等到卫星飞经头顶时才能定位导航等等。这些问题使人明显感到已不适应当代使用需求了，很有必要进行改进。