Im Allgemeinen kann mann die Satellitengeodäsie in Abhängigkeit von den verwendeten Verfahren (bzw. den Phasen in der Entwicklungsgeschichte) in fünf Gruppen gliedern:

Bei diesen Verfahren, die hauptsächlich in den Jahren 1960-1973 zum Einsatz kamen, wurden besondere Erdsatelliten mit speziellen Theodoliten, mit konventionellen optischen Teleskopen oder mit photographischen Techniken beobachtet. Mit diesen Methoden gelang es erstmalig, die Abstände der Kontinente mit einer Genauigkeit von ca. 5 m zu bestimmen. Es entstand auch ein erstes ziemlich genaues globales (!) terrestrisches Bezugssystem. Außerdem ermöglichten die Meßergebnisse die Herleitung eines ersten relativ genauen Potentials für das Gravitationsfeld der Erde. Während vor der Satellitenära lediglich die Abplattung der Erde zuverlässig bekannt war, wurde nach dieser ersten Epoche der Satellitengeodäsie auch die Anziehungskraft auf einen Satelliten sehr genau charakterisiert. Durch die wiederholte Beobachtung der Erdsatelliten während ihrer zahlreichen Umläufe ließen sich auch relativ kleine Unregelmässigkeiten in der Massenverteilung der Erde bestimmen.
Zum Einsatz für diese Beobachtungsverfahren kamen mehrere Satelliten, sowohl rein geodätische, als auch anderen zwecken dienende, u.a.:

• Ballonsatelliten Echo 1 und Echo 2:
  Der passive amerikanische Nachrichten- und geodätische Ballonsatellit Echo 1 wurde am 12. August 1960 gestartet. Der mit dünnem Aluminium überzogene dünne Ballon aus dem Nylon-ähnlichen Material Mylar hatte einen Durchmesser von 30 Meter. Die stark reflektierende Kugel war etwa 10 Jahre lang als heller Stern zu sehen (konte auch mit blossen Auge von der Erde gesehen werden) und diente zur passiven Weiterleitung von Signalen im Radio- und Funkverkehr sowie zu geodätischen Beobachtungen. Der Satellit verglühte in der Erdatmosphäre im Jahr 1968.
  Weil Echo 1 trotz seiner Einfachheit recht erfolgreich eingesetzt werden konnte, wurde 1964 ein ähnlicher Ballonsatellit Echo 2 gestartet. Echo 2 war mit 41 Metern Durchmesser noch größer als Echo 1, seine Bahn war etwas niedriger und verlief sehr polnah. Echo 2 hatte mit seinen ca. 7 Jahren eine etwas kürzere Lebensdauer als Echo 1. Beide Ballons verloren ihre Kugelgestalt erst nach einigen Jahren, obwohl ihre Gasfüllung vermutlich nur wenige Stunden vorhanden war.
• Ballonsatellit PAGEOS (PAssive GEOdetic Satellite):
  Der geodätische Erdsatellit PAGEOS war ein großer Ballonsatellit, der 1966 für Zwecke des Satelliten-Weltnetzes(s.u.) gestartet wurde. Er hatte etwa 30 m Durchmesser und eine Bahnhöhe von rund 4000 km. Seine dünne Hülle aus Mylar wurde im Weltraum durch chemische Reaktionen aufgeblasen. Gegen Mitte der 1970er Jahre verglühte der Satellit in der hohen Atmosphäre.

Ballonsatellit Echo 1
USA [], (Mi )	Paraguay [], (Mi )	Dominica [], (Mi )

Ballonsatellit Echo 2
Ecuador [], (Mi )	Monaco [1965], (Mi )	Paraguay [], (Mi )

Ballonsatellit Echo (ohne angegebene Seriennummer)
Kasachstan [], (Mi )	Paraguay [], (Mi )

Die Ballonsatelliten wurden zu geodätischen Zwecken optisch oder mit Hilfe von fotografischen Kameras beobachtet. Aus solchen Fotoaufnahmen mit Satellitenspur vor dem Hintergrund des Sternenhimmels und aus den zugehörigen Zeitmarken kann die Satellitenbahn im Sternenkoordinatensystem bestimmt werden. Damit kann die Analyse der Bahnstörungen und somit auch eine genaue Bestimmung des Erdschwerefeldes in Satellitenhöhe erfolgen.
Außerdem kann mit solchen Satelliten analog zur terrestrischen Triangulation die sog. Stellartriangulation (Satellitentriangulation) durchgeführt werden. Bei diesem Verfahren der Geodäsie werden die Zielpunkte (Satelliten) nicht mit direkter Winkelmessung, sondern durch fotografische Aufnahmen vor dem Hintergrund des Sternhimmels eingemessen. Dabei erfolgt die gleichzeitige Messung des Satelliten von zwei oder mehr Bodenstationen und Bildung von großen Dreiecken zwischen ihnen. Dabei müssen die verwendeten Hochziele – Ballons, ballistische Flugkörper oder Erdsatelliten – zunächst gar nicht mit Koordinaten bekannt sein. Man kann ihre Position, wenn sie von mehreren Bodenstationen gleichzeitig aufgenommen werden, entweder mit Schnittmethoden bestimmen oder aus der Berechnung gänzlich eliminieren.
Insgesamt wurden nach dem Prinzip der Stellartriangulation in den 1960er und 1970er-Jahren weltweit mehrere interkontinentale Satellitentriangulationen durchgeführt. Zwischen 1960 und 1968 – als der Ballonsatellit Echo 1 verglühte – wurden hunderttausende Messungen gemacht. Die Achsen des Erdellipsoids, die bis dahin wegen der geodätisch fast unüberbrückbaren Ozeane nur auf etwa 100 Meter bekannt waren, konnten dadurch etwa zehnmal genauer bestimmt werden. Beim Netz der SAO (USA) über vier Kontinente konnten erstmals Meßstrecken über 5.000 km bestimmt werden, wofür die Ballonsatelliten Echo 1 und Echo 2 als Hochziele dienten. Die Genauigkeit betrug einige Meter, was die bisherigen Daten um den Faktor 10-20 übertraf. Ähnliches erreichte man mit dem sehr dichten Westeuropa-Netz namens WEST (West European Satellite Triangulation).
Auch zu dem speziell zum Aufbau des Weltnetzes gestarteten Satelliten PAGEOS wurden in den Jahren 1969 bis etwa 1972 im Rahmen der Stellartriangulation tausende Richtungsmessungen auf ca. 3000 Fotoplatten durchgeführt, die auf 46 mobilen fotografischen Observatorien (Weltnetz-Stationen) aufgenommen wurden (davon drei Stationen in Europa). Das globale Vermessungsnetz wurde aus über 100 terrestrischen Messlinien zwischen den 46 Observatorien aufgebaut, indem jeweils 2-4 dieser Stationen den Satelliten PAGEOS simultan beobachteten. Dieses "Weltnetz der Satellitengeodäsie" (fertiggestellt 1973) verband erstmals alle 6 Kontinente und einige Inseln mit einer Genauigkeit von etwa 5 Meter, was 10-20 mal genauer als frühere Erdmessungen war.

Die nachfolgenden russischen Briefmarken zeigen den ersten indischen Satelliten Aryabhata (Durchmesser 1,4 m; ausgestattet mit Solarzellen), der an Bord einer russischen Interkosmos-Rakete am 19. April 1975 gestartet wurde, und neben den Forschungszwecken aus den Bereichen der Röntgenastronomie, Sonnenphysik und Aeronomie wohl auch geodätisch genutzt wurde. Die erste Briefmarke zeigt nämlich wohl das Prinzip der Stellartriangulation und trägt außerdem den Text "kosmische Geodäsie". Der Satellit verglühte in der Erdatmosphäre am 11. Februar 1992:

Sowjetunion [1984], (Mi )

• aktive Satelliten GEOS 1 bis GEOS 3:
  GEOS (Geodetic Earth Orbiting Satellite) war eine Serie von drei US-amerikanischen geodätischen Forschungssatelliten der NASA. Sie waren die ersten Missionen im National Geodetic Satellite Program. GEOS 1 wurde im Rahmen des Explorer-Programms als Explorer 29 am 6. November 1965 ins All gebracht, und GEOS 2 (als Explorer 36) am 11. Januar 1968. Sie verfügten über eine Energieversorgung über Solarzellen. Die Ausrüstung bestand aus einer Anzahl von optischen und Radio-Frequenz Systemen (u.a. Blitzlampen, Doppler-Sender) zur exakten Bahnverfolgung sowie Laser-Reflektoren (zur Erprobung der SLR-Messtechnik - Satellite Laser Ranging - siehe unten). Ein wichtiges optisches System waren die Blitzlampen, und obwohl die GEOS-Satelliten aufgrund ihrer nur gereingen Größe schwieriger zu verfolgen waren als die großen Ballonsatelliten, konnte man dank der Blitze den einzelnen Punkten der Satellitenspur auf den Fotoaufnahmen viel besser die Zeitmarken zuordnen.
  Ziel der Missionen war die Vermessung von ausgewählten Beobachtungspunkten mit einer Genauigkeit von 10 m in einem drei-dimensionalen Koordinatensystem mit dem Masseschwerpunkt der Erde als Mittelpunkt. Weiterhin wurde die Struktur des irregulären Erdgravitationsfelds sowie die Lage der großen Gravitationsanomalien bestimmt.
  Der am 9. April 1975 gestartete GEOS 3 Satellit (auf Grund der erweiterten Aufgaben auch Geodynamics Experimental Ocean Satellite genannt) war eine erweiterte Version der beiden vorangegangenen Satelliten. Dieser Satellit war nicht mehr Bestandteil des Explorer-Programms. Zusätzlich zur Aufgabenstellung der Vorgänger war durch ein Radar-Altimeter (s.u.) eine präzise Messung der Ozeanhöhen möglich, was eine weitere Verfeinerung des Gravitationsmodells der Erde ermöglichte.
• aktiver Satellit ANNA 1B:
  ANNA 1B war der erste amerikanische, ausschließlich geodätische Forschungssatellit, dessen Aufgabe war, die Stärke und Richtung des Erdgravitationsfeldes zu messen und den Massenschwerpunkt sowie die Position der Erde zu bestimmen. Der Name wurde von den vier Sponsoren der Mission abgeleitet: Army, NASA, Navy und Air Force.
  Dem Start von ANNA 1B am 31. Oktober 1962 war einige Monate früher ein gescheiterter Start des Zwillingssatelliten ANNA 1A vorausgegangen. ANNA 1B wog 161 kg, hatte einen Durchmesser von 91 cm und war mit einem Band von Solarzellen rund um seinen Äquator umgeben. Der Satellit war ähnlich wie die späteren GEOS-Satelliten mit optischen und Radiosystemen sowie mit einem Doppler-System (s.u.) ausgestattet. Als optisches Instrumentarium diente eine programmierte Blitzlampe mit einer sehr starken Leistung, die alle 5,6 Sekunden 5 Blitze emitierte. Sie wurden von den Bodenstationen des MOTS-Netzes forografiert. Das Doppler-System der Navy wurde auch programmgesteuert aktiviert. Während seiner Betriebszeit sammelte ANNA 1B eine große Anzahl geodätischer Meßdaten, die eine sehr genaue Bestimmung der Positionen der Beobachtungsstationen in Bezug auf den Erdmittelpunkt ermöglichten. Die fotografische Messung der Blitze des Sateliten und die Doppler-Messungen ermöglichten Genauigkeiten von unter 20 Metern.
  Der Satellit befindet sich noch in der Umlaufbahn und seine Lebenszeit wird noch auf 3000 Jahre geschätzt.
  Die nachfolgende Blockausgabe von Sharjah zeigt rechts oben einen geodätischen Forschungssatelliten mit Blitzlicht, wahrsch. den ANNA 1B:

Sharjah [], (Mi )

Die sog. Dopplerperiode dauerte ab Mitte der 1960er bis etwa Ende der 1990er Jahre, wobei auch heute noch solche Satelliten eingesetzt werden. Als „Dopplersatelliten“ werden künstliche Erdsatelliten bezeichnet, die zur Messung des Dopplereffektes also einer Frequenzverschiebung dienen, die durch ihre Bahngeschwindigkeit und die Erdrotation verursacht wird (die Messung dieser Verschiebung kann durch Messeinrichtungen in den Satelliten selbst erfolgen oder durch die Kommunikation mit den Bodenstationen).
Das Doppler-Messprinzip wurde bereits seit Beginn der Raumfahrt in 1957 zur Bahnbestimmung der Sputnik- und Explorer-Satelliten eingesetzt. Auch die geodätischen Satelliten ANNA 1B und die GEOS-Satelliten (s.o.) hatten Dopplersysteme am Bord. Bereits wenige Jahre nach dem Start der ersten Satelliten wurden spezielle auf dem Dopplereffekt basierenden Navigationssatelliten in den All gebracht. Dieses erste, amerikanische Satelliten-Navigationssystem - Naval Navigation Satellite System (NNSS), auch unter dem Namen TRANSIT bekannt, wurde durch die US-Marine seit 1960 v.a. zum Zweck der Zielführung ballistischer Raketen entwickelt. Bei diesem System kreisten mehrere (4-6) Satelliten auf polaren, beinahe kreisförmigen Umlaufbahnen in ca. 1100 km Höhe um die Erde, die von ihnen wie in einem genau ausgemessenen Käfig umschlossen war. Der erste Satellitenprototyp des TRANSIT-Systems (TRANSIT 1B) wurde am 13. April 1960 gestartet. Bereits 1964 wurde das System in Betrieb genommen und kurze Zeit später auch für zivile Nutzung zur Verfügung frei gestellt.
Nur wenige Jahre nach dem Start dieses Doppler-Navigationssystems konnte man erstmals internationale, weit ausgedehnte Bahn- und Landesvermessungen mit der absoluten Positionsgenauigkeit von etwa einem Meter durchführen (bei einer normalen Echtzeit-Navigation waren die Positionsgenauigkeiten von bis zu 50 m möglich). Man erreichte also bei geodätischen Verfahren Genauigkeiten, wie bei der optischen Satellitenmessung, aber die Doppler-Technik war für jeden Besitzer der entsprechenden Dopplerempfänger zugänglich. Um diese Positionsgenauigkeiten zu ereichen, waren Beobachtungssessionen von einigen Tagen nötig. Es wurden zahlreiche geodätische Doppler-Kampagnen durchgeführt, um lokale, regionale und globale Stationsnetze zu vermessen und ihre gegenseitige Lage genau festzulegen. Bis Anfang der 70er Jahre wurde ein erdumspannendes Netz aufgebaut, das die bisherige Genauigkeit um das Zehnfache steigerte. Die Doppler-Beobachtungsverfahren haben die bisherigen optischen methoden der Satellitengeodäsie verdrängt.
Das NNSS (TRANSIT) spielte eine bedeutende Rolle in der Satellitengeodäsie bis in den 90er Jahren das neue GPS-Navigationssystem (s.u.) vollendet wurde. Als Positionierungssystem wurde TRANSIT am Ende des Jahres 1996 abgeschaltet, wurde aber als Instrument für die Überwachung der Ionosphäre weiterverwendet.
Die nachfolgende Briefmarke zeigt den Satelliten TRANSIT 2A (Prototyp), der am 22. Juni 1960 in den All geschickt wurde (die Bezeichnung auf der Briefmarke als meteorologischer Satellit, ist wohl falsch):

Panama [], (Mi )

Satellit TRANSIT 4A, gestartet am 29. Juni 1961:

Nordkorea [], (Mi )

Ein anderes auf dem Doppler-Effekt basierendes Meßsystem der Satellitengeodäsie ist das französische System DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integration by Satellite). Es ist ein Satelliten-Navigationssystem, das hochgenaue Bahnbestimmungen aus der Doppler-Verschiebung von Zweifrequenz-Signalen berechnet, die kontinuierlich von festen Bodenstationen ausgesendet werden. Dabei wird aus einer Frequenz die Radialgeschwindigkeit des Satelliten bestimmt, während aus der anderen die Fehler bereinigt werden, die sich aus Signal-Laufzeitverzögerungen in der Ionosphäre ergeben. Im Gegensatz zum amerikanischen Satelliten-Navigationssystem GPS (s.u.) ist DORIS auf die Existenz und den Betrieb von zahlreichen Bodenstationen als Signalsender angewiesen (siehe auch unten zum International DORIS Service - IDS). Mit dem DORIS-Meßsystem sind einige Altimetrie-Satelliten (Envisat, Jason-1) und Fernerkundungssatelliten (SPOT-2, SPOT-4 and SPOT-5) ausgestattet.


Satellite Laser Ranging (SLR) ist eine hochpräzise Methode der Satellitengeodäsie, bei der die Distanzmessung zu Erdsatelliten durch die Laufzeitmessung von Laser-Impulsen erfolgt. SLR dient einerseits zur genauen Bahnbestimmung der Umlaufbahn von geodätischen Satelliten, andererseits zur Punktbestimmung in der Erdmessung und Geodynamik. Daraus können u.a. Veränderungen des Erdkörpers und der Erdrotation, die Bewegung des Massenschwerpunktes der Erde und das Gravitationsfeld der Erde abgeleitet werden.
Nachdem das Laser-Prinzip im Jahre 1960 von Theodore Maiman entdeckt wurde, hat man bereits 1964 den ersten Satelliten, Explorer 22, mit Retroreflektoren (kleine Glasprismen, die das Laserlicht um genau 180° zurückwerfen) gestartet und von einer Bodenstation die ersten Laser-Echos detektiert. Die Bodenstationen müssen mit einem lichtstarken Teleskop ausgestattet sein, das den Laserstrahl zum Satelliten "schießt" und die zurückkommenden Lichtquanten registriert. Die Beobachtung besteht in der Messung der Lichtlaufzeit zum Satelliten und zurück, woraus man mit Hilfe der bekannten Lichtgeschwindigkeit die doppelte Entfernung Station-Satellit ermittelt. Die SLR-Ära begann ernsthaft zu Beginn der 70er Jahre und dauert bis heute an. In den Anfangsjahren dieser Technik wurden die Distanzen zu künstlichen Erdsatelliten auf Meter genau gemessen, heute erreicht man Millimetergenauigkeiten.
Die SLR-Technik kann auf alle Satelliten angewandt werden, die mit Retroreflektoren ausgestattet sind. Typische geodätische SLR-Satelliten (kugelförmig, von allen Seiten mit Retroreflektoren bedeckt), die zurzeit von den Bodenstationen mit Lasern angemessen werden, sind u.a. die NASA-Satelliten LAGEOS 1 (gestartet 1976) und LAGEOS 2 (gestartet 1992), beide mit 60 cm Durchmesser, 405 kg Gewicht und mit je 426 Retroreflektoren ausgestattet (LAGEOS = LAser GEOdynamic Satellite), Beacon (gestartet 1965), die französischen Satelliten Starlette (gestartet 1975, 24 cm Durchmesser) und Stella (gestartet 1993), der japanische AJISAI (gestartet 1986, 2,15 m Durchmesser), die russischen ETALON 1 und ETALON 2 (beide gestartet 1989) sowie LARETS (gestartet 2003) und einige andere Satelliten.
Außer dieser geodätischen Satelliten werden von den SLR-Bodenstationen (s.u.) auch verschiedene, anderen Zwecken dienende Satelliten beobachtet, die zusätzlich auch mit Retroreflektoren ausgestattet sind, z.B. die Satelliten für Fernerkundung und Altimetrie (s.u.) ERS-1, ERS-2, ENVISAT und Jason-1 sowie TOPEX/Poseidon (s.u.), einige der amerikanischen GPS- (s.u.) und russischen GLONASS-Navigationssatelliten, oder die Satelliten zur Schwerefeldmessung CHAMP, GRACE A und GRACE B. (siehe auch hier).
Die europäischen Fernerkundungssatelliten ERS und ENVISAT mit Retroreflektoren für SLR, Radar-Altimetern und dem Doppler-System DORIS (nur ENVISAT) /siehe auch Fernerkundung/:

Die Fernerkundungssatelliten ERS-1 und ENVISAT, die auch mit einer Retroreflektoren-Matrix für SLR-Beobachtungen ausgestattet waren/sind. Beide besaßen zudem einen Radar-Altimeter und der ENVISAT ist auch mit einem DORIS-System ausgerüstet.
Österreich [], (Mi )	Komoren [], (Mi )

Ein typisch geodätischer, kugelformiger Lasersatellit war auch der GFZ-1. Dieser deutsche Forschungssatellit wurde in weniger als einem Jahr vom GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam entwickelt. Dieser passive Lasersatellit mit einem Durchmesser von 22 cm wog 20,6 kg. Seine kugelförmige Oberfläche trug 60 Laser-Retroreflektoren für genaue Laser-Distanzmessungen (ca. auf 1 cm genau). Der Mikrosatellit GFZ-1 wurde am 9. April 1995 mit einer russischen Progress-Trägerrakete zur Raumstation Mir gestartet und von dort aus zehn Tage später in eine niedrige polnahe Kreisbahn von 400 km Höhe gebracht (damit der niedrigste bis zu dem Zeitpunkt mit Lasern angemessene geodynamische Satellit). Nach 4 Jahren und 64 Tagen verglühte er am 23. Juni 1999 in der Erdatmophäre, nachdem er fast 24.000 mal die Erde umrundet hatte. Insgesamt wurden 5.402 Durchgänge des Satelliten mit Laserstrahlen vermessen. Sie ermöglichten vor allem Verbesserungen in der satellitengestützten Schwerefeldmessung. An den Beobachtungen des Satelliten waren neben der GFZ-eigenen Satellitenstation in Potsdam 33 Bodenstationen des weltweiten SLR-Netzes (s.u.) beteiligt.
Aufgrund der mit GFZ-1 gewonnenen Erfahrungen entwickelte das GeoForschungsZentrum einen wesentlich genaueren Nachfolger – den im August 2000 gestarteten geophysikalischen Satelliten CHAMP, der nicht nur ein reflektierender Satellit ist, sondern vermisst mit „aktiven“ Methoden (Mikrowellen, Meßsonden und Analysen seiner Bahnelemente) das Erdschwerefeld, das Magnetfeld und einige Parameter der Sonnenaktivität.
Der nachfolgende Sonderstempel zeigt den Satelliten GFZ-1 und die Postkarte zusätzlich auch ein vom GeoForschungsZentrum Potsdam erstelltes Modell des Erdschwerefeldes:





In den Jahren 1969, 1971 und 1973 wurden von den amerikanischen Apollo-Missionen 11, 14 und 15 und von der russischen Mission Lunokhod 2 Laser-Reflektoren auf dem Mond deponiert. Damit war auch der Weg frei zum sogenannten Lunar Laser Ranging (LLR), also zu Laserdistanzmessungen zu diesen Mondspiegeln. Das LLR-Prinzip ist identisch mit dem des SLR, aber die Detektion der am Mont reflektierten Laserimpulse ist viel schwieriger.

Zur internationalen Abstimmung der Lasermessungen zu Satelliten wurde in den 90er Jahren der International Laser Ranging Service (ILRS) gegründet. Der ILRS organisiert und koordiniert die Laserentfernungsmessungen, um globale geodätische Projekte und Satellitenmissionen zu unterstützen (siehe dazu auch unten).


Globale Satellitennavigationssysteme fanden mittlerweile Eingang in vielen Lebensbereichen bei der Navigation und Positionsbestimmung auf der Erde. Im Bereich der Erdmessung mit satellitengeodätischen Methoden sind sie ein wichtiges Hilfsmittel in der Geodynamik geworden. Sie ermöglichen u.a. die auf wenige Milimeter genaue, tägliche Bestimmung von Koordinaten und Geschwindigkeiten der Beobachtungsstationen, oder die präzise Bestimmung der Satellitenbahnen.
Das bekannteste globale Satellitennavigationssystem ist heute das amerikanische Global Positioning System GPS (früher NAVSTAR-GPS genannt), das am 17. Juli 1995 offiziell in Betrieb genommen wurde (zunächst nur zur Positionsbestimmung und Navigation im militärischen Bereich vorgesehen); es ersetzte das frühere Doppler-System TRANSIT (s.o.). GPS basiert auf Satelliten, die ständig ihre sich ändernde Position und die genaue Uhrzeit ausstrahlen. Aus deren Signallaufzeit können dann die terrestrischen GPS-Empfänger durch das sog. Pseudoranging (Laufzeitmessung codierter Mikrowellen) ihre eigene Position und Geschwindigkeit berechnen. Zur Positionsbestimmung braucht man mindestens 4 Satelliten, denn neben drei unbekannten Raumkoordinaten auch eine Zeitkomponente als Unbekannte mitbestimmt werden muss (da die GPS-Empfänger nicht über genug genaue Atomuhren verfügen).
Das GPS-System besteht heute aus knapp 30 Satelliten (mit einer erwarteten Lebensdauer von ca. 7,5 Jahren), die die Erde in 6 Bahnebenen in einer Höhe von 20.183 km umkreisen. Die Umlaufzeit von jedem Satellit beträgt 23 Stunden 55 Min und 56,6 Sekunden.
Neben der klassischen Verwendung des Systems zur Navigation mit einer ca. Dezimetergenauigkeit werden die GPS-Satelliten mit Hilfe von speziellen geodätischen Empfängern sowie Meß- und Auswerteverfahren (sog. Differenzial-GPS und Auswertungen der Trägerwellen) für hochgenaue Vermessungsaufgaben eingesetzt - von der Landesvermessung über Katastervermessungen bis hin zur Ingenieurgeodäsie (siehe auch hier). Bei diesen Verfahren sind Genauigkeiten von wenigen Milimetern zu erreichen.

Verschiedene Bauarten von GPS-Satelliten:

verschiedene GPS Navstar Satelliten Angola [1999], (Mi 1442); Ciskei [1982], (Mi)

Ein die Erde umspannendes "Käfig" von GPS-Navigationssatelliten, die in 6 kreisförmigen Bahnebenen die Erde umkreisen:



Prinzip der Navigation mit Hilfe von GPS-Satelliten (zur Positionsbestimmung sind mind. 4 Satelliten notwendig):

Fiji [], (Mi )

Neben dem amerikanischen GPS ist seit 1996 auch das russische Satellitennavigationssystem GLONASS (GLObalnaya NAvigationnaya Sputnikovaya Sistema) im Einsatz. GLONASS besteht im vollen Ausbauzustand aus 24 Satelliten auf drei Bahnebenen, das System ist jedoch aufgrund von häufigen Satellitenausfällen noch nicht vollständig aktiv. Die GLONASS-Satelliten fliegen ca. 1000 km tiefer als die GPS-Satelliten, was zu einer kürzeren Umlaufzeit von 11 Stunden und 16 Minuten führt.
Seit einigen Jahren werden auch weitere globale Satellitennavigationssysteme (GNSS) konzipiert und aufgebaut - das europäische System Galileo, das chinesische System Beidou / Compass und das indische System IRNSS. Die nachfolgende französische Briefmarke zeigt die Umlaufbahnen und einen Satelliten des Galileo-Systems. Die ersten beiden operativen Satelliten wurden am 21. Oktober 2011 in ihre Umlaufbahn gebracht.




Die Satellitenaltimetrie ist ein Meßverfahren der Satellitengeodäsie, mit dem die sog. Meerestopographie, also die Höhe der Meeresoberfläche abgeleitet wird. Dabei werden von einem Satelliten Radarimpulse ausgesandt und nach Reflexion an der Wasseroberfläche wieder empfangen. Aus der Laufzeit der Impulse wird die Höhe des Satelliten über der Meeresoberfläche bestimmt. Gleichzeitig kann aus der bekannten Position des Satelliten seine Höhe über dem Erdellipsoid berechnet werden. Die Differenz beider Höhen ergibt die Höhe des Meeresspiegels über dem Ellipsoid, die sich aus der sog. Geoidundulation (also Höhe des Geoides, d.h. der mittleren ruhenden Meeresoberfläche über dem Ellipsoid) und der sog. Meerestopographie zusammensetzt. Die so bei bekannter Geoidundulation bestimmbare Meerestopographie dient zur Modellierung von Meeresströmungen.
Das erste Satellit, der mit einem Altimeter ausgestattet war, war der 1975 gestartete Forschungssatelit GEOS 3 (s.o.). Das erste Satellitenaltimetrie-Projekt, das speziell für die globalen Untersuchungen der Meerestopographie und der Meeresströmungen geplant wurde, war die französisch-amerikanische TOPEX/Poseidon-Mission. Der Forschungssatellit wurde am 10. August 1992 mit einer Ariane-Rakete von Kourou aus in eine 1336 km hohe Erdumlauf-bahngebracht und am 5. Januar 2006 nach mehr als 13 Jahren außer Dienst gestellt. Der Satellit war mit je einem amerikanischen und französischen Radar-Altimeter ausgestattet. Die Bahn des Satelliten wurde mit drei unabhängigen Beobachtungstechniken bestimmt: mit dem französichen DORIS-System (ein auf dem Doppler-Effekt basierendes System), mit SLR und mit GPS. So konnte eine Positionsgenauigkeit von wenigen Zentimetern erreicht werden.

Französische Süd- und Antarktisgebiete [], (Mi )

TOPEX POSEIDON Madagaskar [], (Mi ); Dominica [], (Mi)

Als Nachfolger des TOPEX/Poseidon Satelliten wurde am 7. Dezember 2001 mit einer Delta II Trägerrakete von Vandenberg (USA) aus der französisch-amerikanische Altimeter-Satellit Jason-1 auf eine 1336 km hohe Umlaufbahn gebracht. Neben einem Radar-Altimeter ist er mit einem Doppler-System (DORIS), einem GPS-Empfänger und einem Laser-Retroreflektor zur Positionsbestimmung ausgestattet.
Mit Radar-Altimetern zur Vermessung der Meeresoberfläche sind bzw. waren auch andere Forschungs- und Fernerkundungssatelliten ausgestattet, z.B. ERS-1, ERS-2, Envisat (Nachfolger von ERS), Geosat, Seasat.