卫星导航都有哪些种类?快来看看

刘奇

2019年09月25日08:48  来源:人民网-科普中国
 

导航的应用在日常生活中非常普及,假若没有导航,可能很多业务都无法开展。我们平时使用的导航基本上都基于卫星导航定位系统。除此之外还有很多其他的导航方法,本文接下来带你了解导航的种类。

天文导航是较早发展的一种导航方法,最早应用于陆地上。我国古人利用北极星来指北,以此来确定大致位置。后来,天文导航技术应用于航海,在茫茫的大海上确定自己的位置至关重要。航海家们利用六分仪可以测出北极星的高度角,就能判断船只所处的纬度。利用高精度的航海种,就能测出纬度。航海钟的测时精度越高,纬度的测定就越准。六分仪和航海钟是利用天文导航来确定船只经度的基本仪器。天文导航对于当年完成首次环球航行的航海家们来说,有着非常重要的意义。再后来,天文导航被应用到航空和航天领域,基本原理仍是通过观测天体来确定位置。但这种方式易受天气影响。

无线电导航利用的是高频无线电在空间中以光速近似直线传播的原理,只要确定了无线电波从发射机到接收机的传播时间,便可以确定收发机之间距离,即光速与传播时间乘积。通过测定不同的发射机到同一接收机的距离,便可以解算出接收机载体所在位置。例如对于卫星定位导航,接收机要同时接收不少于4颗卫星的信号,才能确定所出的位置。由于发射机所处位置不同,无线电导航又可分为陆基无线电导航和天基无线电导航。陆基无线电导航系统发射机位于陆地上,天基无线电导航系统发射机位于人造卫星上,因此也被成为卫星导航,我们常用的GPS导航系统以及我国的北斗导航系统都属于卫星导航系统(或天基无线电导航系统)。卫星导航精度高,但易受电磁干扰。

以上导航技术都需要导航装置接收外界的导航信息,然而导航信息在传播过程中,容易受到电子干扰和天气影响。所以,后来又发展出另一种不需要接收外界信息的导航技术——自主导航。惯性导航就是自主导航技术的典型代表。

惯性导航简称惯导,它通过测量运载体在各个方向的加速度,并进行积分运算,来获得运载体的位置和速度。惯导的主要测量装置包括三个加速度计和三个自由度陀螺仪,前者敏感测量运载体三个平动方向的加速度,后者敏感测量运载体三个转动方向的加速度。为了得到运载体的位置数据,需对每个测量通道进行的输出积分。由于陀螺仪精度的原因,因此在长距离导航(譬如洲际导弹)中会产生累计误差,这样就必须将惯性导航与其他导航方式结合起来,不断修正其误差。惯导由于既不向外部发射信号,也不从外部接收信号,因而具有非常好的自主性和隐秘性。

导航技术随着科技的进步也在不断发展,种类逐渐丰富、精度愈发提高,但每种导航方式都有其优势和劣势。因此,工程上有时会采用组合导航的方式,以达到优势互补,例如GPS和惯导组合就能够获得更好的导航定位效果

本文由空军指挥学院教授徐邦年进行科学性把关。

(责编:王绍绍、张希)