資料:從北極星辨向到GPS衛星全球定位系統
發布時間︰2010/12/22 來源︰北斗網 閱讀︰43331
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  “導航”的英文是“navigation”,原為“航行”之意。它源于海洋船舶航行,初始形式是羅盤領航和天文導航,此後發展到陸地車輛和航空飛行器的行駛,以致“navigation”被譯作 “領航”或“導航”。廣而言之,導航是實時地測定運動載體在途行進時的位置和速度,引導運動載體沿一定航線經濟而安全地到達目的地。

  自從人類出現最初的政治、經濟和軍事活動以來,便有了對導航的要求。根據傳說,大約在公元前2600年,黃帝部落與蚩尤部落在涿鹿發生大戰,由于有指南車的指引,黃帝的軍隊在大風雨中仍能辨別方向,因此取得了戰爭的勝利。古希臘人與羅馬人在地中海區域的海上商業活動與戰爭,中國明代的鄭和下西洋,在茫茫的大海上,沒有地物可作參考,沒有導航是不可能的。在1990年8月~1991年3月的海灣戰爭中,在阿拉伯半島沒有任何地形可資參照的茫茫沙海上,從所謂沙漠盾牌到沙漠風暴直至戰後掃雷與救援,多國部隊幾乎每一種戰術操作都離不開衛星導航系統的引導,從而對只有少量衛星導航設備的伊拉克軍隊形成了明顯的軍事優勢。

  導航隨著人類政治、經濟和軍事活動的發展而不斷從低級向高級發展。古人們最初依靠太陽、北極星等星體來辨別方向,後來隨著指南針、羅盤的發明,導航能力得到較大提高,並有力地促進了交通運輸如航海等的發展。進入 20世紀後,隨著人類科技水平的提高,第一無線電導航系統——無線電信標問世,開創了海洋船舶和航空飛行器導航的新篇章。隨後,涌現了儀表著陸系統(Instrument Landing System, ILS)、微波著陸系統(Microware Landing System, MLS)、伏爾 /測距器(Very High Frequency Omni-directional Range/DistanceMeasuring Equipment,VOR/DME)、羅蘭 C(Loran C)、奧米伽(Omega)、塔康(Tactical Air Navigation,TACAN)和台卡(Decca)等陸基無線電導航系統。獨立國家聯合體自行建立了一個類同于羅蘭 C的恰卡(Chayka)陸基無線電導航系統,並在國內建設了15個恰卡導航電台,用于海空陸三大領域內的導航定位測量。我國在南海海域也自行建立了長河二號南海無線電導航系統,自1990年起正式向國內用戶開放使用。

  但是,上述陸基無線電導航系統,普遍存在下列不足︰信號覆蓋區域有限、技術落後、設備陳舊、定位精度低(如奧米伽的定位精度為3.7~7.4km),難以適應現代航海、航空和陸地車輛的導航定位需要。星基無線電導航系統,特別是第二代星基無線電導航系統(如 GPS衛星全球定位系統)的問世,給無線電導航注入了強勁的生命活力,開創了無線電導航定位的新時代。

  衛星導航,是接收導航衛星發送的導航定位信號,並以導航衛星作為動態已知點,實時地測定運動載體的在航位置和速度,進而完成導航。在第一顆人造地球衛星于1957年10月入軌運行的次年,美國科學家們就開始了衛星導航系統的研究,人造地球衛星的重要應用就是全球無線電導航。1963年12月,子午衛星(TRANSIT)導航系統第一顆導航衛星入軌運行,開創了陸海空衛星無線電導航的新時代。1994年3月,第二代衛星導航系統——“GPS衛星全球定位系統”全面建成,不僅帶來了無線電導航一場深刻的技術革命,而且為大地測量學、地球動力學、地球物理學、天體力學、載人航天學、全球海洋學和全球氣象學提供了一種高精度和全天候的測量新技術。今天,GPS已成為名符其實的跨學科、跨行業、廣用途、高效益的綜合性高新技術。

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