“導(dǎo)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(lǐng)航和天文導(dǎo)航,此后發(fā)展到陸地車輛和航空飛行器的行駛,以致“navigation”被譯作 “領(lǐng)航”或“導(dǎo)航”。廣而言之,導(dǎo)航是實時地測定運動載體在途行進(jìn)時的位置和速度,引導(dǎo)運動載體沿一定航線經(jīng)濟(jì)而安全地到達(dá)目的地。
自從人類出現(xiàn)最初的政治、經(jīng)濟(jì)和軍事活動以來,便有了對導(dǎo)航的要求。根據(jù)傳說,大約在公元前2600年,黃帝部落與蚩尤部落在涿鹿發(fā)生大戰(zhàn),由于有指南車的指引,黃帝的軍隊在大風(fēng)雨中仍能辨別方向,因此取得了戰(zhàn)爭的勝利。古希臘人與羅馬人在地中海區(qū)域的海上商業(yè)活動與戰(zhàn)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(dǎo)航是不可能的。在1990年8月~1991年3月的海灣戰(zhàn)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(fēng)暴直至戰(zhàn)后掃雷與救援,多國部隊幾乎每一種戰(zhàn)術(shù)操作都離不開衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的引導(dǎo),從而對只有少量衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備的伊拉克軍隊形成了明顯的軍事優(yōu)勢。
導(dǎo)航隨著人類政治、經(jīng)濟(jì)和軍事活動的發(fā)展而不斷從低級向高級發(fā)展。古人們最初依靠太陽、北極星等星體來辨別方向,后來隨著指南針、羅盤的發(fā)明,導(dǎo)航能力得到較大提高,并有力地促進(jìn)了交通運輸如航海等的發(fā)展。進(jìn)入 20世紀(jì)后,隨著人類科技水平的提高,第一無線電導(dǎo)航系統(tǒng)——無線電信標(biāo)問世,開創(chuàng)了海洋船舶和航空飛行器導(dǎo)航的新篇章。隨后,涌現(xiàn)了儀表著陸系統(tǒng)(Instrument Landing System, ILS)、微波著陸系統(tǒng)(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)和臺卡(Decca)等陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。獨立國家聯(lián)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(dǎo)航系統(tǒng),并在國內(nèi)建設(shè)了15個恰卡導(dǎo)航電臺,用于?贞懭箢I(lǐng)域內(nèi)的導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng),自1990年起正式向國內(nèi)用戶開放使用。
但是,上述陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng),普遍存在下列不足:信號覆蓋區(qū)域有限、技術(shù)落后、設(shè)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(yīng)現(xiàn)代航海、航空和陸地車輛的導(dǎo)航定位需要。星基無線電導(dǎo)航系統(tǒng),特別是第二代星基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)(如 GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng))的問世,給無線電導(dǎo)航注入了強勁的生命活力,開創(chuàng)了無線電導(dǎo)航定位的新時代。
衛(wèi)星導(dǎo)航,是接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號,并以導(dǎo)航衛(wèi)星作為動態(tài)已知點,實時地測定運動載體的在航位置和速度,進(jìn)而完成導(dǎo)航。在第一顆人造地球衛(wèi)星于1957年10月入軌運行的次年,美國科學(xué)家們就開始了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研究,人造地球衛(wèi)星的重要應(yīng)用就是全球無線電導(dǎo)航。1963年12月,子午衛(wèi)星(TRANSIT)導(dǎo)航系統(tǒng)第一顆導(dǎo)航衛(wèi)星入軌運行,開創(chuàng)了陸?招l(wèi)星無線電導(dǎo)航的新時代。1994年3月,第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——“GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)”全面建成,不僅帶來了無線電導(dǎo)航一場深刻的技術(shù)革命,而且為大地測量學(xué)、地球動力學(xué)、地球物理學(xué)、天體力學(xué)、載人航天學(xué)、全球海洋學(xué)和全球氣象學(xué)提供了一種高精度和全天候的測量新技術(shù)。今天,GPS已成為名符其實的跨學(xué)科、跨行業(yè)、廣用途、高效益的綜合性高新技術(shù)。
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