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飞机如何飞行万里不迷航？( 二 )

飞机


无线电导航技术要求飞机必须与地面设备保持联通，一旦地面设备损坏或受到电磁干扰，飞机会成为“睁眼瞎” 。因此，科研人员研制出一种完全不利用地面设备的惯性导航系统 。
这套系统更像是一种小型计算机，安装的陀螺仪和加速度计能够测出飞机的飞行加速度，再对加速度进行计算，得出飞机的飞行速度和位移 。这种导航方式不易受无线电干扰，为飞机装上“指南针” 。
惯性导航的缺点也很明显：随着时间推移，累积误差会越来越大 。所以，现代飞机往往会通过其他导航方法来修正惯导误差 。
星星指路引航程
皓月当空，星光璀璨 。如果飞行员驾驶飞机在夜间迷航，他们会利用六分仪观星，这就是天文导航 。
天文导航需要飞行员拥有丰富的天文知识储备 。当遇到气流颠簸时，飞行员很容易选错参考星体，从而迷失航向 。
为了解决这一问题，早期的麦道和波音客机将天文导航融入驾驶舱设计理念中，在驾驶舱风挡玻璃顶端装上“观星窗” 。这种设计能减少目视飞行中的盲区面积，即使在导航系统全部失效后，也能通过天体来判断所处位置 。
传统天文导航，飞行员需要通过复杂计算才能得出位置信息，如何让星星把位置信息直白地“告诉”飞行员呢？
随着各国航天技术发展，科学家决定亲自动手，在天上镶上“星星”——人造卫星 。这些人造卫星所构成的全球卫星导航系统，相当于把原本在地面的导航台搬到天上，被形象地称为“天上灯塔” 。
卫星导航的原理不难理解：利用飞机接收机接收卫星信号，计算出飞机相对卫星的距离，卫星相对于地面基站的位置已知，解算一组方程就能得出飞机位置 。卫星位置高、覆盖范围广，可以轻松实现全球导航，这是任何导航系统都无法媲美的 。
20世纪70年代，美国和苏联争相开始研发全球卫星导航系统 。
美国GPS系统家喻户晓，这套系统于1994年全面建设完成，并于2010年重新优化调整了卫星分布，改善了导航设备精度；俄罗斯格洛纳斯系统，原计划1995年建成，苏联解体导致计划搁浅，直到2001年俄罗斯才重新启动建设，于2010年完成了全部24颗卫星的发射 。
20世纪90年代，欧盟开始研制伽利略导航系统 。该系统卫星数量多，能提供更好的信号、传递更多的信息，安装的精确原子钟运行300万年后误差只有1秒，定位误差在1米以内 。
值得一提的是，伽利略导航系统不仅是一个独立的定位导航工具，还能与多种导航系统结合使用，提高对海洋风速、海面潮水的强度和高度等数据测量精度 。
2020年7月31日，中国北斗三号全球卫星导航系统正式开通 。从2000年建成的北斗一号系统，到2012年服务亚太地区的北斗二号系统，再到2018年服务“一带一路”国家、2020年全面建成的北斗三号全球卫星导航系统，我国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家 。“北斗+5G”“北斗+AI”“北斗+大数据”……一个崭新未来正扑面而来 。
当前，新技术层出不穷，导航技术正向着智能化、自动化、系统化的方向发展 。今年5月，第十二届中国卫星导航年会就以“时空数据，赋能未来”为主题，全面展示卫星导航时空服务对未来发展的重要意义 。
相信随着科技快速发展，在不久的将来，会出现更多精度高、范围广、不受外界干扰的航空导航系统 。它们将引领战机安全、高效地穿越云层、跨越山海 。
来源：中国军网-解放军报

【飞机如何飞行万里不迷航？】


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