定位与导航技术
定位与导航技术是涉及自动控制、计算机、微电子学、光学、力学以及数学等多
学科的高技术,是实现飞行器特别是航天器飞行任务的关键技术,也是武器精
确制导的核心技术,这对于提高航空器、航天器以及武器装备的机动性、反应速
度和远程精确打击能力具有重要意义,在海、陆、空、天等现代高技术武器及武器
平台中得到广泛的应用。
按照定位导航的方式可分成:卫星定位导航、自主式导航、组合导航以及无
源导航。
1.1 卫星导航
世界上现有卫星导航系统有美国的
GPS、俄罗斯的 GLONASS 以及欧洲
GALILEO 卫星系统(建设中)和中国的北斗卫星导航(建设中)。
1.1.1 GPS 卫星导航
GPS 是美国国防部为军事目的建立的,旨在彻底解决海上、空中和陆地运
载工具的导航和定位问题,全部
24 颗导航卫星(21 颗工作卫星和 3 颗备用卫
星)系统已经建成。
GPS 采用码分多址(CDMA),定位精度通常 15m 左右,
主要应用于单点导航定位与相对测地定位,具有全天候、定位迅速、精度高、可连
续提供三维位置
(纬度、经度和高度)、三维速度和时间信息等一系列优点,是实
现全球导航定位的高新技术。通常
GPS 接收机接收到四颗卫星的信号就能够确
定移动载体的方位,是当前移动目标导航定位的主流。
1992 年 GPS 正式向全
世界开放,
1994 年在中国市场开始得到应用。GPS 以精确位置与定时信息,
已成为支持世界范围各种民用、科研和商业活动的一种资源。
1.1.2 GLONASS 卫星导航系统
GLONASS 是前苏联研制并为俄罗斯继续发展的全球卫星导航系统,其组
成和功能与美国的
GPS
相类似,可用于陆、海、空等各类用户的定位、测速及 精
密定时等。目前已完成了
24 颗工作卫星加一颗备用卫星空间星座布局,每天
24 小时每时刻各地的用户可见 5~8 颗卫星。卫星识别采用频分多址
(
FDMA),24 颗卫星各占一个频率,现已向全世界开放。
1.1.3 GALILEO 卫星导航系统
欧洲为了满足本地区导航定位的需求,计划开发针对
GPS 和 GLONASS
的广域星基增强系统(
EGNOS),包括地面设施和空间卫星,以提高 GPS 和
GLONASS 系统的精度、完备性和可用性。同时,为了打破目前世界美、俄全球定
位系统在这一领域的垄断,欧洲决定启伽利略计划,建立自主的民用全球卫定
位系统(
GALILEO)。EGNOS 是欧洲 GALILEO 计划的第一阶段,也是
GALILEO 计划的基础。GALILEO 系统将建成全球性的定位和导航系统,它由星