电子导航
(1)无线电导航
无线电取向器或RDF是用于找到无线电源的方向的设备。由于无线电能够“远离地平线”旅行很长的距离,因此可能会在距离陆地飞行的船只和飞机上形成一个特别好的导航系统。
RDF通过旋转定向天线并监听来自已知站的信号最强烈地通过的方向来工作。这种制度在20世纪30年代和40年代被广泛使用。RDF天线很容易发现在德国二战飞机上,作为机身后部的环路,而大多数美国飞机将天线封闭在一个小泪珠状整流罩上。
在导航应用中,RDF信号以无线电信标的形式提供,这是无线电版本的灯塔。信号通常是莫尔斯码系列字母的简单的AM广播,RDF可以调谐以查看信标是否“空中”。大多数现代探测器也可以调谐任何商业广播电台,这是特别有用的,因为它们在主要城市附近的高功率和位置。
Decca,OMEGA和LORAN-C是三个类似的双曲线导航系统。Decca是一个双曲线的低频无线电导航系统(也称为多边),这是在二战期间首次部署的,当盟军需要一个可用于实现准确着陆的系统时。与罗兰C的情况一样,其主要用途是沿海水域航行。渔船是战后的主要用户,但也被用于飞机,包括早期(1949年)的移动地图显示应用。该系统部署在北海,由直升机用于石油平台。
欧米茄导航系统是第一个真正的全球无线电导航系统,由美国与六个合作伙伴国家合作运营。欧米茄是美国海军为军事航空用户开发的。它于1968年获得批准用于发展,并承诺在全球范围内提供真正的海洋覆盖能力,只有八台变送器,并且能够在固定位置时达到四英里(6公里)的精度。最初,该系统将用于将北极的核轰炸机导航到俄罗斯。后来发现对潜艇有用由于全球定位系统的成功,欧米茄在二十世纪九十年代的使用量下降至欧米茄经营成本无法证明。欧米茄于1997年9月30日终止,所有车站停止运行。
LORAN是使用低频无线电发射机的地面导航系统,其使用从三个或更多个站接收的无线电信号之间的时间间隔来确定船舶或飞机的位置。当前版本的LORAN通常使用的是LORAN-C,其操作在EM频谱的低频部分,从90到110kHz。许多国家是这个制度的使用者,包括美国,日本和几个欧洲国家。俄罗斯在同一频率范围内使用了几乎完全相同的系统,称为CHAYKA。LORAN的使用正在急剧下降,GPS是主要的替代品。但是,有增加和重新普及LORAN的尝试。LORAN信号不易受干扰,并且可以比GPS信号更好地渗入叶子和建筑物。
(2)雷达导航
当船舶在雷达雷达范围内或特殊雷达辅助导航系统时,导航仪可以将距离和角度轴承用于图表对象,并使用它们在图表上确定位置和位置线。由雷达信息组成的固定称为雷达定位。
雷达固定的类型包括“距离和轴承到单个物体”,“两个或更多个轴承”,“切线轴承”和“两个或更多个范围”。
平行索引是William Burger在1957年的“雷达观察者手册”中定义的一种技术。这种技术涉及在屏幕上创建一条平行于船舶航道的航线,但是偏移到左边或右边一段距离。这条平行线允许导航仪保持一定距离远离危险。
针对特殊情况开发了一些技术。一种称为“轮廓法”的方法是将雷达屏幕上的透明塑料模板标记并移动到图表中以固定位置。
另一种被称为富兰克林连续雷达绘图技术的特殊技术涉及如果船舶停留在计划中的路线上,则应在雷达显示屏上绘制雷达物体应遵循的路径。在过境期间,导航员可以通过检查该点位于绘制线上来检查船舶是否正在轨道上。
(3)卫星导航
全球导航卫星系统或全球导航卫星系统是提供全球覆盖定位的卫星导航系统的术语。GNSS允许小型电子接收机使用通过无线电从卫星沿视线传输的时间信号来确定它们在几米内的位置(经度,纬度和高度)。固定位置的地面接收器也可用于计算精确时间,作为科学实验的参考。
截至2011年10月,仅有美国NAVSTAR全球定位系统(GPS)和俄罗斯GLONASS才是全球运行的全球导航卫星系统。欧盟的伽利略定位系统是初始部署阶段的下一代GNSS,计划于2013年投入运行。中国已经表示可能将其北部地区的北斗导航系统扩展到全球系统。
超过二十二颗GPS卫星在中等地球轨道,发射信号,允许GPS接收机确定接收机的位置,速度和方向。
自1978年第一台实验卫星发射以来,GPS已成为世界各地不可或缺的导航辅助工具,也是地图绘制和土地勘测的重要工具。GPS还提供了许多应用中使用的精确时间参考,包括地震的科学研究和电信网络的同步。
GPS由美国国防部发起,正式命名为NAVSTAR GPS(导航卫星定时和远程全球定位系统)。卫星星座由美国空军第50太空飞船管理。维护该系统的费用每年约为7.5亿美元,包括更换老化卫星以及研究与开发。尽管如此,GPS作为公共利益是免费民用的。