地面導航

地面導航是指在兩點之間行進的過程中，利用地形特徵為路標，自始至終都知道自己在圖上和現地的位置。地面導航要求對地形特徵在現地和地圖上的形態都要完全了解。由於在行進過程中使用地形特徵作路標，指北針的用處就很小了。

基本介紹

• 中文名：地面導航
• 外文名：land navigation
• 所屬領域：航空航天
• 儀器：雷達、光纖陀螺等
• 目的：提供準確的引導
• 出現時間：20世紀70年代

實現途徑

現代地面戰爭要求部隊能在廣闊的作戰地域內快速機動，迅速投入戰鬥，給敵人以致命的打擊。坦克、裝甲戰車等地面作戰平台不僅應具有高機動能力和運動中射擊能力，而且應隨時掌握自己、友軍、敵軍的位置，以便協同作戰。自行火炮之類的作戰車輛，則必須能頻繁和隨機地運動、停止、快速瞄準和射擊，然後迅速轉移到新的射擊陣地。這種作戰方式要求地面作戰平台具有地面導航能力，即能不斷測量位置的變化，準確確定當前的位置，精確保持動態姿態基準。

美國70年代初期就開始考察地面導航的方法和技術。1980年有人提出，考慮到無線電導航系統可能受到干擾，GPS衛星導航的空間飛行器易受攻擊，因而地面導航應以自主、獨立的慣性導航系統為基礎。在軍事部門的支持下，霍尼韋爾公司、利頓公司、辛格公司等在80年代初開始研究將環形雷射陀螺用於地面導航。霍尼韋爾公司將以GGl342型雷射陀螺為基礎的機載慣性基準系統裝在M48坦克上進行試驗，目的是評估捷聯式慣性基準系統在地面戰車環境中的性能．以及實驗證明環形雷射陀螺慣性系統可以在這種環境中提供所需的導航和姿態信息。結果，野外試驗演示獲得的方位精度、位置精度、姿態誤差、方位偏移等數據，均優於規範的要求，證明了環形雷射陀螺在地面導航系統中套用的潛力。鑒於雷射陀螺可靠性高(80年代初的平均故障間隔時間已達91000h)，反應時間短，可直接提供數字輸出；以雷射陀螺為基礎的動態基準裝置結構簡單、牢固，動態範圍大，可直接提供角速率輸出；雷射陀螺捷聯式慣性導航系統在精度、環境適應能力、可靠性等方面可以滿足嚴酷的地面戰場使用要求，因而將雷射陀螺地面導航系統做為實現地面導航的重要途徑是理所當然的。

相關規定

在進行地面導航時，我們必須遵循以下兩條基本規定：

1．出發點必須是在圖上和現地都已知的位置。

2．出發時應標定地圖，並且在行進的全程都要使它保持標定。

步驟

有了這兩條基本規定，地面導航就應按以下步驟來進行：

1．通過研究圖上的地形，確定通往目的地最實用的路線，並選擇一些沿線的地形特徵來指引行進的方向。

2．確定行進的大致方向。

3．開始前進。這時要考慮沿線各地形特徵之間的水平距離和垂直距離。

4．沿途在選定的地形特徵處(檢查點)確認自己的位置。

5．當到達終點的時候，通過對現地位置和相應的圖上位置的詳 細對照分析，確認自已的位置。

地面導航雷達

以地面為基準的雷達用於導航，可以說，從雷達問世的第一天就開始了，地面基準導航雷達比起用戶基準導航雷達(機載導航雷達和船用導航雷達)來說，通常具有較高的戰術一技術特性，這意味著在雷達顯示器螢幕上可得到較清楚和詳細的地形圖象，因而由其確定的用戶位置和其他目標的位置將具有較高的精確度。

地面導航雷達主要使用在空港和海港，在空港它的功用是監視空域、引進和交通管制等；在海港，除監視海面外，主要作進出港引導．在北美、西歐等地各大空港地面導航雷達使用很普遍9在全世界大約不少於160個海港均裝有這種雷達，著名的有鹿特丹、倫敦、漢堡、紐約、列寧格勒等。

地面導航雷達的特點是具有圓和扇形指示器，可顯示港口及其周圍的圖象，地面導航雷達的導航過程是以無線電通信方式把它的指令告訴用戶，使用戶分別按照它的指令完成自己的使命，如著陸、進港或避撞等。

相關設備

根據民航系統統計數據，民航飛機著陸前的8分鐘和起飛後的3分鐘是最容易發生重大事故的時間段，在民航界視為危險的11分鐘。所以人們就研究出如何準確地控制飛機的起降過程的導航設備。

任何機場的地面導航設備和飛行程式都必須進行實際的嚴格飛行校驗，在我國，這一飛行校驗工作由“中國民用航空飛行校驗中心”負責。這樣，機場導航設備才能為飛機提供準確的飛行引導，保證旅客安全。

在空中飛行的任何一架飛機，就像汽車在地面道路上行駛一樣，都必須遵守交通規則。飛機在空中一定的航路中進行飛行時，在這航路上規定著飛行的具體方向，空中經過的位置點和每個空域的最低飛行高度等諸多信息。而這些信息都是通過地面導航設備發出的信息綜合而成，才保證了飛行安全。所以地面導航設備為航班從它起飛直到最後落地的全程，提供了可靠而準確的飛行引導信息，保證航班在準確的航路上飛行。

每座機場都安裝有全向信標台VOR(VHF Omnidirectional Radio Range)，它是一個為飛機航路提供信息的設備。全向信標台VOR的發射機有兩種形式即普通VOR(CVOR)和都卜勒VOR(DVOR)。機載VOR接收機對兩種VOR台都是兼容的，機載VOR接收機接受VOR地面台發射的相位信號。自1987年以來，中國民航引進安裝的VOR地面信標台多以DVOR為主。在近年建造的神農架飛機場上，全向信標台就位於該機場跑道中間的一側。當飛機還在遠處時，怎樣引導飛機飛向目標機場(要到達的機場)，是靠它提供的方向信息，引導飛機飛到目標機場空域。全向信標台是一個巨型圓盤形天線陣，其上有49個天線，它們向飛機發出一組電波，告訴機組人員此刻飛機與機場之間的方位和距離。而飛機根據這些無線電信號形成的航路信息，就可準確地向目標機場飛行，然後進入飛行程式，進入到這個航向的覆蓋服務區。此時，該飛機的機組人員就可以截獲在這座機場的盲降信息，飛機就可進行目視飛行，但需飛行員自己確定飛行方位和高度。