雙曲線定位系統（hyperbolic positioning system）利用雙曲線定位方法，通過測定待定點到至少三個已知點的兩個距離差所進行的一種無線電定位。定位參數是距離差，位置線是雙曲線。定位時需由至少三個岸台（已知點）組成的岸台組。三個岸台至船（待定點）的三個距離有兩個距離差，即形成兩條位置雙曲線，兩者相交便可確定船位。
基本介紹
- 中文名：雙曲線定位系統
- 外文名：hyperbolic positioning system
- 定位參數：距離差
- 位置線：雙曲線
- 原理：兩個距離差的無線電定位
簡介,雙曲線定位原理,雙曲線定位計算,雙曲線定位特點,雙曲線定位的發展,
簡介
雙曲線定位系統，是由設定在岸上的主發射台（簡稱主台）和副發射台（簡稱副台）以及船上的接收機等組成的主台、副台先後發射脈衝式無線電電波信號。所以船上的定位儀實際上是一台接收機，它是以測定兩發射台發射的電磁波傳播到船上的時差來定位的。船上的定位儀接收主、副台的脈衝信號到達船上的時差，可以在專門的雙曲線海圖（又叫勞蘭海圖）上畫出船位線。
雙曲線定位原理
岸上兩發射台同時發射時間很短促的脈衝波，而船處於離兩發射台距離相等的位置上時，則兩台的脈衝波就同時到達，如船與兩台的距離不相等時，則電磁波到達船上所需要的時間就不一樣，就會出現一個時差。而定位儀就是依靠測定這一時差，來找相應的船位線的。
如圖1所示，A、B 為兩個導航台，點C、D、E及F到兩個導航台的距離差為一常數，所以它們都位於同一條雙曲線上。以兩個發射台為圓心畫出兩組等距離的同心圓。連線兩組具有相同距離差的同心圓的交點，就可以得到一簇雙曲線。
如圖2所示，到兩個定點（M，X）的距離差為常數的動點P 的軌跡是以定點（M，X）為焦點的雙曲線；同理，動點到定點（M，Y）的距離差為常數，動點P 的軌跡形成另一條雙曲線，兩條雙曲線的焦點就是用戶P 的位置。
圖2.雙曲線定位計算
在使用定位儀測定船位時，就是直接用測定的主、副台信號的時差，求得一條船位線。如果同時測到岸上兩組發射台的時差，可同時得到兩條船位線，這兩條船位線的交點，就是觀測時間的船位。電磁波在空氣中傳播的速度每秒鐘為三十萬公里。一秒的百萬分之一叫做一微秒。以1μS來表示。電磁波每一微秒走的路程為三百米。有了電磁波的速度，就可以計算出一定時間內電波所走的距離。其公式：距離差= 時間差（微秒）×300米。
雙曲線定位特點
雙曲線定位的主要套用是羅蘭系統。羅蘭系統是1940年由美國研製的一種低頻、脈衝式的中遠程無線電導航與定位系統，在20世紀70年代獲得廣泛套用。它可以全天候導引飛機，能遠距離工作，並且可以在萬米高空工作。羅蘭—C作用距離達到了1850km，距離精度可以達到100m，導航信號是100kHz 載頻調製的脈衝信號。
用羅蘭系統的雙曲線定位的優點有：
1、用戶裝置只需要接收機。
2、作用距離不受視距限制，可以用於大範圍的飛機和艦船導航。
3、 在山區和海上無法設定導航台的地方可以套用。
4、沒有盲區。
雙曲線定位的發展
1902年斯通發現了無線電測向技術，但一直沒有得到實際套用。到1907年發明了測角器，無線電測向技術才廣泛套用。之後又發明了船用雷達系統，可以測定船舶在海上相對位置。第二次世界大戰期間，研製成功了一系列雙曲線定位系統。常用的“勞蘭”系列和“歐米伽”導航定位系統都是基於雙曲線定位的原理。
