第1章 引言
1.1 导航简史
1.1.1 经度和时间
1.1.2 天文方法
1.1.3 20世纪的发展:惯性导航和无线电
1.2 无线电导航方法
1.2.1 三边测量法
1.2.2 双曲线定位
1.2.3 多普勒定位
1.3 无线电导航系统
1.3.1 地面无线电导航系统:Loran和Omega
1.3.2 卫星导航系统:子午仪、GPS和GNSS
1.4 小结
习题
参考文献
按照Bowditch(1802)的说法,麦哲伦在其1519年的环球航行中,装备有“海图、地球仪、木制和金属制的测绘仪、木与青铜制的四分仪、指南针、磁针、沙漏和时钟,以及航行日志”。利用这些仪器和出色的个人技能,麦哲伦能估算出航行速度、方向和纬度,但不能估算出经度。250年之后,海员们才能在海上确定经度。又经过了200年,即到了20世纪末期,人们已能够即时、连续、便宜、容易地精确估算出位置、速度和时间,这全要感谢GPS。
GPS代表着多项成熟于20世纪后半期并组合在一起的技术成果。其中,稳定的空间平台、超稳定原子频率标准、扩频信号和微电子技术,是GPS实现和成功的关键。这些技术用来实施古老的“三边测量法”定位,即通过测量到已知点的距离进行定位。
本章中,我们试图将GPS置于导航系统的历史中来描述。1.1节将简述跨越千年的导航发展历程,终点是惯性导航和本书关注的无线电导航;1.2节侧重于无线电导航的基本原理;1.3节将叙述地面和卫星无线电导航在二战期间及战后的发展。
1.1 导航简史
我们从简要讨论以下3个领域开始。虽然这3个领域初看起来互不相关,但事实上,无论是在古代还是在现在,它们都是定位和导航系统的心脏。
·大地测量学,研究地球的大小和形状,以及地表测绘。
·计时(或测时法,测量时间的艺术和科学)。
·天文学(以及20世纪的航天学,太空飞行的科学与技术)。
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