自1957年人類向太空發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星之后,一種新的導航方法被引進到民航業(yè),那就是迅速發(fā)展的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。現(xiàn)在這種導航系統(tǒng)從導航設施一直到地面組織管理在技術上均已比較成熟,估計在10~20年內將會全面取代現(xiàn)在的無線電導航系統(tǒng)。在衛(wèi)星導航系統(tǒng)中,主要的無線電導航臺站由地面挪到1000千米以上的高空去了,其優(yōu)點是無線電波的傳播基本不受地面氣象、地形等因素的影響,臺站的建立也不受地理條件的限制,距離也不受限制,因此可以很容易地建立起一個全球導航系統(tǒng)。
目前使用最成功的衛(wèi)星導航系統(tǒng)當屬美國人建造的全球定位系統(tǒng)(GPS)。這個系統(tǒng)由三部分組成。第一部分是人造衛(wèi)星,它由21顆衛(wèi)星組成。這些衛(wèi)星運行在高度為20000千米的6條圓形軌道上。每顆衛(wèi)星12小時繞地球飛行一周。它們運行的路線覆蓋了從南緯630到北緯630的地球上的大部分地區(qū)。衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率高于l000兆赫的無線電波,和光線一樣直線傳播,精確度高而且不受干擾。衛(wèi)星軌道的設計能保證在其所覆蓋的區(qū)域之內的每一點上,在大部分時間內能同時看(接收)到4個以上的衛(wèi)星。系統(tǒng)的第二部分是地面上一系列的衛(wèi)星管理站。它們的作用是跟蹤、遙測和管理衛(wèi)星,還要把精確的時間及其他信息傳送給衛(wèi)星。第三部分就是使用者手中的接收機,它在收到4個衛(wèi)星發(fā)來的信號后,測定出這4個衛(wèi)星的信號傳送到接收地點所用的時間(這一時間從衛(wèi)星所在的位置可以計算出來),這樣每顆衛(wèi)星就可以對應于測量點建立一個方程式,4顆衛(wèi)星建立4個方程式。其中的4個未知數(shù)是使用者所在的位置的三個坐標(x陀)和飛機的速度。在這個方程中的重要參數(shù)是時間。用無線電波傳播的速度與時間相乘就得出距離。無線電傳播的速度為每秒30萬千米。如果時間相差千萬分之一秒,距離就會差30米。因此這個系統(tǒng)對時間精度的要求就非常高,要求是在兩千年內誤差不足l秒!現(xiàn)在GPS接收機的使用很廣泛,甚至已經(jīng)普及到汽車及探險隊員的手中。但是把它用做民航的主要導航手段還需時日。原因是衛(wèi)星導航系統(tǒng)是由美國國防部開發(fā)的軍用系統(tǒng),它只是部分開放給民用。若要把它作為國際民航的通用導航系統(tǒng),不少國家心存戒心,擔心一旦發(fā)生政治糾紛或戰(zhàn)爭時,國家的民航系統(tǒng)將會受制于人。此外美國政府人為地把供民用的GPS的精度由l6米降低為l00米。這樣的精度作為遠程導航是足夠的,但要為飛機在機場進近、降落、起飛各階段做精密導航還是不夠的。世界有關各國正在通過國際民航界的一致努力,期望在10~15年內建立一個由國際組織管理的,精度達到要求的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。此后飛機將在全球的任何地點都能得到精確的衛(wèi)星導航,安全地進行飛行活動,這將是導航技術的第二次大飛躍,現(xiàn)在使用的大部分無線電導航設施那時將退居二線轉成為輔助設施。
來源:中國民航局