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GPS發明之前,飛機、輪船是用什麼導航的?


謝邀。

在GPS發明之前,飛機和輪船是用以下方法導航的:

  • 肉眼觀察、航圖;
  • 手錶、羅盤、空速表;
  • 無線電信標;
  • 天文定位(星象跟蹤儀);
  • 慣導。

實際上,GPS衛星導航系統也是無線電信標的變體,大致相當於把信標扔在天上。GPS衛星的那套玩意也可以裝在地面,用於改善局部區域的精度與信號強度。

無線電信標

沒有GPS時航空就和航海學,古老的就用航海的那一套就行。先進一點的有無線電定位。

古代,精確的可以用六分儀看太陽、星星確定經緯度(看過史泰龍和施瓦辛格合作的《金蟬脫殼》嗎?裡面就有個簡化版的六分儀)。比經緯儀更老的還有牽星板、像限儀(一種低精度六分儀)。

六分儀用來測量遠方兩個目標之間夾角的光學儀器。通常用它測量某一時刻太陽或其他天體與海平線或地平線的夾角﹐以便迅速得知海船或飛機所在位置的經緯度。

飛機導航法

二戰時德國飛行員要從柏林打到巴黎 從某處基地起飛 飛行員要弄清楚一路上能看到哪些典型標誌性物體 比如湖泊、山峰、河流 輔以計時測算距離 這是最原始的導航方式。

飛機領航是個比較複雜的東西 基本分為兩大類:VFR和IFR

飛機發明以來很長一段時間 飛行員都是靠VFR飛行的

什麼叫VFR呢?Visual Flight Rules 目視飛行規則

簡單來說 類比開車 就是你在路上看著路牌和路名 拿著手裡的地圖導航。

航空羅盤

航空羅盤最早也和指南針差不多,還真有飛行員用普通指南針導航,不過大家也知道,指南針有時候也不靠譜。然後就有了無線電羅盤,簡單說就是發射一道無線電波,通過電磁羅盤引導沿著無線電飛行。

不過即使這樣,還是不行,因為無線電的局限性是很大的,不如電磁干擾啊、通信距離一類的問題,這種時候就要靠天文羅盤了。

天文羅盤和航海導航的原理類似,都說根據時間不同,判讀天體為止判斷自己所在位置進行導航,但是這種導航方式操作困難,往往需要專制的導航員。

肉眼觀察

一直到二戰時代。國軍飛機的導航的重要依據之一依然是河流。蔣介石去了重慶後,就有了轟炸南京,上海的任務。國軍飛行員怎麼導航呢?順著長江飛。

天文定位(星象跟蹤儀)

天文導航系統有個能根據某一時刻進行編程的計時器,精度到5毫秒,所以導航系統知道在任何給定時間該向哪個位置尋找星星。安裝在萬向支架上的星象跟蹤儀在飛行中定期觀測星星位置,測得的數據送入數字計算機以糾正慣性基準裝置的誤差。

慣導

首先,慣導精度取決於你的技術水平和成本。你要是肯砸錢,裝個核潛艇上面的鈹球靜電陀螺,那估計連衛星導航都不用了。

而允許的誤差,取決於你要拿它幹什麼任務。比如我只是想拿它讓我找到回家的機場,那麼任務來回之後飄出幾公里也可以接受;如果是想拿它深入敵後,然後大致指引轟炸目標,那麼最好精度在幾小時一兩百米之內。

其次,飛偏了可以棄療。

時間到了21世紀 飛機的GPS才大展身手

現在比較常用的導航叫RNAV(Regional Navigation 區域導航)老一代的rnav是靠兩顆衛星+地面vor台進行定位 現在的rnav已經可以徹擺脫地面基站 完全靠衛星定位

既然是定位就有一定有偏差 這個導航的精準度用RNP(Required Navigation Performence 所需導航性能)表示 而飛機的實際飛行精度叫ANP(Actual ~ 實際導航精度)顯然 ANP必須小於RNP 飛機才能精確地在RNAV航路上保持飛行

目視飛行現在仍然用的很普遍 飛機私照駕駛員就很多只有VFR飛行資質 所以不用把飛機想的太高大上~


對於這個問題,老鷹航空從下面幾點來回答:

第一,早期的飛機和輪船上會配置專門的領航員和航行圖(航海圖)。

第二,從飛行/出港開始,領航員會持續性的根據當前速度和航向進行人工積分計算,並在航行圖上進行軌跡繪製,從而顯示出當前航向,以及距離目標區域的相對位置。

第三,這種人工積分運算,隨著時間和距離的增加,誤差會不斷的累計和放大。因此在一定時間之後,就需要對當前的航向軌跡進行校準。海上航行最常用的方式就是採用六分儀,通過對太陽或者其他星體與海平面夾角來換算出當前船舶的經緯度,從而校準航海圖。飛機就需要獲得地面參照物(實現做過標定)或者地面無線電指揮台提供的坐標信息。通過這種校準,就可以修正原先的航向,從而確保航向正確。

OK,關於問題就回答到這裡吧??。

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