海上导航技术介绍

导航的目的主要是帮助人们或设备确定自己在地理空间中的位置，从而能够引导飞机、舰船、车辆等沿着设定路线安全、准确地到达目的地。

导航可以提供两类信息：第一类信息为载体自身的运动参数，如用户自己的三维坐标和速度矢量、航向、姿态等信息；第二类信息则是环境信息，包含授时信息、用户所在地的风速风向、水流速流向、湿度、温度和气压等。

舰船的导航技术多种多样，包含地磁导航、惯性导航、无线电导航、卫星导航、天文导航、水声导航、气象导航和地球物理场匹配等导航方法。这些导航手段各有优劣。

1.地磁导航

地磁导航是一种无源自主导航方式，具有无辐射、全天时、全天候、全地域、误差不随时间积累、抗干扰能力强的优良特征。指南针就是地磁导航技术的最早应用，中国人两千年前就开始利用司南来指引方向，用于舰船导航的指南针称为磁罗经。

随着技术的发展，人们发现地磁场为矢量场，在地球近地空间内任意一点的地磁矢量都是唯一的，且与地理位置存在对应关系。因此，理论上只要确定该点的地磁场矢量，即可通过地磁匹配实现全球定位，并逐步形成了地磁匹配导航和地磁滤波导航两大研究方向。

2.惯性导航

惯性导航通过陀螺和加速度计等惯性元件测量载体的角速度和加速度，从而实现导航定位。

3.无线电导航和卫星导航

无线电导航发展于上世纪30年代，最早为简单的无线电测向仪，后来陆续发展出罗兰A中程、台卡、奥米伽和罗兰C远程等无线电导航系统。

卫星导航是无线电导航的重要衍生。1965年，美国成功研制了子午仪卫星导航系统，1994年，美国又建成全球定位导航系统(GPS)。GPS的研制成功是导航技术上的一次革命，首次实现了全球、全天候、高精度地三维定位、测速和授时。中国北斗三号后来居上，于2020年完全建成，在定位和授时等技术层面，全面超越GPS。

4. 天文导航

天文导航是人们利用天文观测，得到多个典型天体视觉位置，再利用天体位置与地球坐标系以及时间的关系，来确定用户的具体位置。天文导航具有抗干扰能力强、全球使用、误差不随时间积累的显著优点，在军事航海领域具有十分重要的作用。用于天文导航的设备包括六分仪、星体敏感器、集成星体敏感器和天文导航系统等。