導航與衛星
10年前,世界最先進的,也是第一種隱身飛機是美國的F-117夜鶯攻擊機。F-117由保密級別最高的位於加利福尼亞州伯班克的洛克希德·馬丁公司下屬的臭鼬工廠研發。F-117能對雷達的掃描回聲,分散超過99%的雷達信號能量,大約隻有0.025平方米雷達信號,相當於一隻小鳥的麵積。它外形詭異,可以神不知鬼不覺地飛臨任何一個地方,多次被當成外星人的飛碟。F-117充滿神秘感和傳奇色彩。
1999年3月27日,在科索沃戰爭中,一架F-117戰鬥機完成轟炸任務後返航。南聯盟塞爾維亞的佐爾坦達尼上校指揮第250防空導彈營,發射導彈攻擊美軍戰鬥機。F-117飛行員戴爾·澤爾科中校在飛行中,沒有發現被雷達鎖定和導彈追蹤的警報。突然,他感覺飛機被擊中了。當F-117向地麵墜落的時候,飛行員澤爾科閃過一個奇特的念頭:“我媽媽肯定會很不高興的。”
美國洛克希德·馬丁公司為F-117這個蝙蝠俠設計了隱身功能,也為飛行員設計了多種衛星定位功能,如逃生座椅、頭盔中的無線電和衛星定位儀。澤爾科落地後馬上打開衛星定位儀,知道自己落在了南聯盟的腹地。澤爾科開啟衛星定位發射機。美軍通過導航衛星立即發現了飛行員準確的降落地點。
南聯盟得到老百姓的報告,才知道有一架飛機被擊落,還是一架最先進的隱身攻擊機。官兵們和老百姓在飛機殘片上載歌載舞慶賀勝利。搜索隊曾多次從飛行員所在的地點經過,但美軍在導航衛星、偵察衛星的幫助下,指揮飛行員一次次敏捷地躲避搜索。南聯盟納悶了:明明掉在這一帶,人到哪兒去了呢?
為了救出飛行員,美國空軍特種戰術中隊派出4架“雷電”攻擊機,3架武裝直升機進行搜救。直升機根據衛星導航儀的定位信息,盤旋在澤爾克藏身之處的上空。
“哥們,快點!他就躲在幾十米遠的地方,3點鍾方向。”
突擊隊員從直升機上下降,落地後準確地找到了瑟瑟發抖的澤爾科。“你還好麼,長官?”一個突擊隊員說。
另一個突擊隊員拉起澤爾克說:“我們接您回家。”
美軍趕在南聯盟搜索隊之前找到並救出了飛行員,從被擊落到救援成功,一共用了6小時。突擊隊員說:“一切如鍾表般精確。”在飛機上,美國總統克林頓打來了祝賀電話。一周後,克林頓宣布:美軍早已成功救出F-117飛行員。而當時,南聯盟搜索隊還在擴大範圍,進行拉網式搜索。
拯救F-117飛行員是一次載入史冊的成功行動。美國國防部為所有參加救援行動的官兵授勳。官兵們認為功勞最大的應該是GPS導航衛星。GPS導航衛星為救援行動打開了一條嶄新的道路。事實證明光靠地圖和指南針的作戰模式已成為過去。
導航是辨別、定位、定向、記憶和行動的一種方式,具有時間和空間的特征。它能將載體從一個位置引導到另一個位置。人類發明了多種定位和定向方法,如根據太陽指引方向,利用夜空的北鬥七星確認方向,利用司南、羅盤、指南針、燈塔等裝置確定方位。人類憑借智慧和科學技術研究發明了許多新的導航技術。例如,慣性導航、天文導航、無線電導航以及多種方法的組合導航。
衛星導航是最實用、最普及的導航技術。衛星導航係統分為空間段、地麵段和終端三大部分。空間段主要是導航衛星。
導航衛星是設在太空中的無線電導航台。先進的導航衛星太精準了,可以達到分米級。導航專家常稱導航衛星是“上帝的指南針”。由數顆至數十顆導航衛星組成星座,稱為衛星導航係統、衛星定位係統。
導航衛星要為時間與空間立法,提供精確的時間與空間標準。導航衛星是怎樣充當指南針和定位的呢?衛星導航原理包括多普勒測速的衛星導航定位原理和采用有源或無源時間測距的衛星導航定位原理。采用衛星導航時,衛星不間斷地告訴衛星導航儀自己的位置在哪裏、時間是多少,衛星導航儀收到信息後,經過4顆導航衛星比較、計算,就知道三維坐標、方向、運動速度和時間信息。
根據導航衛星的信號覆蓋範圍,衛星導航係統可分為區域衛星導航係統和全球衛星導航係統。區域衛星導航係統有目前中國的“北鬥”衛星導航係統、印度的IRNSS區域衛星導航係統和日本的“準天頂”衛星導航係統等。全球衛星導航係統有美國的全球衛星導航係統、俄羅斯的“格洛納斯”係統和歐洲的“伽利略”係統。衛星導航係統不受晝夜和氣象條件的限製,可以為人員、飛機、艦船、車輛、坦克和導彈進行導航,具有全球和近地空間的立體覆蓋能力。