王順利 洪強 黃歡
摘 要 隨著時代的發(fā)展,無線電技術(shù)得到了前所未有的飛速發(fā)展。在21世紀,無線電技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到我們生活的方方面面。無線電定位是無線技術(shù)的一個分支,但它已經(jīng)在我們的生活中十分普遍,GPS就是一種典型的應(yīng)用。本文主要介紹了無線電定位技術(shù)的研究意義與其發(fā)展歷程。
關(guān)鍵詞 無線電定位 信號 導(dǎo)航 雷達 數(shù)據(jù)處理
中圖分類號:TN929.5 文獻標(biāo)識碼:A
1無線電定位技術(shù)的研究意義
無線電定位是根據(jù)無線電信號的電參數(shù)來得到的位置參數(shù),使用適當(dāng)?shù)亩ㄎ凰惴▉碛嬎隳繕?biāo)位置。由于無線定位是用無線電波,受氣候效應(yīng)的影響小,因此,它是保證人的交通安全的必要手段,在復(fù)雜條件下是一種用于導(dǎo)航非常有效的方法。在現(xiàn)代社會中,特別是在信息化戰(zhàn)爭中,無線定位技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用,在軍事和民用領(lǐng)域使用覆蓋率高。它已廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域,利用不同的定位原理,已經(jīng)開發(fā)出了地面雷達,紅外檢測,光學(xué)檢測,無人機,預(yù)警,偵察,基于信息采集和檢測系統(tǒng)。在定位系統(tǒng)中,有源定位,由于其發(fā)射的電磁波有更容易暴露自己的缺點,因此,無源定位已經(jīng)成為研究的焦點,世界各地都在開發(fā)改技術(shù)和相應(yīng)的設(shè)備。
隨著對無線電定位技術(shù)的深入研究,對如何準確定位信標(biāo)的重要性逐漸顯現(xiàn)出來。在一般情況下,定位系統(tǒng)主要包括四部分:發(fā)射部分,傳輸部分,接收部分,信號處理部分。通過信標(biāo)發(fā)送無線電定位信號,其次,第一發(fā)送信號通過傳輸部分到達各種媒體與基站,然后,由基站接收信號匹配,最后,進行數(shù)據(jù)處理,信號濾波,放大和數(shù)據(jù)處理,測量對象相對于已知點的方向,距離,距離差等參數(shù),隨后形成定位信息,最終實現(xiàn)定位信標(biāo)。
2無線電定位技術(shù)的發(fā)展歷程
在定位和導(dǎo)航的發(fā)展歷史中,通常是通過一個獨立的和相互匹配的應(yīng)用來提供實時的位置信標(biāo)客觀信息。到目前為止,地面無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)仍然是主流的定位系統(tǒng),主要包括:儀表著陸系統(tǒng),VOR,測距儀,精密進近雷達,塔康,航空無線電,微波著陸系統(tǒng)(如圖1所示)等。這些系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)并互相匹配,第二次世界大戰(zhàn)中構(gòu)成一個相對完善的導(dǎo)航和定位的一體化高新科技產(chǎn)物。
隨著技術(shù)的進一步成熟,近年來主流的無線定位技術(shù)為GPS定位,導(dǎo)航定位技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。按照時間劃分,無線定位的發(fā)展過程可分為三個階段:早期階段,發(fā)展階段與廣泛使用的成熟階段,最后實現(xiàn)成熟的技術(shù)改進,多技術(shù)的融合;可以說無線定位的應(yīng)用是從單一功能定位轉(zhuǎn)變?yōu)槿较蚋呔榷ㄎ?,以及從單領(lǐng)域向多領(lǐng)域開拓的發(fā)展過程。在軍事上方面,已經(jīng)誕生了一個新的導(dǎo)航和定位系統(tǒng)生成的一體化產(chǎn)品,為軍事任務(wù)提供更加有效實施的保障。
在無線電定位技術(shù)發(fā)展的早期階段中,由于發(fā)明了無線電側(cè)向技術(shù),使定位導(dǎo)航系統(tǒng)成為一個可以用來導(dǎo)航的可靠裝置,具有劃時代的意義。由于無線電導(dǎo)航抗干擾能力強,不易受季節(jié)的影響,工作可靠,精度高,顯示清晰,使用方便,得到了大量的應(yīng)用。這一時期的特點是測向定位能力比定位能力要強很多。
在無線電定位技術(shù)的第二階段,利用雙曲線定位的近程導(dǎo)航定位系統(tǒng)得到了廣泛的利用。為了確保飛機在復(fù)雜氣象條件下安全降落在夜間,儀表著陸系統(tǒng)得以發(fā)展。隨著飛機和船舶航次的增加,遠程導(dǎo)航系統(tǒng)誕生了,羅蘭系統(tǒng)和歐米茄系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。此外,多普勒導(dǎo)航雷達作為自治的遠程導(dǎo)航系統(tǒng)也備受關(guān)注。50年代初的VOR和距離測量設(shè)備,相互結(jié)合形成了極坐標(biāo)近程導(dǎo)航定位系統(tǒng),也可以提供飛機相對于地面導(dǎo)航站的方位和距離信息。這個階段是基于無線技術(shù)的迅速發(fā)展時期,各種無線電導(dǎo)航系統(tǒng)和設(shè)備得以發(fā)應(yīng)用,使導(dǎo)航信號覆蓋到了全球范圍,并為交通密集,需要更高導(dǎo)航精度的區(qū)域提供了更加完善精準的導(dǎo)航服務(wù),從而形成了一個相對完整的導(dǎo)航系統(tǒng),導(dǎo)航技術(shù)由此而飛躍發(fā)展。
在無線電定位技術(shù)的成熟階段中,無線電導(dǎo)航系統(tǒng)主要用于地面,整個系統(tǒng)的復(fù)雜度集中在地面導(dǎo)航站,對機載或船舶用戶設(shè)備相對簡單,而且價格低廉,可靠性高,易于推廣應(yīng)用。但導(dǎo)航信號覆蓋在大范圍內(nèi)的地面系統(tǒng),導(dǎo)航精度較低,導(dǎo)航數(shù)據(jù)更新率不高;同時具有較高導(dǎo)航精度的地面系統(tǒng)往往只有有限的覆蓋范圍。
從軍事上看,地面系統(tǒng)的空間傳播需要依靠無線電導(dǎo)航和用戶之間來進行,要滿足軍事系統(tǒng)所要求的生存能力,抗干擾,防破壞,防作弊的需求還是有所欠缺的。自主導(dǎo)航系統(tǒng),雖然沒有這樣的問題,但一般是船位推算導(dǎo)航系統(tǒng),通過積分來提取信息源,誤差隨時間積累,航位推算導(dǎo)航系統(tǒng)長時間工作后,通常需要由其他導(dǎo)航系統(tǒng)需要定期校準。因此,為了實現(xiàn)不外露,覆蓋范圍大,精度高的軍事要求,飛機與船往往有多個導(dǎo)航設(shè)備,大大增加了設(shè)備的復(fù)雜性。
參考文獻
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