水下定位仪原理_水下定位系统

文章导读:

• 1、潜艇导航是怎么导航的
• 2、水下探测器是什么原理
• 3、潜艇在水下是怎么辨别方向的

潜艇导航是怎么导航的

当人在茫茫无际的森林、荒凉无边的沙漠或楼房林立的城市迷路后，往往不知道自己所在的位置，甚至辨别不出方向。驾驶潜艇也存在这个问题，在战事紧张时，潜艇是不能浮上来依靠外界引导的，潜艇在浩瀚漆黑的海水中航行，必须独闯伸手不见五指的“龙宫”，如果不依靠专门的仪器帮助，就如同“盲人骑瞎马”，必定迷失方向。

潜艇在出航前，负责导航的军官和部门，就已经制定出了一条预先航路，并把航路中的各种要素（如岛屿、浅滩、暗礁、水深、地质、海流、沉船等）事先标注在海图上，潜艇出航一般都是按照既定的航路行驶的。但潜艇在深水之中，无法观察到外界的导航标志，必须要有先进的水下导航仪器随时定位，不断地修正航路，才能确保不偏航。

潜艇的导航仪器比较多，但主要是依靠惯性导航系统。惯性导航系统是当前唯一能向潜艇导航和武器发射提供必要的全部数据的设备，与其它导航方式比较，其优点除了精度高、自动化程度高外，最为突出的是工作完全独立，它依靠自身的惯性元件进行导航，与外界任何参考物（如岸上的物标、星星、太阳、无线电波等）没有任何关系，所以不受干扰和破坏，隐蔽性能好，在军事应用上有着极其重要的意义。

惯性导航系统属于借助电能工作的电子导航仪器。工作的实质是，由装在平台台体上的加速度计测出潜艇运动的加速度，再通过计算机对加速度经过一次积分得到航速，经二次积分得到航程，并进而算出潜艇所在的经度、纬度、纵横摇角、速度、航行距离和航向等导航参数。潜艇发射弹道导弹时，必须知道发射时刻潜艇的确切位置、状态和航速，才能进行精确的弹道计算，最终保证落点精度。

惯性导航系统的主要缺点是定位误差随时间的积累而增大，每隔一定时间必须校正。

除了电子导航仪器外，还有两种类型的导航仪器，也是潜艇上常常装备的，一般作为备用或修正定位精度。

一种是普通导航仪器。如磁罗经，它是利用磁针受地磁场的作用来指示舰位航向和测定方位的航海仪器，相当于指南针的作用；六分仪的原理是测量天体的高度和地面目标的水平角及垂直角来导航；计程仪是用来指示艇速和航程的仪器；潜望镜上有方位盘和测距装置，可起到观测目标进行导航定位的作用.上述导航仪器虽然结构简单、使用方便、生命力强，但观察精度差，一般受天气影响较大，是比较落后的导航方法；另外使用普航仪器大多还要升起潜望镜或浮出水面，不利于潜艇的隐蔽。

另一种是无线电导航仪器。它是利用外界导航台的电磁波信息，可进行全天候定位的导航仪器，设备本身的可靠性强，定位速度快。如无线电测向仪（又称无线电罗盘），它以测量沿海分布的已知电台的方位角来定位，多用于舰船在近海的导航；无线电定位仪，如劳兰C、奥米加导航系统，前者是利用无线电信号，根据双曲线原理进行定位的仪器，但它必须有两个固定的岸上电台配合使用。后者是以相位延迟原理工作的导航系统，该系统有8个发射台遍布全球，用极长波同步发射，潜艇可以不必将接收天线升出水面即可接收信号进行定位；卫星导航仪是用于接收导航卫星发射的无线电导航信息，计算测者位置的设备。

无线电导航系统的缺点是：要依赖岸上的导航发射台发射电波，如果发射台一旦被破坏或失灵，就会出现相当大的空白区；而且易被干扰，不能提供舰艇的航向和姿态信息等。卫星导航系统虽然可全球覆盖定位，精度高，但须把天线升起到水面以上，其安全性仍受到质疑；如果使用别国卫星，则无自主权。

潜艇导航系统的发展趋势，一是实现自动化、全球覆盖、全天候和连续定位；二是提高设备的可靠性和精度；三是进一步提高潜艇导航时的隐蔽性；四是发展综合导航系统，把不同的导航系统组合在一个统一的系统内，取长补短，成为一个有机的整体。

现代海战的需要，对导航系统要求越来越高，新技术的迅速发展，将使导航系统实现定位、导航、识别三种功能，以适应海上作战的组织指挥日益复杂的局面。

水下探测器是什么原理

声呐就是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备

声纳由发射机、换能器、接收机、显示器、定时器、控制器等主要部件构成。发射机制造电信号，经过换能器（一般用压电晶体），把电信号变成声音信号向水中发射。声信号在水中传递时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回的声波被换能器接收，又变成电信号，经放大处理，在荧光屏上显示或在耳机中变成声音。根据信号往返时间可以确定目标的距离，根据声调的高低等情况可以判断目标的性质。例如，目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；鱼群的回声则低沉而混乱。目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：音调不断变高，说明目标正向他们靠拢；音调不断变低，说明目标离我们远去了

潜艇在水下是怎么辨别方向的

在海上航行的大多数船只，都有全球定位系统对其进行导航。但由于全球定位系统卫星发出的雷达信号不能穿透水面，因此，潜艇只有在海面上航行时才能使用全球定位系统进行导航；潜入水下之后，就得另找办法了。

在水下，潜艇一般会先用灵敏的陀螺仪测量出自身的活动情况，然后将其输入计算机，由计算机将其活动路线和当地海洋的详细地图进行对比，使潜艇保持在计划路线的30米以内。不过，这种导航方式最多只能连续工作一周，然后潜艇必须重新浮出水面，用全球定位系统和其他电子导航工具校准惯性制导系统。

此外，潜艇在水下还能用声波定位仪来确定自身和海底一些有显著特征的目标的位置，以此来进行导航。声波定位系统可以通过测量声波从某一物体反射回来的时间长短来确定潜艇和该物体之间的距离。