曹子昱 袁立宇
陆军航空兵学院
【摘要】本文总结了现有常用领航方法的优缺点，分析了未来领航技术的发展方向和标准要求，并提出了直升机在未来作战和非战争任务中的领航方法。
【关键词】直升机；空中领航；发展展望
空中领航是一门科学，人类已经出于飞行的目的逐渐对其进行了总结和研究。飞行实践是指使用各种地面空间飞行中的领航设备，天体和物体，采用多种方法，确定飞机的位置，并确定飞机的计划飞行。根据机头的方位，速度和高度，概述飞机到位，执行预定的飞行任务以及安全着陆的过程。
一、直升机空中领航基本方法
1.地标罗盘领航。利用直升机领航的客观定律，根据领航装置测得的参数可以确定使用地标的直升机的确切位置，以领导直升机的领航方法称为直升机的位置，飞行方向与预达时刻。这也称为推测结合地标领航。不利之处在于它受天气，白天和黑夜以及当地条件的影响。
2.无线领航。使用无线电领航设备引导直升机领航的方法称为无线领航。这种领航方法被列为必须与飞行员地标指南针领航并行进行控制的两种基本领航方法，可以在复杂的天气条件或白天或晚上的无地标区域中使用。
3.卫星领航。卫星领航这是一种使用全球卫星定位系统和设备确定直升机位置，计算飞行员参数（例如地面速度，时间，风向和风速）以及解决基本领航问题（例如飞行）的方法。领先的方向，时间，位置和直升机领航。随着我国北斗卫星领航系统的逐步完善和精度，可靠性的不断提高，基于北斗卫星领航的领航方法越来越广泛地被采用。
4.集成领航系统。集成领航可以通过组合两个或多个具有不同特性的领航系统来提高提供诸如补充空中领航速度和位置之类信息的领航系统的准确性。综合领航系统主要包括GPS/惯性综合领航，GPS/雷达综合领航，惯性/地形支持综合领航，多传感器综合领航等。
二、直升机领航理论与技术的发展方向及需求
1.范围应宽。范围是指一个区域或三维空间。这意味着源自领航站的信号足以使空中领航系统以指定的精度提供承运人的位置。为了满足任务的需要，领航系统的范围必须至少包括任务区域。同时，需要一系列军事领航系统，以促进更大范围的统一指挥，合作和支持，以及直升机从基地到战区的移动和领航。越大越好，直到覆盖整个世界【1】。
2.领航精度较高。领航系统的精度是指系统提供给职业的实时位置与职业在该点的实际位置之间的对应程度。领航系统提供直升机的实时位置信息。这是确保飞行安全的前提。特别地，在容易发生事故的着陆飞行阶段，领航信息必须非常准确，并且不随时间，位置，高度和航空母舰而改变。
3.更新信息的频率快。领航信息的更新率是领航系统每单位时间提供定位数据和其他领航数据的次数。更新速率要求与运营商的领航速度和领航阶段有关。领航信息不仅包括位置，还包括时间，速度，方位和姿态等信息。信息更新的速度直接影响搜索的准确性。尤其是在使用自动驾驶仪实现自动操作时，领航信息必须具有要驾驶的飞机本身的动态状态以及与飞行操作实时等效的更新率。
三、直升机空中领航方法发展展望
1.地球物理勘探。首先，所谓的地球物理勘探需要建立一个数据库。该数据库包含有关地球上各个点的重力场的垂直坡度和重力扰动的数据。也就是说，它包含地球不同部分的三维重力矢量，即大地和地球的物理数据。数据可以形成由重力表或重力梯度仪以静态或动态方式收集的地图数据。原则上，地球物理勘探和地形支持勘探非常相似，只是使用重力矢量地图数据代替地形地图数据。但是地球物理勘探也有其缺点。在飞行的情况下，重力上方空间的高频分量随高度而迅速消失，因此只有在低海拔时才能获得精确的定位精度。重力表和重力梯度仪都需要相应的软件来维持稳定的平台和稳定的参考坐标系统。确定重力矢量的另一种研究方法是计算未补偿的惯性领航与GPS测得的加速度之差。GPS测得的加速度是平台的纯加速度，未经校正的惯性领航测得的加速度由平台的加速度矢量和重力矢量组成。这种差异是重力矢量【2】。
2.地磁搜索。在过去的十年中，随着GPS与惯性领航应用的激增，在真正的国防领航中使用的机会越来越多。但是，有些地图是基于磁北绘制的，因此军方应廉价地提供磁北，并维护地磁数据库。获取北磁的一种方法是从北中扣除地磁数据库的磁差。另一种方法是使用地磁仪进行实时测量。地磁领航是通过反向利用地磁的空间不规则性来形成的。地磁可以看作是自然坐标系，可以利用地磁的测量信息来提供领航和定位。根据地磁数据的各种处理方法，地磁搜索可分为两种：地磁匹配和地磁滤波。所谓的地磁匹配是在预先计划的轨道末端绘制一些点地磁特征参考图（或参考图），并将其存储在计算机上。当直升机飞越该区域时，地磁匹配仪会实时测量此时飞行中的地磁特征量，从而创建实时地图。通过比较与直升机计算机相关的实时地图和参考地图，计算直升机的实时坐标，以便由领航计算机计算领航信息。地磁匹配与地形匹配系统相似，但区别在于地磁匹配可能具有多个特征量。地磁匹配的特点是原理简单，匹配精度和捕获概率高，是一种更加方便灵活的设置方法。但是，在地磁匹配中，必须存储大量的地磁数据【3】。
3.其他领航方法。美国国防高级研究计划局（DARPA）和其他国家/地区的政府机构继续支持对以下领航方法的调查。（1）卫星通信实现精确的时间同步，采用三角测量的实时定位信息。因此，可以将卫星领航与卫星通信相结合。实际上，在任何通信网络中，如果有足够的带宽实现网络同步，则可以同时提供领航功能。（2）GPS和惯性领航的结合可以进一步与地形支持领航地球物理领航地磁地图数据结合，在各种动态，各种干扰环境和屏蔽条件下为世界各地的用户提供高精度，位置，速度，轨迹。即使GPS信号丢失，也是如此。在此，相互耦合的程度，滤波的数量和这些滤波器的状态向量的数量在精度上起着重要的作用。（3）开发纳米机电系统（NEMS）传感器。它的优点是在构建惯性领航时不需要陀螺仪，只需使用加速度计来检测每个轴的线性和旋转加速度即可。
总结
随着电子技术，计算机技术，航空航天技术的进步，未来的试验设备有望逐步实现先进的自动化，智能和系统结构的集成。新导体技术创造了新的导体设备。新的导电装置将可靠地促进新的导电方法的出现，促进直升机导电线水平的不断提高，从而进一步提高直升机在现代战争和非战争军事行动中的任务性能。
【参考文献】
[1]赵小华,曹勇,乔凤卫.航空导航技术的发展方向[J].火力与指挥控制,2013,(6).
[2]邱致和,李跃.导航与定位[M].北京:国防工业出版社,2008:23-24.
[3]王巍.惯性技术研究现状及发展趋势[J].自动化学报,2015,
(06):723-729.