從人類發(fā)明船艇以來,導(dǎo)航就成為了一個永恒的話題——你的船要朝什么方向行駛?怎么走才最快捷、最安全?在什么時間到達(dá)什么位置?這一切的問題都有賴于導(dǎo)航。自從船艇用于戰(zhàn)爭目的之后,尤其是魚雷、導(dǎo)彈裝備艦艇以后,這一問題就更顯突出了??梢赃@樣講,艦艇導(dǎo)航的精確與否決定海上戰(zhàn)爭的勝利。
現(xiàn)代軍用艦艇導(dǎo)航的總體要求是可靠、連續(xù)和準(zhǔn)確。顧名思義,可靠是指導(dǎo)航儀器設(shè)備要質(zhì)量好、不出毛病。連續(xù)是指導(dǎo)航儀器要能實時、不間斷地提供導(dǎo)航信息。準(zhǔn)確是指導(dǎo)航設(shè)備提供的信息精度要高、時間要準(zhǔn)。當(dāng)然這也要根據(jù)導(dǎo)航信息平臺所執(zhí)行的任務(wù)和所面對的客觀條件而定。對軍用艦艇來講,實施火炮、魚雷攻擊任務(wù)的艦艇導(dǎo)航信息的質(zhì)量可差一點。對于發(fā)射艦載(艇載)導(dǎo)彈的艦艇來講,導(dǎo)航信息的質(zhì)量就要求得高。如果有一艘戰(zhàn)略導(dǎo)彈核潛艇要發(fā)射洲際導(dǎo)彈,那它所需要的導(dǎo)航信息則是最高的,否則就會“失之毫厘,謬以千里”了。對海上航行的艦船,一般導(dǎo)航精度2~3海里就能滿足航行安全了。近海測量船的導(dǎo)航精度要求在10米以內(nèi),對于障礙物較多的復(fù)雜海區(qū)或進(jìn)出港口,導(dǎo)航精度一般為幾米或幾十米,當(dāng)然對于遇難船只的定位應(yīng)是一米不差才最好。
現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù),大致可分為地文、天文、儀表、電子(無線電)、慣性、衛(wèi)星和綜合導(dǎo)航這幾大類。
地文導(dǎo)航歷史最悠久,它是通過對山頭島嶼之類的地上目標(biāo)進(jìn)行觀察測量,從而確定艦船所處方位。而天文導(dǎo)航則是古代人類對天文(主要是天上的星座)知識的基礎(chǔ)認(rèn)知達(dá)到一定程度之后才發(fā)展起來的?,F(xiàn)代航海技能的基礎(chǔ)是利用六分儀觀測星體高度來定位,這也是古代天文導(dǎo)航技術(shù)的延續(xù)。
在船舶導(dǎo)航的技術(shù)方面,我國曾經(jīng)擁有輝煌的歷史,鄭和下西洋、指南針的應(yīng)用都在導(dǎo)航技術(shù)上發(fā)揮過很大作用。
近現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展增加了新的手段,特別是兩次世界大戰(zhàn),尤其是近些年無線電技術(shù)、新材料和現(xiàn)代精密加工技術(shù)的進(jìn)步,大大促進(jìn)了艦艇導(dǎo)航技術(shù)的跨越。如大家都熟悉的美國GPS、我國的“北斗”等技術(shù)都是這方面的佼佼者。
對于潛艇而言,諸如無線電、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)都有一個很大的不足,那就是接收導(dǎo)航信息時容易暴露目標(biāo)。如潛艇要從水下伸出接收裝置來獲取導(dǎo)航信息,這樣就失去了潛艇的隱蔽性。而潛艇的隱蔽性是其最大的作戰(zhàn)優(yōu)勢,一旦失去了隱蔽優(yōu)勢后果不堪設(shè)想。因而,慣性導(dǎo)航和在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的綜合導(dǎo)航技術(shù)日益在潛艇導(dǎo)航上發(fā)揮越來越大的作用。
其實慣性導(dǎo)航的原理也不是什么高新理論。1687年牛頓力學(xué)定律奠定了慣性導(dǎo)航基礎(chǔ),1851年傅科理論確定了陀螺理論基礎(chǔ)。
現(xiàn)代陀螺導(dǎo)航儀有液浮、靜電、動調(diào)、光學(xué)、激光等許多種,利用干涉儀原子陀螺儀實現(xiàn)的線慣性導(dǎo)航儀的定位精度可達(dá)5米/海里小時,現(xiàn)代納米技術(shù)的發(fā)展又成為慣性導(dǎo)航向微型化發(fā)展的新突破。
慣性導(dǎo)航是現(xiàn)代艦艇應(yīng)用最廣、發(fā)展最快的技術(shù)。它的優(yōu)點是不受外界干擾、隱蔽性好,不受天候、時間、區(qū)域限制,能在地球各海域長時間提供多種導(dǎo)航信息。一句話,慣導(dǎo)技術(shù)是一種完全自主的導(dǎo)航手段,不依賴任何外界信息,所以不受任何干擾,就是“走自己的路,讓別人說去吧”!這一點對于潛艇尤其是可在水下長時間活動的核潛艇尤其有重大作用。
當(dāng)然慣導(dǎo)技術(shù)也不是沒有缺點,它在正常工作之前需要一定的啟動和準(zhǔn)備時間,它的定位誤差會隨著時間的增加而加大,需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整校對。慣性導(dǎo)航設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密,制造難度很大,而且發(fā)達(dá)國家對諸如此類的技術(shù)出口控制得很嚴(yán)格,要獲得先進(jìn)的慣導(dǎo)技術(shù)必須立足國內(nèi)。
對于一艘現(xiàn)代化艦艇來講,在航行、作戰(zhàn)或執(zhí)行各種任務(wù)時,可能會遇到各種外界信息的干擾,所以必須具備除慣導(dǎo)之外的其它現(xiàn)代化的導(dǎo)航方法,如無線電、測天、重磁、測速、測深等多種導(dǎo)航手段。這些導(dǎo)航手段和慣導(dǎo)技術(shù)融合在一起,從而構(gòu)成了現(xiàn)代艦艇(船)上一個龐大精密復(fù)雜的導(dǎo)航系統(tǒng),成為名符其實的艦艇神經(jīng)中樞和大腦。