军用GPS卫星导航/定位技术最新进展

2007-05-23 15:15:40 来源: 《轻兵器》 网友评论 0 进入论坛
 
一种带有光电陀螺仪的战术级惯性测量装置(IMU)
一种带有光电陀螺仪的战术级惯性测量装置(IMU)
 
以MEMS为基础的IMU
以MEMS为基础的IMU

更进一步的目标

在GPS使用受限时,以用户习惯的方式支持所有操作是体现人性化的操作技术,也是DARPA追求的更现实的目标。一些致力于达到这一目标的设想已经得到了验证,按照支持用户接收器所需的附加装备,大致可分为3种:多信号导航、自由信号导航和无信号导航。

多信号导航

GPX通过当地强大的模拟卫星来加强GPS信号,除此之外,还有其他辅助手段来增强信号。方法之一就是创建其他类型的信号,使该信号可以穿透土地、石层和建筑物,将多个路径和环境引起的信号失真减至最小。战略或战术放置信标的多种信号模式(包括低频、准随机噪声、射频、光、重力、发射能,甚至是信息素在内的声学、地震学、磁、电领域)尽可能地被用来提供必需的穿透级别,并且使用先进的信号处理器对信号进行处理,以减少杂波。这方面还需要很多新的技术来支持。

譬如,设想制造一种能自行飞行/机动的探测器,用以测定山洞的连通性和大小等。如果它可以在坑道和瓦砾中行进,根据传感器收到的受害者发出的信号圈定其位置范围,并把这一信息传达给搜索人员,将给搜索和营救工作提供更有效的帮助。

当遇到一些严苛的环境时,如搜救人员或被追踪的传感器在着火的建筑物内发出信号时,“多信号导航”不只是传输信号,还可以通过用户的接收器(通常为一组,数量不能太多,距离不能太近)追踪建筑物,以确定目标位置。特别是在难以穿透、错综复杂的混乱环境中,从建筑物到瓦砾、洞穴,“多信号导航”的这一能力就尤为重要。

尽管“多信号导航”在需要穿透障碍物或抵制干扰时很有用,但如果遇到目标覆盖区域太大或不能进入的领土时,由于不能增加局部信号或追踪接收器,此时也许可以利用时下被忽视的“自由信号导航”技术。

自由信号导航

这一技术包括一系列人工合成的信号,可以覆盖地球上每一寸土地,但对建筑物或地下的穿透能力一般。这种方法是利用周围诸如电视、广播电台或卫星通信等电磁信号来弥补GPS在其所用电磁频谱上的导航空白。

使用自由信号导航时,可能需要购进一些“多信号导航装备”。譬如,随机信号源定位和波形描述可能需要一些前期描述或额外的基础设施,如战场上或战场附近的信号接收台等,以便向用户接收器提供特征描述。

无信号导航

“无信号”导航似乎是一种返璞归真的技术。在人类不断利用外部工具来达到目的的时候,如何更好地利用大自然传递的信号来判定系统所在的位置呢?

历史和自然已经证实,古代人以及迁徙、觅食的动物并没有配置先进的辅助工具,却总能找到食物、配偶以及适宜的栖息地。当然,人类当前的目标远不止如此简单,但这里想说的是如何利用大自然的能量与高效、准确的现代技术相结合实施导航和地理定位。太阳和月亮潮汐引起的引力信号、地球磁场或者其他更具影响力的因素都在引起科学家的关注和研究。

结语

在GPS使用受限的空中、地面或地下区域的导航以及地理定位问题是当前最为关注的GPS热点技术,随着技术难关的突破,相信会出现综合性能更好、更加坚固耐用且价格适中的导航定位解决方案。虫虫

本文来源:《轻兵器》
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