没有卫星照样能导航,中国科学家独辟蹊径

  北京时间2017年11月25日02时10分,我国在西昌卫星发射中心用长征二号丙运载火箭,成功将遥感三十号02组卫星发射升空,卫星进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。

  这又是一次航天发射的胜利,对于我国航天发射来讲,司空见惯。但是,这次发射的卫星值得关注,这颗卫星的用途不是防灾减灾,不是气象观测,而是探测地球电磁环境。

  从古代指南针的发明可以看出,人类很早就注意到地球存在南北极对称的磁场。地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地球可视为一个磁偶极,其中一极位在地理北极附近,另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线(磁轴)与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引,这就构成了地球的基本电磁环境。地磁环境非常重要,众所周知,现代无线通讯的基础是利用地球的电离层反射(短波收发)以及高轨道通信卫星中继。无线通讯关乎经济发展、社会生活、国家安全,但是由于地球是一个球体、并非平面,故而沿直线传播的电磁波在地表附近的发射距离受到很大限制,同时由于太阳耀斑爆发、日冕抛射、行星际激波等因素的影响,地球电磁环境总会呈现一定的不稳定,进而导致通信受到干扰甚至全球通信中断的严重后果。因此,研究地磁环境十分的必要。

  地磁环境研究其实还有一项更重要的意义,那就是为导弹提供导航。可能有人会问不是有GPS和北斗之类的导航系统吗?答案是肯定的!但是,假象这么一种状况,如果GPS和北斗被摧毁了,导弹导航怎么办?现代战争,尤其是大国战争,双方都有能力摧毁对方的导航系统,那么导航系统失灵后,谁拥有替代的导航选择,谁讲掌握战争主导权。地磁环境就为我们提供了一种可行的办法。

  利用地磁导航,其实很早就被提出,国际上称为地磁匹配技术,上个世纪60年代美国就开始了这项技术的研究,但由于种种原因, 并未获得深入的发展。直到近年来随着GPS暴露出各种弱点和日益激烈的电子对抗对巡航导弹造成制导方式危机,使得人们开始寻找新的制导技术,地磁匹配技术就是一个绝佳的选择。

  地球和近地空间存在的磁场, 称为地磁场。地磁场是一个矢量场, 具有全天时、全天候、全地域的特征。各地地磁场强度不尽相同。地磁场的强度大小和方向是地理位置的函数,且与该点的经纬度相对应, 具有唯一性。因此, 可以把地磁场当作一个天然的坐标系, 只要准确测定各点的地磁场矢量即可实现对飞行器或水面、水下航行器等的全球定位。同时, 地磁场具有丰富的总强度、水平磁场强度、东西分量、北向分量、垂直分量、磁倾角、磁偏角和磁场梯度等较多的特征量, 为地磁匹配制导提供了充足的匹配信息。波音飞机上就配备有地磁匹配导航系统,供飞机在起飞降落时使用。但是,应用于导弹这种高精度要求的装备还需要进一步的研制。

  总之,此次卫星发射,说明了我国科技工作人员已经意识到未来战争方向。在“研究打仗,打胜仗”思想的指导下,我国军事理论与科技将更上一层楼。(利刃/张阳)

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