导航技术和装备的发展历史（中国导航发展史）

本文目录一览：

• 1、车载导航发展简史
• 2、汽车导航仪的历史有多长时间了
• 3、惯性导航技术发展的历史过程有谁知道吗？求告知！
• 4、北斗卫星导航系统的发展历程是怎么样的？
• 5、导航系统是如何发展的？
• 6、航空导航的发展历程是怎样的？

车载导航发展简史

确定目的地，使用车机交互设定导航路径或是连接手机，打开第三方地图软件使用车机映射选择躲避拥堵的路径。“导航到目的地”，在2020年的汽车生活中已经变得非常的简单和智能，能够有效地帮助驾驶者做好路径规划和时间管理，这究竟应该归功于车机系统的发展还是智能手机的进步？别忘了前提条件，这一切目前依然是基于GPS框架下的科技红利，而未来，可能还会有北斗系统的功劳。

如果你的年龄已经介于后浪和前浪之间，你可能还记得小时候坐车出行时，司机在加油站小憩时，除了方便，大多还会拿出一张纸质地图，研究研究下一个三岔路口究竟应该左转还是右转。如果是在市区驾车，驾驶者大多对驾驶线路烂熟于心——毕竟那个时候没有这么多四通八达的道路，路上也没有这么多车辆，城区甚至也没有那么大，谁谁谁记路特别厉害，还会被人送外号“活地图”。

来到今时今日，可能好多驾驶者根本没动过“记路”的念头，因为导航软件的确太方便了，即使大家知道怎么去目的地，甚至是每天上班都走一遍路径，司机们也会习惯打开导航，因为在躲避拥堵这件事情上，电脑明显胜过了人脑。

早在30年代，就有想法比较多的人设计过原始的车载导航系统。当时出现了一款名为ITERAVTO的外接设备，可以放在车辆的仪表台上。这个系统使用卷纸地图，首先将地图插入设备并手动设置当前位置，然后将设备用电缆与速度计相连。当你移动时，地图上的标记就会跟着你的方向移动。两个问题，首先它没有路径规划功能，只是可以辅助你了解当前位置；第二，汽车速度计在当时就不太靠谱，更别说通过它再外接一个测距设备了。

60年代和70年代，日本人和美国人都比较热衷于研究车载导航设备。1961年Hidetsugu Yagi设计了一个基于无线信号的原始导航系统；1966年通用汽车开发了一种辅助系统，称为DAIR(驾驶员辅助、信息和路由)，被认为是现在安吉星的前身；1973年，日本国际贸易产业省(MITI)和富士重工共同发起了日本汽车导航系统研究项目CATC(综合汽车交通控制)。这些研究成果同样具有两大特点——高成本，低效率，所以自然没有普及的意义。

80年代，本田推出了相对于前20年的发明成果更靠谱的一款车载导航设备。它的两点进步——基于地图，并且第一次成为新车的原厂可选配置。它没有GPS，用陀螺仪定位，有两根导线和氦气陀螺仪来确定你的位置，CRT显示器上用圆点显示当前的位置，所有的计算都由16位计算机提供。与今天的导航解决方案相比，它非常昂贵，价格是2746美元，大概相当于可以选装它的雅阁车价的四分之一。

真正改变车载导航命运的人，是罗纳德·里根。1983年，当美国总统罗纳德·里根签署行政命令，允许平民使用GPS技术时，他可能并不知道自己在书写历史。全球定位系统是60年代为美国国防部的需要而开发的，这一行政命令让公众使用GPS成为了可能。三十多年后，几乎每个人都在使用它，来了解自己在哪儿，要去哪儿以及怎么去。

虽然GPS开放了民用，但整个80年代大家似乎依然没有把这种通过卫星定位的技术和车载导航联系起来。加州的Etak Navigator在1985年推出，使用英特尔8088微处理器和磁带驱动器。盒式磁带不能存储大量的信息，仅在洛杉矶地区，就需要4个磁带，使用导航需要频繁更换磁带。Etak有地址地理编码，将地址转换成纬度/经度，并且系统支持自我校正。Etak Navigator的价格是1500美元，比本田的陀螺仪便宜了些，但依然毫无性价比。

1987年，日本在导航技术上给了汽车世界两项模糊但重要的进步。丰田皇冠轿车首次配备了内置CD-ROM的航迹推算导航系统，并首次配备了彩色显示器。这些80年代的尝试在导航精度上依然不能让人满意。所以第一次在将GPS运用在车载导航上的汽车品牌究竟是哪家？

答案意外而又不意外。潜心研究黑科技百年的马自达，在1990年推出的转子跑车Eunos Cosmo上，使用了GPS系统。在20世纪90年代，几乎每个汽车制造商都开始探索和试验GPS导航的能力。1990年，马自达发布了第一辆内置GPS系统的汽车；1992年，丰田Celsior成为了第一辆带有声控GPS系统的汽车；1994年，BMW第一次推出装有GPS导航系统的汽车,技术由飞利浦提供；1995年美国制造商第一次推出装有GPS导航系统的汽车，技术来自我们现在熟悉的Garmin, 推出的品牌则是现在已经消失的奥兹莫比尔。

90年代的尝试期之后，服务商在2000年大幅提高民用GPS的定位精度，基于GPS的车载导航正式成为一种普及化汽车配置。从简单的电子地图，到线路规划，到现在的结合实时路况为驾驶者推荐躲避拥堵的路线，甚至是基于GPS和地图的支持实现车辆的自动驾驶。

理论上来说，从90年代到现在，车载导航设备的工作原理并没有再一次革新，不过随着车机运算速度的越来越快、地图服务商所提供的信息越来越丰富以及整车OTA的普及，车载导航变得越来越实用。不过问题也随之而来，目前的车载导航，理论上有着和手机的第三方导航App相同的工作原理，手机的更新迭代远远快于汽车，生活中我们也更习惯和手机进行交互行为而不是汽车。我们判断一款车载导航是否“好用”如今的标准，是它能不能实现和手机导航相同的精准和便捷。既然我们人人都靠手机活着，即使越来越好用，但功能性很难超越手机的车载导航，依然只能扮演“鸡肋”和“备胎”的角色。车载导航如何求变？车企和供应商需要新一轮的装备竞赛，比如可能在全新一代梅赛德斯-奔驰S级上采用的全息投影技术将车载导航信息完全3D化，让车载导航的功能性和可阅读性超越手机，是我们未来能接着聊车载导航的前提。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

汽车导航仪的历史有多长时间了

　车载导航仪现在已有20年的历史了。

全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。 三维导航是GPS的首要功能，飞机、轮船、地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合，可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。

惯性导航技术发展的历史过程有谁知道吗？求告知！

从广义上讲从起始点将航行载体引导到目的地的过程统称为导航。 从狭义上讲导航 是指给航行载体提供实时的姿态、 速度和位置信息的技术和方法。 早期人们依靠地磁场、 星光、太阳高度等天文、地理方法获取定位、定向信息，随着科学技术的发展，无线电 导航、惯性导航和卫星导航等技术相继问世，在军事、民用等领域广泛应用。其中，惯 性导航是使用装载在运载体上的陀螺仪和加速度计来测定运载体姿态、 速度、 位置等信 息的技术方法。实现惯性导航的软、硬件设备称为惯性导航系统，简称惯导系统。

捷联式惯性导航系统(Strap-down Inertial Navigation System，简写 SINS)是将 加速度计和陀螺仪直接安装在载体上， 在计算机中实时计算姿态矩阵， 即计算出载体坐 标系与导航坐标系之间的关系， 从而把载体坐标系的加速度计信息转换为导航坐标系下 的信息，然后进行导航计算。由于其具有可靠性高、功能强、重量轻、成本低、精度高 以及使用灵活等优点，使得 SINS 已经成为当今惯性导航系统发展的主流。捷联惯性测 量组件(Inertial Measurement Unit，简写 IMU)是惯导系统的核心组件，IMU 的输出信息的精度在很大程度上决定了系统的精度。

陀螺仪和加速度计是惯性导航系统中不可缺少的核心测量器件。现代高精度的惯性导航系统对所采用的陀螺仪和加速度计提出了很高的要求，因为陀螺仪的漂移误差和加速度计的零位偏值是影响惯导系统精度的最直接 的和最重要的因素，因此如何改善惯性器件的性能，提高惯性组件的测量精度，特别是 陀螺仪的测量精度，一直是惯性导航领域研究的重点。 陀螺仪的发展经历了几个阶段。最初的滚珠轴承式陀螺， 其漂移速率为(l-2)°/h， 通过攻克惯性仪表支撑技术而发展起来的气浮、液浮和磁浮陀螺仪，其精度可以达到 0.001°/h，而静电支撑陀螺的精度可优于 0.0001°/h。从 60 年代开始，挠性陀螺的 研制工作开始起步，其漂移精度优于 0.05°/h 量级，最好的水平可以达到 0.001°/h。

1960 年激光陀螺首次研制成功，标志着光学陀螺开始主宰陀螺市场。目前激光陀螺的 零偏稳定性最高可达 0.0005°/h，激光陀螺面临的最大问题是其制造工艺比较复杂， 因而造成成本偏高， 同时其体积和重量也偏大， 这一方面在一定程度上限制了其在某些 领域的发展应用， 另一方面也促使激光陀螺向低成本、 小型化以及三轴整体式方向发展。 而另一种光学陀螺-光纤陀螺不但具有激光陀螺的很多优点， 而且还具有制造工艺简单、 成本低和重量轻等特点，目前正成为发展最快的一种光学陀螺

我国发展

编辑

我国的惯导技术近年来已经取得了长足进步，液浮陀螺平台惯性导航系统、动力调谐陀螺四轴平台系统已相继应用于长征系列运载火箭。其他各类小型化捷联惯导、光纤陀螺惯导、 激光陀螺惯导以及匹配GPS修正的惯导装置等也已经大量应用于战术制导武器、飞机、舰艇、运载火箭、宇宙飞船等。如漂移率0.01°~0.02°/h 的新型激光陀螺捷联系统在新型战机上试飞，漂移率0.05°/h 以下的光纤陀螺、捷联惯导在舰艇、潜艇上的应用，以及小型化挠性捷联惯导在各类导弹制导武器上的应用，都极大的改善了我军装备的性能。

北斗卫星导航系统的发展历程是怎么样的？

中国高度重视北斗系统建设发展，自20世纪80年代开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，形成了“三步走”发展战略：

第一步，建设北斗一号系统。1994年，启动北斗一号系统工程建设；2000年，发射2颗地球静止轨道卫星，建成系统并投入使用，采用有源定位体制，为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务；2003年，发射第3颗地球静止轨道卫星，进一步增强系统性能。

第二步，建设北斗二号系统。2004年，启动北斗二号系统工程建设；2012年年底，完成14颗卫星（5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星）发射组网。北斗二号系统在兼容北斗一号系统技术体制基础上，增加无源定位体制，为亚太地区用户提供定位、测速、授时和短报文通信服务。

第三步，建设北斗三号系统。2009年，启动北斗三号系统建设；2018年年底，完成19颗卫星发射组网，完成基本系统建设，向全球提供服务；计划2020年年底前，完成30颗卫星发射组网，全面建成北斗三号系统。

扩展资料：

5月21日下午，在全国政协十三届三次会议首场“委员通道”上，全国政协委员、中国北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风介绍，今年是北斗全球系统的收官之年，最后一颗北斗组网卫星已运抵西昌卫星发射中心，各项准备工作正在有序推进，计划6月份择机发射。届时，北斗系统部署将圆满完成。

杨长风介绍，北斗系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高最复杂的巨型航天系统。杨长风说：“我们用20多年时间走过了国外卫星导航40年的发展路程，特别是北斗全球系统的建设，用两年时间实现了17颗卫星、17个运载、29颗星的高密度发射组网，而且连战连捷，创造了世界卫星导航的一个奇迹，被称之为中国速度。”

参考资料来源：百度百科-北斗系统

参考资料来源：东方财富网-北斗全球系统最后一颗组网卫星6月发射

导航系统是如何发展的？

从古至今，导航系统主要经历了天文导航、指南针导航、无线电导航、雷达导航、卫星导航等发展过程，实现了由“近视眼”到“千里眼”的飞跃。

我们都知道，夜空中的北极星基本恒定在北方的方位，而北斗星一直在北极星附近，指示着北极星的方位，夜间可用它来判知东西南北。

这样，我们的祖先发明了借助日月星辰判断海上航行方向的“牵星过洋术”。在航海中，人们使用一种测角仪，测量从水天线到星星的仰角，将测量的结果和早已测定好的“过洋牵星”比较，就可以知道船只在海中的大略位置了。

指南针应用于航海是世界航海史上的一项划时代的创举。如果没有指南针，就不会有近代航海事业的大发展，就不会有地理大发现，就不会有各国间大规模的经济贸易和文化交流。但天文导航和指南针是有局限的，它们虽使人们摆脱了海岸，但在雾天、阴天和复杂的海区仍可能出现误差而造成人间悲剧。

直到20世纪，无线电导航、雷达导航和卫星导航诞生，人类才真正做到了“海阔任船行，天高任机飞”。

我们对于无线电导航并不陌生，它是通过接收沿岸放置的导航台中较近的两户导航台同时发来的无线电信号，根据这两个导航台发出信号到达舰艇的时间差计算出这两个导航台与船只之间距离差，从而测出船位。这是无线电导航的基本原理。后来，人们又将测时差改为测信号电磁波的相位差，提高了导航精确度和导航距离。

雷达导航是依靠雷达荧光屏上目标显示的变化情况来引导航行的。雷达由天线、发射机、接收机、显示器、电源所组成，也是用无线电来测定目标方位和距离的。

当雷达的发射机发射出的电波遇到障碍后，就被反射回来，接收机接收到信号后，便在显示器的荧光屏上显示出来。然后，通过一系列复杂的计算便可测出目标的方位和距离。

目前，卫星导航已经广泛应用，它的导航精度能够精确到几米，有了卫星导航，海上航行已经完全能做到自由自在了。

冲破“音障”

有了喷气式发动机，飞机好像做了一次“美容手术”，机身变得瘦小了，流线型的机身更加漂亮，更有利于飞行。飞机的飞行速度成倍地提高。

新的问题随之出现，当飞机飞行速度接近音速，即时速很快达到1224千米时，一种怪现象发生了：整架飞机开始振颤，操纵机构失灵，接着飞机像撞到一堵坚硬的水泥墙上一样，突然爆炸，机毁人亡。许多架试验飞机就这样莫名其妙地失事了。但有一次美国空军上尉哈利逊在飞机爆炸之前的一瞬间，跳伞成功，得以生还。

他回忆说：“简直像在梦中，‘砰’的一声，飞机就被一把大锤打得粉碎……”

后来科学家们研究发现，飞机的飞行速度是不能超过音速的。如果超过音速，飞机前面被压缩的空气就像一堵水泥墙，飞机无法将它劈开，而被这堵“墙”撞得粉碎。这种现象被称为“音障”。

音障成了提高飞机速度的一大难题。科学家们为了对付音障想出了许多方法，做了许多次试飞，最后才发现要克服音障就必须提高发动机功率，增加各部件强度，使飞机表面尽可能变得光滑，改进飞机的外形，采用后掠式三角翼，前端做成针状。

根据这些理论将飞机各方面进行了改进，并做了多次实验，最后终于实验成功了第一架突破音障的实验飞机X-1。这架飞机体积很小，身长只有945米，却装有4台喷气发动机。整个机身呈光滑的流线型，像一个海豚，前端呈针状。

1947年10月17日，这架飞机开始试飞。实验开始时，先将X-1装于一架巨型轰炸机下方，让巨型轰炸机将其带到一定高度和速度后，将其投出，同时X-1立刻开启自己的4台喷气式发动机，独立飞行，速度不断增大，这时仪表已显示出1125千米／小时的速度，紧握操纵杆的试飞员非常紧张，这架飞机能不能冲破音障？

试飞员又慢慢地提起操纵杆，使飞机的速度慢慢地提高，仪表显示飞机的速度继续提高，达到音速了！飞机运行平稳，并未出现异常情况。飞机速度又缓慢超过音速，成功了！X-1试验机胜利返航，人们欢呼拥抱，音速是可以超越的！音障被克服了。

克服“热障”

飞机作超音速飞行时，前方的空气被压缩，使飞机外壳和空气发生高速摩擦，产生了巨大的热量，飞机表面的温度可高达300℃。

高温的后果是严重的。受热后的金属材料的负荷能力下降，无法承受飞行负担，甚至还会发生变形。用不同金属制成的零件受热后膨胀情况不同，相互间连接就容易出现问题，严重时这种问题会造成飞机解体。同时，机舱内温度升高，驾驶员被高温烤得无法正常工作。高温还会软化飞机上的塑料、有机玻璃等器件，使它们失去原有的性能；燃料和润滑油在高温下也会挥发。

这种现象被称作超音速飞行时的“热障”，“热障”是提高飞机速度的“拦路虎”。那么，怎样才能降低超音速飞机表面的温度呢？

随着新材料技术的不断发展，各种各样的新材料被应用到航空领域，逐渐克服了“热障”。首先，将飞机表面做得非常光滑，一方面可以减少摩擦，减少生热；另一方面光滑的表面也可以辐射掉一部分热量。

其次，可以利用物理方法对飞机进行冷却，想办法将热量带走，如在飞机内表面夹层中安装冷却套，套内装有冷却液体循环，把热量带走。当然，也可以在飞机的表面涂上一层有机涂料，从飞机表面带走大量热量。

第三种方法比较复杂，称为烧蚀式防热。将一种新式高分子材料敷于飞机表面，这种材料遇到高温后，就可以吸收热量，变成一种具有良好隔热性能的疏松层。它的外表面虽然是300~400℃的高温，但在相隔5毫米的另一面，温度却可以保持在100℃以内，这种方法可以彻底地克服“热障”。

有了先进的超音速飞机，又克服了“热障”这个“拦路虎”，飞机的飞行速度迅速提高，飞行纪录不断被突破。1956年9月，X-2火箭飞机时速达到了3450千米；1967年9月，X-15型火箭飞机的时速竟达到了7200千米。现在，一般战斗机的速度都超过音速3倍，大型客机大都可以以2倍音速飞行。

航空导航的发展历程是怎样的？

20世纪20～30年代，无线电测向是航海与航空仅有的一种导航手段，而且一直沿用至今。不过，后来它已成为一种辅助手段。第二次世界大战期间（无线电导航技术发展迅速）出现了双曲线导航系统，雷达也开始在舰船和飞机上用作导航手段，如雷达信标、敌我识别器和询问应答式测距系统等。远程测向系统也是在这一时期出现的。飞机着陆开始使用雷达手段和仪表着陆系统。40年代后期，伏尔导航系统研制成功。

50年代出现塔康导航系统、地美依导航系统、多普勒导航雷达和罗兰C导航系统等。60年代出现了“子午仪”卫星导航系统，超远程奥米加导航系统。70年代微波着陆系统同步测距全球定位系统也都研制成功并陆续投入使用。80年代初期建成奥米加地面系统。同步测距全球定位系统也已投入了使用。

1992年，在瑞典的航空站试验了一种最新型的导航系统，借助从卫星来的信号，该系统能使飞机顺利地在跑道上着陆。美国参加了这一系统的研制工作。这些卫星归美国国防部管理，是收集和传输有关各种观测目标所在地点信息的全球卫星群的一部分。在瑞典的试验表明，该系统工作中的最大误差为3～4米。为了防止敌人捕获，从卫星来的信号以某种失真形式传输，这样，只有在离接收信号设施半径不超过100米的地方才能正常接收它们。新系统的主要目的是在每架飞机周围形成一个半径为150米的独特的“安全球”。只要“安全球”的边界遭破坏，自动警报信号装置即起动，“侵犯”立即清楚地显示在屏幕上。