惯性导航中的地磁偏差测量和计算

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导读:惯性导航中的地磁偏差测量和计算 赵景宜 前言:不只是军事上需要精确的导航,人类的活动一样需要导航。目前虽然广泛在使用卫星导航系统进行导航。虽然很好用。但是,卫星导航要占用地球外层空间。如果完全用卫星导航,以目前在运行的四套卫星定位系统计算。就需要发射254颗卫星才能满足需要。以8年更换一次。就可以产生254颗以上的空间垃圾。而导航卫星轨道是固定的。如果按照这样的发展速度发展下去。要不了多少年,卫星导航轨道就布满垃圾了。使我们人类无法正常利用宇宙空间为自己服务。也会使人类自由进出地球到宇宙进行探索充满危险

惯性导航中的地磁偏差测量和计算

赵景宜

前言:不只是军事上需要精确的导航,人类的活动一样需要导航。目前虽然广泛在使用卫星导航系统进行导航。虽然很好用。但是,卫星导航要占用地球外层空间。如果完全用卫星导航,以目前在运行的四套卫星定位系统计算。就需要发射254颗卫星才能满足需要。以8年更换一次。就可以产生254颗以上的空间垃圾。而导航卫星轨道是固定的。如果按照这样的发展速度发展下去。要不了多少年,卫星导航轨道就布满垃圾了。使我们人类无法正常利用宇宙空间为自己服务。也会使人类自由进出地球到宇宙进行探索充满危险。

惯性导航中的关键是地磁导航和星相导航方式,它是最古老的导航方式。它不占用地球外层空间资源。是我们保护地球外层空间的最好手段。而惯性导航中的地磁导航和星相导航还存在着一定的问题,研究解决这些问题,就可以解决导航问题。也可以很好的完成地球空间的保护问题。关于惯性导航中的时间问题一定在《中国时间和格林尼治时间的设置和优缺点》一文中进行了阐述。关于时间的扭曲问题在<时间与空间扭曲在经度计算中的应用>一文中进行了阐述。本文将就惯性导航中的地磁偏差测量和应用进行阐述。

在地理教材课本的“地球和地图这一章中说:看地图,首先要学会辨别方向,除了按照指向标准判别方向外,还可以用地理经纬网来确定方向。可是,地球表面没有地理经纬网。也没有东西南北方向。我们现在使用的方向是我们人类自己规定的方向。为了使我们自己规定的方向能够固定,我们发明了星相定位,为了让定位简单化,中国人发明了指南针。为了方便大众掌握,我们又发明了利用地球表面陆地地理物事作为参照物的导航方法。而最后一种方法不适合进行远距离定位。而利用星相定位受天气影响,无法全天候进行。用指南针定位,又存在着地磁方位和地理经纬网的偏差。在不同的地理位置地磁偏差又不相同,地球的地磁南北磁极点又与地理经纬网的经线交点不在一个点上。存在着差异。而且地球的地磁南北磁极点还在不断的变化着。这给计算出地磁偏差带来了极大的困难。但是,并不是不能计算出地磁偏差。

虽然地球的地磁南北磁极点在不断的变化着方位,但是,根据,<太阳与地球运行立体全图》和《地球四季运转立体全图》及《太阳系和宇宙运转立体全图》。是可以计算出地球的地磁南北磁极点漂移规律。这是一个天文问题,将在天文中阐述。本文只讲述地磁偏差测量与计算。

地磁偏差测量和计算:

虽然地球的地磁南北磁极点在不断的变化着方位,但是,在几天时间内是不会发生太大的变化。其变化是很小的。所以,在计算地磁偏差时是可以忽略不计的。也就是说,可以认为地磁极点是不变化的。要计算地磁偏差变化,用当天的地磁位置作为基础点,来计算未来几天的地磁偏差角值是可行的。不会出现较大的误差。

例如:一架飞机要执行从西藏某机场飞往美国芝加哥的航班。飞行距离要跨越180度经线。求:飞机飞行到达不同位置时的地磁偏角?

解:已知:

制定飞行航线的当天的地磁南北磁极位置是:北极磁极位置在北纬87度,东经120度的交点上。南极磁极在南纬88度,东经180度的交点上。

根据惯性导航地图测得飞机到达东经150度、北纬30度时,与地球磁极南北极点的磁差是;:北极磁差是22度,南极磁差是72度,地磁磁偏角是4度。即地理网北极点与指南针指示的北极点差4度。方向偏西。

飞机到达东经180度、北纬30度时,与地球磁极南北极点的磁差是;:北极磁差是15度,南极磁差是90度,地磁磁偏角是7.5度。即地理网北极点与指南针指示的北极点差7.5度。方向偏西。

飞机到达西经150度、北纬30度时,与地球磁极南北极点的磁差是;:北极磁差是71度,南极磁差是25度,地磁磁偏角是6度。即地理网北极点与指南针指示的北极点差6度。方向偏东。

飞机到达西经120度、北纬30度时,与地球磁极南北极点的磁差是;:北极磁差是90度,南极磁差是27度,地磁磁偏角是13.5度。即地理网北极点与指南针指示的北极点差13.5度。方向偏东。

飞机到达西经90度、北纬30度时,与地球磁极南北极点的磁差是;:北极磁差是71度,南极磁差是29度,地磁磁偏角是10度。即地理网北极点与指南针指示的北极点差10度。方向偏东。以上方向指北半球。

由于地球磁场和太阳系磁场和宇宙磁场是互相影响的,所以,地磁坐标也受太阳磁场和宇宙磁场的影响。会产生磁偏差。但是,在一般定位中,只要计算出地磁和指南针的磁偏角就可以了。它的误差一般是千分之五以内。



二〇一〇年七月十日星期六

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