核潜艇在海底航行的过程中是如何导航的？

2024-10-26 13:50:13 浏览：1

▍核潜艇在海底航行的过程中是如何导航的？

潜艇在水下航行时，无法接收外界信号，导航主要就是靠根据海图进行航路推算，还有就是惯性导航。这两种导航方式的前提就是潜艇自身初始位置必须要准确，然后再进行复杂计算。

▍核潜艇在海底航行的过程中是如何导航的？

梁老师说事，为您回答这个问题。

核潜艇如何导航？别说您了，当初小编对这个问题也抠脑门子。

在咱的认识当中感觉，潜艇吗？说道根子上就是一抛到海里头的铁皮罐头，俩眼一抹黑，对于外边的情况啥也看不见，毕竟你炮车可以开天窗，弄挡风玻璃，潜艇这玩意可来不了这个，啥玻璃也扛不动这么大的压强。

真要整个玻璃上去，分分钟钟就能给您整漏气了，后悔都没地后悔去。

所以小编还专门的翻阅过一些个资料，在这里就给大家伙显摆显摆，嘚瑟嘚瑟。

目前为止潜艇上使用的导航系统，大概有六个种类，这里头包括天文导航，雷达导航，卫星导航，近程无线电导航，远程无线电导航，惯性导航以及综合导航。

当然您要说还能列举出其他方法，那都是比较小众，冷门一类的导航，缺点那叫大大的，这里咱就不说道了。

那么这六个导航系统中，前边四个属于非自主导航系统。听这名字您就知道了，这四个导航系统，他就得借助外界的力量才可以完成导航，光靠自身的力量来导航，压根就行不通。

这种非自主导航，特别要命，这要是在战争中，很容易暴露的。

其实咱自己想一想也能理解，咱就拿卫星导航来说事。

一说卫星导航，大家伙都知道，潜艇发出信号给卫星，卫星然后回馈这个信号，告诉潜艇：“小老弟啊！你目前在那地啊！”经纬度就全告诉你了。

这就相当于潜艇和卫星打电话，聊的火热，不免的就有对手跑那偷听，这种偷听你基本上就拦不住，这就不免暴露目标，所以这战争真要打起来，卫星导航之类的非自主导航一般都会被掐灭了。

而且非自主导航还有一个致命的缺点，这家伙在开启导航的时候，那就得上浮，把半个身子露出来才成。

潜艇您别看他是一大杀器，这玩意皮薄的厉害，防御力基本为零，就依靠着那点子隐藏技巧躲过追杀他的对手。

这露出水面，这要是被对手发现了，您自己感觉一下，这能有一个好，一发导弹打上去，就是一大窟窿，连打白旗的机会都不会留下，冒着气泡就沉海底去了。

但相对于后边两种自主性导航系统，就没有以上这个缺点了，他不依靠外界的信息和助力，自己完成导航。

但不管是非自主性导航，还是自主性导航，他们都存在一个致命的问题，那就是误差！

所以潜艇上的导航系统，压根就做不到百分之百的精准，导航出现错误，那是经常的事。

说道这里，估计有小伙伴要惊讶了：“那咋工作呀？这不说笑吗？”

科学家他用另一种方法弥补导航系统的误差，咋做呢？误差既然不能被消除，那让他存在就好了，咱只要知道这个误差的值是多少，最终导航系统给出的结果，把这个误差值输入进去，进行最后的修正，哎这出来的结果就和真实的情况差不多了。

那么说到这里，估计大家伙对于潜艇的导航系统就有了一个大概的了解，接下来咱挑几个出来给大家伙再简单的说道说道。

首先是天文导航。这东西说道根子上，就是看星星或看太阳辨别位置，这技术早在过去人类坐木船进行远洋的时候，就有了。

那么早期潜艇出航进行远洋的时候，他们也经常采用这种天文导航系统。咋用呢？

潜艇升上来，艇员就拿着一个六分仪，对着太阳或者什么星星咔咔这么一测，然后确定潜艇的位置，跟着再来辨别方向的。

这东西特别的麻烦，当遇到天气情况比较糟糕的时候，别想了，洗洗睡吧，这套系统今天休息，就算是把眼珠瞪出眼眶，你都不会有啥收获的。

当然了，在没法看星星看太阳的情况下，如果手里有足够的潮汐资料，而且潜艇还在近海航行的话，经验丰富的艇员靠着当时潮汐的数据也是可以辨别出潜艇的位置。

当然这是理想状态下，毕竟潜艇也是运动，潮汐的同样也是运动的，那么通过艇上的转轮计程仪，基本上得出的结论会有很大的误差。

误差会有多大呢？说个数据您就明白了。

一艘潜艇如果用三节的速度航行，而且航行了三天以上，这种计算出的结果，往往和实际位置存在二十公里的误差。

所以说，过去的人真可怜，出趟门天公不作美，连方向都找不到，终于找到了，位置还差了二十公里，要命啊！

当然了，如今科技发达了，这种太过搞笑的事情就不会发生了。

目前不管是啥潜艇，都会装一个卫星导航系统，这东西比较精确。

咱别的不说，就拿美国人的GPS来说，这东西有十八个发射台，都在地球两千多公里的位置上，发射同步信号。

您这潜艇不管在哪里个位置上待着，只要潜艇接受信号，就有三到四颗卫星同时给这潜艇输入他需要的信息资料，告诉他的位置具体在哪里。

这个误差范围据说在十米到二十米的距离，如此之好的优点，这也是GPS系统能被广泛使用的一个原因。

当然了，这套系统想要使用的话，咱前边也说了，他必须把身子从海里升起，当然了要是不愿意，至少也得把他那桅杆伸出水面，接受信号才成。

这也是没有法子的事，海水可是一种非常良好的屏蔽材料，卫星那信号穿不透海水的。

至于雷达导航，近程无线电导航和远程无线电导航，那发出的信号比卫星上发出的信号还弱，理所当然也穿不透海水。

那么核潜艇作为一款以长时间潜伏在水里的武器，他使用最多的导航系统又是啥呢？

他们喜欢使用惯性导航系统，这玩意最重要的就是俩小装置，一个陀螺仪，类似于咱小时候玩的陀螺，另一个就是加速度计。

这俩小部件装到一个平台上，通过一些个技术手段得到一些数据，然后进行计算，最终得出速度和位置的一种方式。

目前为止，这种惯性导航系统，还有另一种由计算机模拟完成陀螺仪和加速度计的工作，然后进行计算的型号。

不得不说，现如今的科技真的有点让人摸不到头脑，很多东西都可以进行模拟。

当然了这种模式下，不管是利用惯性元件，还是计算机模拟惯性元件最终得出结论的方式，他显然是不需要和外界进行勾连的。

他不仅可以测量出潜艇的位置，甚至于对潜艇的摇摆，航行距离都会有相应的数据表达出来。

当然了，这种惯性导航系统的误差也是相当给力的，打个比方，一艘潜艇打算穿越大西洋。

这一口气就跑出去五千公里，那么他的误差有多少呢？差不多有两公里！

当然这个数据，因人而异，就看你军工的手艺如何了，小编这个数字是一个最差劲的范围。

好一点惯性导航系统可以精确到更加精细的程度，您比方说，咱093潜艇上的这套装置，据说开个九千海里之后，停下来确定位置，会发现误差不超过六十米，这就相当了不得了。

当然有小伙伴要问了：“这中间是不是加入了误差值进行调整？这小编就不知道了，毕竟这六十米的数据，他也是小编从网络上淘换出来的。”

好了，咱接着说，听着这误差两公里的数据，估计有些小伙伴比较嫌弃，两公里？溜达个腿也得十分钟吧。

咋说呢？您不能这么说，毕竟在大海上，误差个两公里，跟没有也差不多的，大海上能看见个啥？

当然了，这种误差会加入一些一个误差值进行调整的。

那么过去没有误差值的调整，又是咋干的呢？

这个时候，就需要一些个辅佐措施进行修正，您比方说潜望镜六分仪。

这也是为什么，咱有时候看电影电视剧的时候，那潜艇里头的舰长，有事没事就喜欢站在一个潜望镜边上，不时的爬在上边往外瞅，一个是观察海面的情况，另一个就是精确一下具体的位置。

您别看这种东西老了，如今还在使用，因为通过这东西得出的数据，经过计算机的计算之后，误差调整之后，可以精确到八百米的范围。

这可比那两公里要强上很多的。

在有一套进行调整的仪器就是中频测向仪，这东西可以给潜艇提供岸台的方位线，不过这东西有一个更加致命的缺点，他离开岸台每增加五十海里，居然就有一海里的误差，这就有点恐怖了。

好了，小编感觉大家伙对于潜艇导航应该有了一个了解，接着小编，就说说，当年咱造潜艇弄这导航又是一个啥情况。

这事，还是小编在一个期刊上看到的，他是一篇采访报道，采访的人物是舰载惯性导航专家雷渊超教授。

有兴趣的小伙伴，您可以往下瞅瞅。

1946年的时候，抗战胜利了，西南联大回到北京之后，就分成了三个大学，北大，清华和南开。

就在这一年，雷渊超教授就考入了侵华大学的电机工程系。

后来全国解放之后，当时咱的陆军那是没得说，但一个国家你不仅有陆军，还得有海军，甚至于是空军。

所以当时建国以后，中国也就开始着手建立自己的海军。

你建立海军，那就得需要培养海军的干部，所以就有了现在的大连舰艇学院。

这段事估计很多小伙伴都知道，但您不知道的是，当时刚建立学院的时候，压根就没有老师，从全国调过去的。

在1950年的一月份，清华被调去七八个学生当老师，当时雷渊超教授就是其中的一个。

让您感觉更加惊讶的还在后边，当时他们这些学生，还差一个学期才能从大学里头毕业，也就是说当时他们还没有上完学就被安排来当老师了。

从这一点，您就能看出，当年咱新中国百废待兴处处却人才。

而当时的舰艇学院的学生都是从高校里头直接调过来的。

雷渊超教授自己都说他就是工科的，是不懂海军，但任务交到手里，咋也的上才行。

他属于现学现卖，因为当时有苏联顾问，雷渊超教授是跟着这些顾问学习，把一些个资料直接翻译过来，他经过整理之后，然后拿去给学生上课。

也是因为有这样的一段经历，雷渊超教授才有了导航技术的基础知识，了解到了电罗经这东西是用来指示方向的，测速仪这是用来测量船舶的速度，计程仪这是用来测量海水深度的。

就这么过了三年，到了1953年的时候，哈尔滨军事工程学院成立了，这就是咱最为出名的哈军工。

这学校一成立，同样需要大批量的人才进行授课，那么在这个时候，雷渊超教授因为有了三年的教学经验，这就被调入了哈军工。

再往后，苏联本来答应帮助中国搞核潜艇的，但这个点上和苏联老大哥的关系有点冷了。

苏联专家就撤了，那么面对这种情况，毛主席就说：苏联专家撤就撤了，我们自己搞，哪怕一万年核潜艇也要搞出来。

当时分配下任务，要求一个月先弄出一个方案出来，汇报上去。

咋说呢？核潜艇这个东西，咱当年还真就是两眼一抹黑啥也不知道的。就拿雷渊超教授的惯性导航技术，他们都是从国外的资料查起。国外那些个资料都是零零碎碎的，说的也不详细，毕竟好东西都藏起来，给你说个鸡毛蒜皮的东西，拿出来搁期刊上嘚瑟的东西，您能想象得到。

但就算是这样，雷渊超教授他们还是从这些个鸡毛蒜皮上的东西，摸出一条路子，知道了惯性制导，必须解决三个问题，陀螺和加速度计，然后是计算机，因为计算机要对这些数据进行计算，才能得出具体位置。

而头一个方案提出之后，做出了样本，工作了一天一夜，最终的误差大概在三海里。

然后就开始琢磨如何修正这个三公里的误差。

当年咱的这套系统就是这么一步步的熬过来的，如今海军装备当中，哪怕一个螺丝钉都是中国人自己生产的。

真不容易啊！

那么今天就到这了，喜欢小编写的，您点个赞，再加个关注，方便以后常来坐坐。

▍核潜艇在海底航行的过程中是如何导航的？

众所周知，弹道导弹核潜艇是大国国家安全最后一道安全基石，担负着二次核打击和核报复的责任。所以当一个核大国进入紧急状态时，第一时间就会将弹道导弹核潜艇悄悄派出去，非常隐蔽地前往潜射弹道导弹预定发射阵地。这个过程是绝密的，核潜艇在航行时不会与外界进行任何联络，所有通信设备都处于无线电静默状态，所以所有类似于卫星导航，无线电指令等常规导航方式都不能用！只能靠核潜艇自己艇上设备进行导航。

那核潜艇在海底怎么导航呢？答案是：现代潜艇海底航行导航主要靠的是惯性导航+海图参照+海底地形匹配技术。这其中惯性导航是核心导航设备，海图和海底地形匹配技术则为辅助导航。

何为惯性导航？有一句老话叫做战略武器三板斧，导弹，核武器，惯性导航。意思是世界上所有的战略武器都是基于这三个技术发展而来，洲际弹道导弹是这样，弹道导弹核潜艇也是这样。

惯性导航在使用的时候都不需要外界设备进行辅助，完全靠潜艇自己就可以完成导航，所以不会受到外界干扰，不会受到外界检测。同时不仅可以在空中使用，也能在电磁波无法远距离传播的海底使用，是目前世界上隐蔽性最出色的潜艇导航技术。而且惯性导航不仅肩负着潜艇的航行导航，还是弹道导弹核潜艇携带的潜射弹道导弹的核心制导设备。可以说，惯性导航技术的水平，直接决定着核潜艇的战斗性能。

▲这个东西叫做陀螺仪，便是惯性导航技术的核心部件。其工作原理是利用角动量守恒理论，计算角度差得到惯性坐标系X,Y,Z三轴方向的运动参数。然后再利用加速度计计算出说是加速度，最后对时间进行自动积分，获得与出发位置，也就是惯性坐标系原点的坐标差，从而实现导航。听起来比较迷糊是吧？(微积分没学好的小伙伴可以跳过这一段)它其实原理很简单，就是利用陀螺仪获得的数据不断对时间积分，最后得到速度与位置的数据。

因为是对时间进行不断自动积分，而惯性导航系统是有误差的，后一次积分会将前一次积分的误差算进来，所以随着时间的增长，误差计算的越来越多，惯性导航的精度也就越低。不过随着技术水平的上升，现代先进电子技术的融入，惯性导航系统的精度得到大幅提升。以我国核潜艇为例，使用国产的新型惯性导航系统航行数千公里之后浮出水面的误差也在几十米之内。这个水平已经处于世界先进水平，可以准确的将我国核潜艇送到预定发射海域，时时刻刻对敌人进行核威慑。

除了惯性导航之外，海底地形匹配技术也是潜艇海底航行的重要辅助手段之一。▲这是某一年我国网友根据印度媒体给出信息绘制的一张我们核潜艇前往亚丁湾护航的航线图。在这个过程中核潜艇可能并没有隐蔽航行，但是在海底航行时潜艇在不断地收集路线附近的海底地形，水文资料。然后根据收集而来的资料利用技术手段将海底地形呈现出来，从而保证未来核潜艇在这个海域避开海底障碍，安全隐蔽航行。最后说说古老的海图作业，▲这是一张无比粗糙的太平洋海图，大致描绘了太平洋海域的海底地形。这种太粗糙的海图对潜艇海底航行的帮助不大，有小伙伴可能会怼我，帮助不大我放上来干嘛？！我也没办法，我也弄不到专业的啊，这个图凑合看一下吧。海图会非常准确的表明海底地形，比如哪里礁石，哪里有海底山脉，哪里有障碍物等等。航行时，潜艇可以在惯性导航的基础上，再辅以海图和海底地形匹配技术实现核潜艇的数千公里海底航行的准确导航。

▍核潜艇在海底航行的过程中是如何导航的？

潜艇特别是核潜艇属于战争中的无形刺客，它们通常在几百米的水下长期潜航，以对敌人发动出其不意的偷袭而见长！而水体对于大多数波段的电波有强烈的屏蔽效果，因此潜艇与地面指挥中心只能通过穿透性极强但是传输效率又极低的超长波电台进行单向通信，由于潜艇在水下无法主动发送信息，为了防止与地面指挥中心失去联系并且不至于迷路，潜艇在出航时一般选择的是通过标定预定的作战区域出航，通过预先规划的固定航路出海执行任务。

（超长波电台天线阵列延绵几百公里甚至上千公里）

那在茫茫的大海之中，在没有参照物的情况下，如何知道自己身处何方，离目标还有多远呢？早期潜艇主要依靠的人工航路推算法，依靠计算潜艇的速度和时间以及大致方位，得出在某一方向航行的距离，然后对照海图和自己的出发点就可以计算出自己所在的大致方位。

（海图作业是早期水兵的必备功课之一）

但是人工进行的航路推算会因为人工记录和计算的误差导致潜艇在长时间航行后发生航向偏离，因此现代潜艇还会装备类似于弹道导弹的惯性导航装置，惯性导航装置通过复杂的加速度计和陀螺仪可以比较精确的计算出潜艇的实时位置，并且主动进行航路修正和提醒。这种方式比人工航路推算的准确度要提高不少，其最大的优点就是不依靠外界辅助定位，安全性和抗干扰能力较强，战时不需要浮出海面，能最大限度的确保安全，不过这类装置随着时间和航程的推移，仍旧会累积出不小的误差，这也是为什么洲际弹道导弹大部分采用了惯性导航装置，但是最后的圆概率误差仍旧会达到百米甚至千米级的原因。

（惯性导航装置）

也正是因为这两种仅仅依靠数学计算的导航方式避免不了误差，所以潜艇要最大程度的确保自身航向正确，就必须每隔一段时间上浮至潜潜望镜深度，通过通信浮标与卫星和地面基地进行双向互通，定位自己的准确位置，进行航路偏移的调整，并且接收新的指令和汇报自己的任务情况。

（通信浮标）

虽然导航问题解决了，但是潜艇要是在水文条件复杂的不明海区航行，最依赖的装置依旧是潜艇主动声呐，主动声呐能够不断地向外发射声波，通过收听分析反射回来的声波，可以确定潜艇四周是否有凸起的海底山峰或者水下冰川，可以确定自身是否与海底保持着一定的安全距离，能够避免发生触礁或者触底的危险事故，提高潜航的安全深度。2009年英法两国两艘核潜艇在大西洋相撞，最主要的原因就是因为双方都没有开启主动声呐，从而完全不知道对方的存在，因此而酿成了悲剧！

（潜艇声呐）

不过主动声呐虽好，也万万不可贪杯，主动声呐发出的声波在作战中容易被敌方的反潜舰艇监听，从而暴露自身位置，进而成为被攻击目标，因此这一行为的危险系数还是挺高的！为了减少潜艇开启主动声呐的次数，各国需要为潜艇作战进行大量的前期准备工作，其中最主要的就是对全球各大海洋进行水文地形地貌的探测，形成高精度的海区地图，潜艇在作战中就能够依据这些地图进行准确无误的位置判断以及障碍物规避，最大限度的减少主动声呐的开启，提高自身作战的隐蔽性，达到不鸣则已，一鸣惊人的作战打击效果！现在大家知道为什么美国的水文侦查间谍船喜欢全世界到处跑了吧？

（美国海军无瑕号海洋侦查船，专为反潜作战而生的间谍船！）

▍核潜艇在海底航行的过程中是如何导航的？

我是萨沙，我来回答。

核潜艇的导航还是比较复杂的。

二战时期的导航比较原始，潜艇同普通水面军舰没有什么不同。

这是因为潜艇绝大部分时候同水面军舰一样，都是在水面上航行，只要发现目标进行攻击时才会下潜。

下潜进攻后，潜艇多会在潜航状态行驶一段时间，脱离危险海域随后继续上浮航行。

二战以后就不同了。

随着科技的发展，潜艇只要上浮就非常容易暴露自己。

所以，核潜艇从离港开始就全程在水下航行，不会上浮。

即便是柴电潜艇，必须上浮利用柴油发电机充电，也要尽量减少上浮次数。

目前普通的军用车辆、军舰、火车甚至士兵，都可以采用GPS或者北斗定位系统，再根据现有的卫星图进行准确定位和导航。