导航技艺有多要紧呢？

　　华夏古代四大发明就有一件导航仪器叫——指南针。

　　相传四千六百好几年前，轩辕氏和蚩(chī)尤在张家口郊区的涿(zhuō)鹿干仗，轩辕氏大军凭着司南车冲出蚩尤召唤的大雾，灭了蚩尤，同一中原，称“黄帝”。

　　看到这一幕，美军直呼行家。1991年海湾战争中，美国海陆空三军正是用此上帝视角吊打伊军，装甲部队靠着GPS定位（司南车）横穿伊军本人都不敢涉足的沙漠没有人区（蚩尤大雾），降维打击，摧枯拉朽。

　　在古代，定位与导航技艺常常能关连到一种国度的兴亡。华夏古代著名风险投资案例“荆轲刺秦王”，讲的便是燕国太子丹投资了一种刺杀秦王的名目，筹算“死鸡撑饭盖”，让荆轲拿着燕国督亢地图（河北涿州/固安、北京房山）和樊於期(wū jī)的人首两样大礼去见秦王。

　　结果荆轲被临场掉链子的猪队友秦武阳坑了一道，本人作为一名刺客还跑只是胖球秦王，飞刀技艺连国产凌凌漆的皮毛全没学到，终归浪费樊将军一颗帅帅的人首，还把燕国最高军事机密白送给秦王了。

　　风萧萧兮看导航，地图一去兮不复还。

　　除了(1)定向仪器和(2)高精度地图，古代导航技艺还须要几个焦点要素：(3)计时仪器、(4)测距仪器、(5)测速仪器。

　　(3) 时间

　　春秋时代的日晷，咱们此刻还在用，各大校园喜爱拿来装扮；西汉的铜漏，经过匀称漏水来计时；北宋的水运仪象台，此刻被称为全球最早的天文钟，其擒纵器启示了咱们机械表上的同名机构；西方玩机械钟以后，精确度一举超过了东方，后来另有20世纪70年代的石英革命，以及后文将说到的原子钟。

水运仪象台

　　(4) 距离

　　测量距离须要度量衡，古埃及人有腕尺，汉代有象牙尺，古英国家所有英尺（1 foot便是约翰王一种脚印的长度）。真要落到实地计算的话，以中华文明为例，咱们用的是“记里鼓车”，把长度数据转化为脉冲信号来计数。测量距离的形式根本皆是这套路，不赘述了。

记里鼓车

　　(5) 速度

　　测量速度的原理，便是用距离除以时间，例如古代航海计时可行用沙漏（半分钟经典款），计算距离可行扔一种下面悬吊着铅块、被带节细绳牵着的浮标下水，计算半分钟扯出来几节，终归得出航速。咱们于今计算航速都用“节”(knot)，就由于“绳结”(knot)测速法。

　　说完时间、距离、速度三大因素，这时刻就要有请另一种风投案例，人类第一成功的风投案例——西班牙伊莎贝尔一世投资给哥伦布的三条小船，换来一片新大陆……

　　那么说吧，哥伦布这哥们数学特别不好（另外品德也很遭），把10600海里算成了3550海里，糊里糊涂就带着87号人出发了。由于久久不见大陆，船员们不耐烦要返航了，这哥们竟然调了船上的技艺装置少算点航程，别人非蠢既坏，他又蠢又坏，命运却点名让他寻到了“印度”，本地人没有缘没有故成了印第安人Indian（印度人 Indian）。

　　笔者翻译了一张航行地图，放到下面：

　　那么说来，西方文明在15世纪末异军突起，还得感谢奥斯曼帝国半世纪前攻破君士坦丁堡，截断了西欧诸国与东方贸易的全部陆路和海陆，西方文明只能在导航技艺如许落伍的前提下，往西去找印度和华夏。导航技艺渣到爆的哥伦布，经过一系列失准得没有语的计算，终归成为美洲原土文明的终结者，奠定了全个西方文明长达500年的国运上升期。

　　本来，南全球上的波利尼西亚人也是航海高手，这群由于华夏华南的古人在5000年前就往南洋走，终归在新西兰东北的一大片全球海域谋生，“用独木舟征服全球”的传奇便是讲它们（下图是双船体，相似美国濒海战斗舰）。只是波利尼西亚人没甚么科学的导航技艺，它们靠跟着傍晚回巢的海鸟去找岛屿。

　　翻译一下：波利尼西亚人自家没导航体系，借用了比同期人类文明更领先进步的海鸟导航体系，一举成为南全球的海贼王，实力躺赢。

　　中华文明发家早，在秦汉最初用牵星术，映入大航海时期的西欧人则喜爱用航海星盘，后来另有更精确的钟表法、月距法，到了18世纪中期显露六分仪，天文导航和地文导航相联合，就创建成全世界的导航地图。对于地文导航还能多说一句，随船的舵师会将沿岸地势绘成图册，而岸边构建的灯塔也是一个要紧的地理航标。

　　此刻不少中小学都展开了运用指北针的定向越野比赛，更顶级的没有线电测向越野赛则运用测向机去找小型信号源。这两种导航形式区别代表了古典与现代。

　　自动驾驭车子都少不了雷达，有mm波也有超声波，这点传感器的职责是确认外界环境有甚么、本车位于环境中的甚么位子。

　　在正儿八经的雷达问世此前，给航空器定位得靠这类仪器收集航空器的运转噪音：

　　雷达Radar一词的全称是RAdio Detection And Ranging，意为“没有线电探测和测距”，比上图哥们的大耳机强多了。20世纪30年代英国建造起来的没有线电测向防御链，应用了1865年麦克斯韦提议的“电磁场理论”，以及1997年赫兹声明电磁波存留的实验效果。现在频次的世界单位便是Hertz（赫兹），简写成Hz。

　　有了雷达，咱们就能测量出指标与雷达之中的三维体积关连，对潜艇、飞行器、机动车发展精准定位。

　　盟军有雷达，德军则有V1巡航导弹。V1的制导体系相比原始，用陀螺仪、空速计、机械计时器、高度仪构成惯性制导体系，工程师依据A/B两地的地图坐标设定飞行方向和时间， 飞行够预定时间后自动切断油路，导弹失去能源掉下来。

　　这类惯性导航的偏差有数十千米，假如阿波罗11号用这套导航体系登月的话，预计发射上天就成太空垃圾了。

　　由于要严谨地计算弹道才能精确导航，因而二战以后美国快速创建了电子管计算机的研发部门，背后的大佬是美国陆军弹道探讨实验室。1969年7月20日，阿波罗11号在登月计算机的导航下达成了人类初次登月任务，精确抵达38万千米外的月球静海基地。

　　导航Navigation的词源来源拉丁语Navigationem，词义是海上航行，成型于16世纪30年代，并一直沿用到今日，效劳四大范畴：陆上导航、航海导航、航空导航、太空导航。

　　现代航海导航须要很精确地计算之下三大因素：

　　(1)  纬度

　　(2)  经度

　　(3)  等角航线（斜航线/恒向线/等倾角螺旋线）

　　陆地和空中则须要加：

　　(4)  海拔

　　(5)  方向

　　(6)  速度 

　　(7)  航行路径 

　　(8)  航路消息 等等

　　在GPS还没普遍的年代，航空器驾驭舱是安装有“观星窗”的，当电子体系没有办法事业时，飞行员可行应用古老的导航技艺发展模糊导航。

　　日前制造的民航客机全没有观星窗了，这玩意巨晒，会把英俊的飞行员晒早秃的。

　　自然，日前制造的车子根本都装备了卫星导航体系，不在须要“观星窗”了，但全景天窗这类复古配置依然深受大伙喜欢。

　　说回现代导航技艺。咱们平时接近得相比多的是车子导航与飞行器导航，后者有一个著名的案例——MH370。

　　车祸产生时，距离航空器运用现代导航技艺曾经整整半世纪了，竟然还能产生飞机凭空消失的事宜。早在1947年，美国就用一辆C-47达成了跨大西洋自动驾驭航行，现在的民航客机则会在出发此前输入导航点。

　　例如咱们要从ZGGG（广州白云）飞到EGLL（伦敦希思罗），咱输入ICAO代码以后就可以获得航路全程的118个导航点（机场自身也是导航点），航路路程5361.33海里。

　　之下是部分导航点的截屏：

　　为何航空器的航程用海里来计算呢？由于咱们先造的船，后造的飞机……

　　前文咱们提到了“节”（kont），下方是演算：

　　1海里Nautical mile = 子午线的1分 = 子午线长度的两倍÷360÷60≈1852m

　　1节=1海里 / 1小时= 1852m / 3600s

　　好了，有了以上精确的导航形式，为何MH370还会迷航呢？这是一种可能被刻意隐瞒的未解之谜，本文作者无能力解答，只是咱想补充几个与导航体系的想法供参考：

　　1、自动驾驭体系的导航：太阳神航空522号航班车祸中，737-300加压不成功导致全员失压缺氧昏迷，飞机自动驾驭了3小时后耗尽能源坠毁。关于这类迷航的飞机，领空国的战斗机会紧急升空察看概况，希腊空军两架F-16就发觉552号成了十足没有人驾驭的“幽灵航班”。

　　2、 人类驾驭员的导航：除了会自动驾驭之外，民航客机的飞行也重度依赖正副机长的判断与操作，只是电子体系与人类操作有时刻也会打架。2002年的乌伯林根空难便是空中防撞体系（TCAS）与瑞士航空导航效劳企业（Skyguide）的命令“打架”形成的。考量到马航最有可能是单方车祸，是以这种原因排除。

　　3、启动机监控：MH370的遄达800启动机具有启动机健康治理体系（Engine Health Management System）有信号接收与发射装置，罗尔斯·罗伊斯经过卫星实时监控麾下的启动机。数据称MH370飞了5小时，而非是一种多小时，此处疑点重重。

　　4、地面雷达：地面有一次雷达与两次雷达，此中一次雷达是地面发射信号到航空器被动反射，两次雷达是地面发射信号到航空器，后者主动应答带编码的航空器当前运转状况消息。

　　5、ACARS：飞机通信寻址与汇报体系（Aircraft Co毫米unications Addressing and Reporting System）在上世纪80年代末最初运用，包涵空中交通管控、航空运转操控、航线治理操控三种报文，经由地面基站/卫星通信。在卫星监控下全能跑丢，这得是甚么骚操作。

　　6、ADS-B：广播式自动相干监视体系（Automatic Dependent Surveillance Broadcast）这种玩意便是个空中没有线电大喇叭，一路飞就一路对外喊“咱是XX，此刻坐标XX，速度XX”。

　　有以上6种备份的体系冗余还能拉胯，除了人为刻意为之，根本不可能有其它解释……

　　在数字化车子导航体系显露此前，机械式滚动地图导航体系曾经显露了，下图是1964纽约世博会展出的福特Aurora概念汽车内部饰。该款机械式滚动地图还带能经过轮速和转角感应器来累计机动车的位移，对其发展模糊定位。

　　机械式滚动地图的设置师不知是非是遭到华夏卷轴画“移步换景”手法的作用，亦或者理解过荆轲刺秦王的典故……好吧，这一次地图到了尽头还不会显露一把刀。

　　本来这类机械式滚动地图在20世纪20年代初就已有雏形，但远远不如手持全大小地图好使，资产链没培养起来，本钱相对高，因而未火。

　　本田后来将这类地图发扬光大，装在1981年的二代Accord（雅阁）的仪表台上，原理跟福特的一样，只是地图库里唯有日本。

　　1986年，日本Clarion（便是做车机的那个歌乐）在伯明翰车交会公布了C-AVCC（车子视听计算机通讯体系），这套体系装备了车载话筒，驾驭者打消费者手机报上目的地以后，各个导航点将经过车载打印机打出去，驾驭者再将导航点输入导航体系。

　　这跟前文笔者讲航空器导航点的那段对上了。（习惯性埋梗）

　　1987年，荷兰的飞利浦研发了一个名为Carin的离线导航体系，不运用盒式磁带，改用字磁盘来库存地图材料，数据密度是磁带的4倍左右。将Carin和RSD（没有线电数据体系）匹配运用，可行用车载语言声音体系指引你避开交通堵塞、公路施工、结冰路面。

　　通用车子1989年给出了一项最新的选装件——Etak导航仪。Etak来源波利尼西亚语（前文咱们提到的南全球海贼王的言语），翻译过来便是“精准定位”。

　　波利尼西亚人具有古代最领先进步的导航术，美国人则具有现代最领先进步的导航术。Etak导航仪算得上第一辆量产化的民用版车子导航，尽管这类离线导航不如那时的军用GSP在线导航精确，但美国在2000年才将未削精度的GPS信号公布民用。

　　Etak的离线地图源自本地都市的地图磁带，每一盘磁带须要35美元，整套导航则须要1400美元，大约差不多于此刻的三台顶配iPhone。

　　1996年，通用公布了新的数字化导航OnStar。没错，便是今日的安吉星，它才是车子卫星导航的鼻祖，此刻那一些所谓智能车子要拜祖师爷的话记得别拜错了。

　　第一批OnStar在凯迪拉克Deville、Seville、Eldorado三个车系上使用，那时也唯有奢华品牌用得起卫星导航。

　　卫星导航时期的来得，跳出了永远不可能精确的离线地图范畴，实时地、主动地校对当前角度，真实做到时效与精度不拉胯。对于当前卫星导航范畴的各大主流品牌，笔者就少许描画了，只说一种安吉星的真正段子吧：

　　有位通用汽车主人酒驾以后撞上护栏，单方面车祸，接下来那货下车打手机叫人来顶包，好让保障的人来拖车定损。

　　与此同一时间，安吉星效劳台即便询问车内概况，发觉没有人应答，认为汽车主人晕往日了，就就报110报120了。后来警察比顶包的人来临还早，国民警察出警速度一级棒。人就被抓了。

　　OnStar的雏形是1966年发表的DAIR体系（Driver Aid, Information and Routing），那时测试车中的“救援、通讯、导航”即是日后OnStar的最重要的功效。那时的DAIR运用V2X技艺，机动车与预埋在都市路面下的磁性元件通讯继而导航，OnStar则是鉴于美国太空技艺的优势进行出去的。

　　美国海军在1958年最初研制子午仪卫星定位体系（Transit Navigation Satellite System），1964年正规投入运用，这便是全世界第一套卫星导航体系。此时距离大航海时期（咱们拿哥伦布1492发觉新大陆来算最初）仅仅往日400好几年，哥伦布那种瞎画图、瞎算、瞎猜、瞎骗下属的导航术，就在新全球进化成了没有所不知的卫星导航术。

　　1973年最初，美国最初建造全世界卫星导航体系（GNSS，Global Navigation Satellite System，），体系全名便是打击熟悉的GPS（Global Positioning System）。俄罗斯是在苏联解体后的1993年才最初沿着原计划做Glonass格格纳斯全世界卫星导航体系。

　　笔者从当今全球的八个最重要的文明入手，罗列了现存的卫星定位体系，发觉脱离文明的国度日前不配有对应的“全球观”：

　　中华文明：北斗

　　西方文明：伽利略+ GPS（欧盟+北美=基督普世文明）

　　东正文明：Glonass格格纳斯

　　印度文明：IRNSS

　　日本文明：QZSS准天顶

　　伊斯兰文明：（日前已非要紧文明）

　　拉丁美洲文明：（日前已非要紧文明）

　　非洲文明：（不少学者不承认有同一的非洲文明）

　　大伙可行见到，日前全球上唯有数得上号的文明，才有技艺和资金运营一套独立的全世界卫星导航体系。

　　全世界卫星导航体系GNSS有多要紧呢？只需美国一掐掉GPS信号，华夏全部GPS设施都要瞎掉，包括共享单车。

　　智能车子时期曾经一步步来得，GNSS便是新的霸权，谁有卫星群的精确导航信号，谁才有资格进行车子重产业。

　　由于北斗卫星体系进行得相比晚，因而在数个功能方面比GPS更优，终归咱们是摸着鹰酱过河的。笔者在今后专辟一篇长文发展解读。

　　受限于篇幅，笔者不行对更多古今导航范畴中的牛大家发展周全描画。

　　因而笔者凭着可行疏忽不计的产业公信力，单方面给导航范畴的路程碑式人物/人群/技艺颁个奖，容易描画它们的伟绩：

（图/文：全球车子网 黄恒乐）