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确定位置对于现代人来说已经变得动动手指那么简单，因为我们头顶有全球至少四家全球定位系统，分别是GPS，格洛纳斯与北斗以及伽利略，哪家都可以将各位定位误差消除在10米之内，但这却只能停留在地球上，出了近地轨道这个定位技术就失效了，而对于执行深空任务的探测器将需要更先进的定位方式。 惯性定位其实惯性定位原理很简单，就是出发前带个惯性测量单元（加速度计+陀螺），然后一路上检测陀螺的变化，通过积分和计算得到速度和位置。 惯性导航有一个优势就是它可以不与外界产生任何联系即可对自身进行定位，这对于洲际导弹或者远在深空执行任务的探测器来说优点是十分明显的。当然它也有一个最大的缺点就是累积误差，而这个误差会随着时间最终达到无法胜任定位。 基于甚长基线测量定位技术（VLBI）的三角差分单向测距在大家的印象中，这个技术是用来观测天体的，比如对于M87*黑洞的拍摄就用到了甚长基线观测技术，半个地球的毫米波/亚毫米波射电望远镜联合起来，用了约十天的观测数据，最后却处理了好几年才得到黑洞的照片。 所以在大家的印象中甚长基线只能用来观测，但观测天体和观测探测器道理是一样的，探测器发出的无线电信号，到达地球上的各个VLBI成员不一样，因此发展出来一种基于VLBI的定位技术：三角差分单向测距，即：δDOR(Delta Differential One-Way Ranging)。这种发展与上世纪70年代的定位方式，在月球探测以旅行者在木星轨道的定位都取得了不俗的成绩。 它的精度取决于信号接收天线的增益与VLBI天线之间的基线长度，越远精度越高，但有一个问题是如果太远的话就因为地球曲率的关系被地面遮挡，因此假如这个天线继续在地面上上的话，会随目标距离增加而定位精度随之下降，但在月球轨道上可以达到米级精度。 δDOR的技术美国人研究最早，技术也最强，欧空局是在1986年开始介入研究的，日本宇航局是在2003年开始涉入，目前两者的δDOR位置测定技术仍然还是与NASA开展合作，我国的δDOR 定位技术开始于2004年7月，目的是为嫦娥工程准备好铺路石。 基于天体定位的天文导航天文导航大家应该比较熟悉，这在近代航海中是一项必不可少的导航技术，根据精确的时间，测定常见恒星的角度，计算出当前船舶的在海洋中的位置，但在太阳系中，探测器位置的轻微变化并不像在地球球面上容易定位，因此遥远的恒星导航在太阳系中不太行得通，不过这难不倒天文学家。 1、基于太阳与行星位置的导航 当然这需要一份星表，即太阳系各大行星位置运动的数据库，用星载望远镜测得与这些行星的角度，即可计算出当前探测器自身所在的位置，这个不依赖于地球基站，也是属于自主导航的方式之一。另外部分任务甚至借助小行星的方位来测算自身的位置，不过这仅限于小行星带的任务才会偶尔使用。  旅行者一号在1990年2月14日拍摄的太阳系合成照片 一般情况下定位都不是单一使用的，而是综合多方数据后再确定自身的方位，这样的准确性会更高一些。 2、基于脉冲星位置实现对自身的精确定位 不过脉冲星的射电波段天线实在过于巨大，因此在深空执行任务假如需要脉冲星定位的话，至少也要的X射线波段，那样可以缩减天线尺寸，以便深空探测器可以携带，但脉冲星本来就不是一个信号明显的天体，因此理论上的脉冲星定位非常完美，但要实际操作是在不是一般的困难。 旅行者一号的镀金唱片上就是太阳系对14颗脉冲星的位置，理论上只要天线获取到足够的信号，对自身定位完全没有问题。 在银河系内，我们如果建立起脉冲星环绕银河系的星表，理论上这个范围内定位问题并不是特别大，但由于尺度扩大，作为定位本身的天体也在运动中，位置精度会降低，不过对于更大尺度上来看，这并不是主要问题，假如前出到银河系外，那么就只能参考本星系内部星系角度定位了，甚至更大的超星系团，不过现在考虑这样的问题还为时尚早，毕竟我们连太阳系都还没有爬出去。 |
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