無(wú)線電定位系統(tǒng)是指利用無(wú)線電波直線恒速傳播特性通過測(cè)量固定或運(yùn)動(dòng)的物體的位置以進(jìn)行定位的技術(shù)。無(wú)線電定位有雷達(dá)、無(wú)線電測(cè)向、無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等。

定義
無(wú)線電是指在自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，是其中的一個(gè)有限頻帶，上限頻率在300GHz（吉赫茲），下限頻率較不統(tǒng)一，在各種射頻規(guī)范書，常見的有三3KHz~300GHz（ITU－國(guó)際電信聯(lián)盟規(guī)定）,9KHz~300GHz,10KHz~300GHz。
無(wú)線電定位系統(tǒng)是通過直接或間接測(cè)定無(wú)線電信號(hào)在已知位置的固定點(diǎn)（岸臺(tái)）與船之間傳播過程中的時(shí)間、相位差、振幅或頻率的變化，確定距離、距離差、方位等定位參數(shù)，進(jìn)而用位置線確定待定點(diǎn)位置（如船位）的測(cè)量技術(shù)利方法。

定位系統(tǒng)
所用定位系統(tǒng)，按確定距離或距離差等定位參數(shù)的原理，分為：①脈沖式無(wú)線電定位系統(tǒng)，是根據(jù)無(wú)線電信號(hào)傳播時(shí)間與傳播距離成正比原理，測(cè)量船臺(tái)發(fā)射脈沖信號(hào)和岸臺(tái)回答脈沖信號(hào)所經(jīng)歷時(shí)間間隔，求取距離或距離差；②相位式無(wú)線電定位系統(tǒng)，是根據(jù)無(wú)線電信號(hào)傳播中的相位變化與傳播距離成正比原理，通過測(cè)量?jī)蛇B續(xù)信號(hào)的相位差求取距離或距離差；③脈沖一相位式無(wú)線電定位系統(tǒng)。工作方式有多種，按位置線確定方式分為：雙距離定位、雙曲線定位、雙方位定位、極坐標(biāo)定位等。

雷達(dá)
雷達(dá)來自英文“無(wú)線電檢測(cè)和測(cè)距”的略語(yǔ)RADAR，是利用電磁波探測(cè)目標(biāo)并定位的設(shè)備。它對(duì)目標(biāo)發(fā)射電磁波并接收其回波，由此獲得目標(biāo)到雷達(dá)的距離、徑向速度、方位和高度等信息。利用雷達(dá)對(duì)地面或海上目標(biāo)定位時(shí)，是測(cè)定目標(biāo)相對(duì)于雷達(dá)的距離和方位>對(duì)空中目標(biāo)進(jìn)行定位時(shí)，須同時(shí)測(cè)定距離、方位和高度，這種雷達(dá)稱為三坐標(biāo)雷達(dá)，脈沖雷達(dá)測(cè)量目標(biāo)距離時(shí)，實(shí)際是測(cè)發(fā)射脈沖間的時(shí)間差，因?yàn)殡姶挪ㄒ怨馑賯鞑ィ瑩?jù)此可算出目標(biāo)的距離；目標(biāo)的方位利用雷達(dá)天線的銳方位波束測(cè)量，目標(biāo)的仰角靠窄仰角波束測(cè)量；根據(jù)所測(cè)目標(biāo)的仰角和距離。就可求得目標(biāo)的高度。雷達(dá)定位在軍亊上用于搜索和引導(dǎo)、跟蹤測(cè)量和火力控制；民用方面可用于機(jī)場(chǎng)和海港管理、交通管制、氣象預(yù)報(bào)及天文研究。

無(wú)線電導(dǎo)航
無(wú)線電導(dǎo)航是利用電磁波傳播并結(jié)合運(yùn)用天文、地理、海洋等有關(guān)知識(shí)，通過測(cè)定運(yùn)動(dòng)載體位置的有關(guān)參數(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶、飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)載體的定位和導(dǎo)航。導(dǎo)航和定位是密切相關(guān)的，連續(xù)定位實(shí)質(zhì)上就是導(dǎo)航。大多數(shù)無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)系協(xié)作式，即依靠導(dǎo)航臺(tái)發(fā)射導(dǎo)航信號(hào)，使運(yùn)動(dòng)中的載體根據(jù)每個(gè)導(dǎo)航臺(tái)方位以及星辰、地貌以準(zhǔn)確判定所處的位置而進(jìn)行工作。發(fā)射源大多設(shè)地面，也可裝在衛(wèi)星或飛機(jī)上。賦予無(wú)線電波以導(dǎo)航信息的方法很多，且均以利用無(wú)線電波的恒速、直線傳播為基礎(chǔ)。無(wú)線電導(dǎo)航技術(shù)的基本要素是測(cè)角和測(cè)距，因此可以組成測(cè)角-測(cè)角、測(cè)距-測(cè)距、測(cè)角-測(cè)距和測(cè)距差（雙曲線）等系統(tǒng)。
（1）測(cè)角系統(tǒng)通過測(cè)定無(wú)線電波來向以確定運(yùn)動(dòng)載體與一條基準(zhǔn)線（常用磁北基準(zhǔn)線N）的夾角，實(shí)現(xiàn)定位。
（2）測(cè)距系統(tǒng)利用測(cè)量用戶到地面導(dǎo)航臺(tái)間的距離來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位。測(cè)距系統(tǒng)有轉(zhuǎn)發(fā)、反射和測(cè)偽距三種方式。采用測(cè)偽距方式時(shí)，用戶與導(dǎo)航臺(tái)站都配備精密時(shí)鐘，并按嚴(yán)格確定的時(shí)間輻射信號(hào)。用戶收到信號(hào)后，根據(jù)自己的時(shí)鐘確定傳播時(shí)延r，從而得到偽距ρ=cr，式中c為光速。偽距ρ中含有用戶與導(dǎo)航臺(tái)站間的真實(shí)距離r，利用4個(gè)或4個(gè)以上時(shí)鐘相互同步的臺(tái)站，測(cè)出4個(gè)或4個(gè)以上的偽距，建立4個(gè)或4個(gè)以上的方程，解方程即得到用戶的位置坐標(biāo)。
（3）測(cè)距差系統(tǒng)是測(cè)量用戶到兩個(gè)地面臺(tái)距離之差以進(jìn)行，又稱雙曲線系統(tǒng)。測(cè)一條雙曲線位置需要使用兩個(gè)地面臺(tái)，進(jìn)一步的定位要用兩條位置線的交叉點(diǎn)，需用三個(gè)以上地面臺(tái)完成。多個(gè)地面臺(tái)可組成臺(tái)鏈。
（4）測(cè)速系統(tǒng)是測(cè)量運(yùn)動(dòng)體的航速，這種系統(tǒng)以多普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)，按雷達(dá)方式工作，經(jīng)過積分運(yùn)算取得位置坐標(biāo)，用于飛行器上。
（5）多參量系統(tǒng)利用電磁輻射中幾個(gè)參量和幾何參量的關(guān)系進(jìn)行導(dǎo)航定位。其中羅蘭C。系統(tǒng)是既利用脈沖測(cè)距差方式取得粗測(cè)數(shù)據(jù)，消除多值性，又利用連續(xù)波測(cè)相位差取得精測(cè)數(shù)據(jù)。羅蘭D導(dǎo)航系統(tǒng)和脈沖一8是其派生系統(tǒng)。塔康導(dǎo)航系統(tǒng)也是一種多參量導(dǎo)航系統(tǒng)，它本身是詢問應(yīng)答式測(cè)距系統(tǒng)，又在輻射的脈沖信號(hào)上進(jìn)行調(diào)幅，產(chǎn)生調(diào)制包絡(luò)，用包絡(luò)相位測(cè)定用戶相對(duì)于地面臺(tái)的方位。塔康導(dǎo)航系統(tǒng)用求直線位置線與圓位置線交點(diǎn)進(jìn)行定位。
為了單值地確定運(yùn)動(dòng)載體的位置，必須找出運(yùn)動(dòng)載體相對(duì)于導(dǎo)航臺(tái)的兩條或兩條以上的位置線，兩條位置線的交點(diǎn)就是運(yùn)動(dòng)載體的位置。所謂位置線，就是對(duì)運(yùn)動(dòng)載體測(cè)定的某個(gè)幾何參量（如夾角、距離、距離差等）具有同樣數(shù)值的點(diǎn)的軌跡。最常見的位置線有直線、圓和雙曲線等。如圖所示。
直線位置線，即等方位線，它與通過導(dǎo)航臺(tái)或運(yùn)動(dòng)載體的參考方向保持不變，對(duì)于導(dǎo)航臺(tái)A，運(yùn)動(dòng)載體M的方位為aM，對(duì)于運(yùn)動(dòng)載體M，導(dǎo)航臺(tái)的方位為aA，AM就是一條等方位的直線位置線，如圖1（a）所示。
與導(dǎo)航臺(tái)保持恒定距離的位置線是一個(gè)以導(dǎo)航臺(tái)為中心的圓位置線，如圖1（B）所示，R為常數(shù)。從運(yùn)動(dòng)載體M測(cè)量到兩個(gè)導(dǎo)航臺(tái)A、B的距離差Rd，Rd保持
A、B導(dǎo)航臺(tái)M運(yùn)動(dòng)載體

恒值的等距離差線是一條雙曲線位置線，如圖1（c）所示。
等方位位置線與等距離位置線相交的定位法稱為ρ―Θ定位法（如塔康導(dǎo)航系統(tǒng)）。等距離位置線與等距離位置線相交的定位法稱為ρ-ρ定位法。雙曲線位置線與雙曲線位置線相交的定位法稱為雙曲線定位法（如臺(tái)卡、羅蘭c和奧米加等導(dǎo)航系統(tǒng)）。

全球定位系統(tǒng)（GPS）
美國(guó)和蘇聯(lián)先后發(fā)展了類似的系統(tǒng)。全稱為“導(dǎo)航星”授時(shí)和測(cè)距全球定位系統(tǒng)。它可以實(shí)時(shí)和全天候地為全球范圍從地面到9000km高空的任一物體提供高精度的三維位置、三維速度和時(shí)間信息。GPS系統(tǒng)由空間（衛(wèi)星）、地面監(jiān)控和用戶接收機(jī)三大部分組成?？臻g部分有18顆（或21顆）高度為2萬(wàn)公里的導(dǎo)航衛(wèi)星，運(yùn)轉(zhuǎn)在6個(gè)傾角為55°的圓軌道平面上，每面相隔60°，軌道周期為12h，保證在地球上任一地點(diǎn)任一時(shí)刻均能看到4顆以上仰角大于5°的衛(wèi)星，每顆導(dǎo)航星上均載有穩(wěn)定度為10-13/日的原子鐘，這是GPS之所以能精確定位、授時(shí)的基礎(chǔ)。每個(gè)衛(wèi)星以L頻段的兩個(gè)頻率連續(xù)發(fā)送導(dǎo)航信號(hào)，并采用擴(kuò)頻技術(shù)來提高抗干擾能力。這兩個(gè)信號(hào)分別稱為粗測(cè)碼（C/A碼）和精測(cè)碼（P碼）。前者可供民用，定位25m以內(nèi)；后者專供軍用，定位精度在1～10m內(nèi)。兩種信號(hào)均含有可向用戶接收機(jī)提供所需的衛(wèi)星情況、系統(tǒng)時(shí)間、接收機(jī)正在跟蹤的衛(wèi)星的星歷（目前和將來的位置）等信息。
控制部分由一個(gè)主控站和分布的五個(gè)監(jiān)控站組成，各監(jiān)控站測(cè)出衛(wèi)星位置、速度和時(shí)間數(shù)據(jù)以及各站的大氣參數(shù)，送往主控站，后者經(jīng)數(shù)據(jù)處理后得到各星的星歷、星鐘偏差和電離層延時(shí)等數(shù)據(jù)，然后每隔12h注入衛(wèi)星一次，更新星上的數(shù)據(jù)。

全球定位系統(tǒng)如圖2所示。用戶接收機(jī)能同時(shí)從4顆衛(wèi)星接收到由星鐘驅(qū)動(dòng)的測(cè)距碼，測(cè)出由星到接收機(jī)的延時(shí)т1，т2，т3，т4，然后算出用戶到每顆星的偽距。
，i=1，2，3，4
偽距與衛(wèi)星和用戶坐標(biāo)及時(shí)鐘差的關(guān)系為

式中c為光速；△tu為用戶時(shí)鐘誤差、xiYiZi是第i顆衛(wèi)星的坐標(biāo)，由導(dǎo)航信息提供。據(jù)此可求解×u、Yu、Zu和△tu（×uYuZu），是以地心為原點(diǎn)的用戶直角坐標(biāo)，可再轉(zhuǎn)換成常用的經(jīng)緯度和高度。
GPS系統(tǒng)除廣泛用于軍事方面外，在航空、航海、勘探、測(cè)繪、地球物理及旅游等方面也有應(yīng)用。