如果没有GPS信号，飞机怎样进行导航？其实飞机的惯性基准导航，一直以来都是飞机导航定位的重要设备之一。 飞机没了GPS信号照样能飞，主要靠惯性导航系统撑着。这套东西从上世纪中叶就开始大规模用在飞机上，到现在还是民航和军用飞机的标配。简单说，惯性导航就是把飞机的加速度和转动角速度测出来，通过数学积分一步步算出位置、速度和姿态。它完全不靠外面任何信号，自己玩自己的那一套，所以叫自主导航。牛顿第二定律在这里体现得最直接：知道初始状态，加速度一积分就是速度，再积分就是位移。 现代客机比如A320、737系列，通常装三套独立的惯性参考单元，每套里面有激光陀螺仪和加速度计。为什么三套？就是为了冗余，一套坏了还有两套顶上。飞行员起飞前把机场坐标输进去，系统就从那一刻开始跟踪飞机运动。滑跑、起飞、爬升、转弯，所有动作传感器都实时捕捉，计算机每秒算几十次更新数据。GPS信号丢了，飞行管理系统直接切换到惯导数据，飞机照样能保持航路、自动进近，甚至盲降。实际飞行中，惯导精度会慢慢漂移，长途飞行几个小时后误差可能累积到几公里，但商用飞机航路宽度本来就宽，加上无线电辅助校正，基本够用。 惯导之外，无线电导航一直是主力备份。地面到处布设VOR、DME、NDB这些导航台，每个台有固定频率和摩尔斯码识别。飞机接收机收到信号，飞行员一看仪表就能知道自己离台多远、方位角多少。VOR加DME组合用得最多，能直接给出径向线和距离，交叉两条径向线就定点。ILS系统更进一步，低能见度进近靠它引导到跑道。跨洋飞行以前，飞机经常用Loran-C或Omega系统，这些是低频无线电，覆盖范围大，靠时间差定位，跟现在的GPS原理有点像，只是精度低、覆盖有限。 再往前推，上世纪五六十年代还没这些先进玩意儿，跨洋飞行主要靠天文导航加无线电。飞行员用六分仪测太阳、星星高度，结合航海年历算位置。无线电方面用ADF接收NDB信号，指针指向电台方向，顺着飞就行。轰炸机、远程运输机上都有专职导航员，趴在小桌子上对着航图画线、查表、用计算尺算距离差。那个年代跨大西洋或太平洋，风大、云厚，电台信号弱，经常靠估算风偏继续飞。找到目的地附近，接收到机场广播电台信号，强度一增强就知道快到了。 惯导真正改变游戏规则是从1950年代开始。麻省理工学院的查尔斯·斯塔克·德雷珀团队搞出第一套实用的飞机惯性系统SPIRE，1953年飞过美国大陆，全程没用外部信号，误差控制在几英里内。这套系统后来缩小体积，装到军用飞机、导弹、潜艇上。民航大规模用惯导是从波音707、DC-8时代开始，到747、A300这些宽体机基本都标配多套惯导。到了1980年代，环形激光陀螺取代机械陀螺，漂移率从每小时几度降到0.01度以下，精度直接上了一个台阶。现在的惯导系统还能跟GPS、ADS-B、气压高度计融合，互相校正，哪一个信号丢了都不慌。 GPS出来后确实方便，精度高、全球覆盖，但它本质上是辅助定位。国际民航组织规定，飞机必须有至少两套独立导航手段，惯导就是其中之一。万一GPS被干扰、被关闭、被欺骗，惯导和无线电台网络还能让飞机安全飞到目的地。实际案例里，俄罗斯乌克兰冲突期间，部分地区GPS信号被严重干扰，商用飞机就靠惯导和传统无线电继续运行，没出大乱子。台湾地区飞机也一样，日常飞行主要用GPS，但惯导和VOR/DME始终在线，法规要求不能只靠单一系统。 说白了，飞机导航从来不是单腿走路。GPS再牛，也只是锦上添花。惯性导航才是骨架，几十年来一直没被取代。无线电台网络是老将，覆盖主要航路，成本低、可靠性高。未来就算量子导航、视觉导航这些新技术出来，惯导估计还会占一席之地，因为它不依赖外部环境，不怕干扰、不怕天气。飞机的安全底线，就建立在这些多层备份上。丢了GPS，飞机不会迷路，只是飞得没那么精确，但照样能落地。
