

20世纪50年代末,美国海军面临一个可怕而复杂的问题——如何告诉一枚从潜艇发射的洲际核弹道导弹它应该去往何处?
与陆基导弹不同,陆基导弹的发射位置是固定的。潜艇导弹可以在任何时刻被下达发射指令——此时它们可能距离母港数千英里,而且更棘手的是,是从水下发射。
海军部门与刚刚成立的政府未来主义组织DARPA合作,建立了一个全球定位系统的前身——卫星星座,用于指示“北极星”导弹在从海下发射时自身的位置。
(海军最初打算在从水面舰艇发射的早期巡航导弹上安装核弹头,但后来认为这不是最佳方案,于是将项目转移到了潜艇上)。
这些导弹已经配备了复杂的陀螺仪和加速度计组件,这使得导弹能够较好地掌握自身位置,这是一种惯性制导系统。
(我在2009年参观伦敦德卡雷达公司旧厂时,看到了现代“三叉戟”导弹的惯性制导系统。那是我见过的最令人费解、最模拟的电子设备之一)。
这些传感器组合是美国为应对“回形针行动”而进行的一项对策的产物——该行动大规模招募了前德国火箭科学家,他们构成了二战后NASA的早期核心力量。

在美国科学家在麻省理工学院传奇人物查尔斯·斯塔克·德雷珀的领导下,开发出了用于太空竞赛的惯性制导系统(这最终催生了阿波罗任务的制导系统),但其在潜艇上的应用很快被发现。
惯性导航效果很好,但并非完美。
当陀螺仪和加速度计测量潜艇在水下移动时的速度和方向变化时,读数中会产生一定程度的误差。
(这里有一个关于惯性制导的晦涩的笑话:飞机确切知道自己不在哪里(在合理范围内),并且知道自己之前在哪里。它现在用“不在哪里”减去“应该在哪里”,用“本来在哪里”减去“曾几何时”(反之亦然),并将差值与“不该在哪里”乘以“曾经在哪里”的乘积相加;从而得到其偏差与变数的差值,这个变数被称为“误差”。)
潜艇还有其他方法可以追踪其位置,例如无线电定位服务,如 LORAN C(一种最近刚刚关闭的无线电三角测量服务),以及测量海底深度并与一系列图表进行比较。
但是,与 LORAN C 不同,TRANSIT 卫星星座在远离陆地设施的开阔海洋中是可用的。

当一颗卫星从头顶经过时,它会向船只提供其位置数据,导航员会利用信号的多普勒效应变化来计算船只的位置。
根据一本20世纪70年代的民用 Magnavox TRANSIT 定位仪手册,“由于计算既复杂又广泛,因此需要一台小型数字计算机。”
海军开发了一种特殊的早期计算机——AN/UYK-1——来处理卫星读数的计算。
对于潜艇导航员来说,这意味着在万一发生全球核战争需要发射导弹时,他们需要快速上浮到潜望镜深度来重置潜艇的惯性导航系统。
所有信息都被输入到舰船惯性导航系统(SINS)中,这是2000年代早期装备在弹道导弹潜艇上的首批舰载计算机导航系统之一。

“为了获得 TRANIST 定位,我们必须上浮到潜望镜深度,升起一个特殊的天线。当时我们并不经常获得 Transit 定位,大约每 3 天一次,因为我们有持续的 LORAN 信号覆盖。我们在潜望镜深度停留约 15 分钟,并追踪卫星从升起到落下的整个过程,”美国海军导航员彼得·博因船长在史密森尼学会的超导航展览中告诉记者。该展览位于华盛顿特区的国家航空航天博物馆。
就像 TANG、太空毯和零重力笔一样,政府资助的开支逐渐渗透到日常生活中。TRANSIT 成为了广泛使用的商业导航工具(有人说苏联海军购买了商业接收器),直到它被速度更快的 GPS 系统所取代。