最初，船在海洋上航行时，导航和定位技术尚处于起步阶段。此时，船员们使用指南针、罗盘等仪器辨别方向，再配合着地图确认自己的航线，所以就出现了航海家哥伦布误以为美洲是印度的故事3导航和定位仪器在当时属于天方夜谭。随着科技的发展，导航和定位仪器逐渐出现和成熟，以前的陆标定位和天文定位都已经成为辅助手段。目前，航海定位方式主要有三种：沿海CDMA网络定位船舶、卫星定位船舶和AIS定位船舶。通过这些定位技术获取船舶目前的经纬度位置信息，将位置信息和目的地输入到导航仪器内，导航仪器就会自动出现航线。现在一些设备比如计程仪还能自动记录航迹并推算航迹，这是不是特别简单和方便呢？同时，相关部门还会时刻关注着船舶的位置，一旦船舶从雷达屏幕上消失，就会采取相关措施与船取得联系。有了导航和定位技术，就再不用担心船只在茫茫大海上迷失方向了！

潜艇在水下怎么和地面指挥通讯的？

谢谢邀请。与潜艇的通信是军事通信领域的一个领域，它需要专门的技术手段，而且这种技术的门槛不低。大家知道无线电波在良好的电导体中无法很好的传播，而海水恰恰是一个不错的电导体，因此潜艇在普通无线电频率下无法和地面指挥实现无线电通信。

尽管上浮通信对于潜艇不利，但是潜艇的舰桥上还是有大量通信天线

一般潜艇通过多个互补的无线电系统进行通信，几乎涵盖了所有军用通信频率。没有一个通信系统或频段可以支持所有海底通信的要求。潜艇舰载通信系统包括无线电天线和无线电室设备，包括无线电发射器/接收器和基带套件。潜艇需要一套天线来提供必要的通信，导航和敌我识别（IFF）能力。与水面舰船天线相比，潜艇天线在设计，形状，材料和性能方面有着非常不同的要求，因为潜艇的空间和重量限制，极端环境条件和隐身考虑因素。特高频（UHF）卫星通信提供相对较高的数据速率，但要求潜艇暴露可检测的桅杆式天线，从而降低其最大的武器——匿踪性。相反，极低频（ELF）和甚低频（VLF）广播通信为潜艇提供了高度隐蔽性以及速度和深度上的灵活性，但数据传输率较低，潜艇需要特别设备，且只能进行岸到潜艇的单向广播通信。

各种潜艇通信方式和对于潜艇的影响，从左到右为使用低频无线电单向通信；使用漂浮天线，和浮子通信发送器；使用指挥塔上的天线（半浮状态）；安全浮上水面

ELF（极低频）是指频率在30到300赫兹之间，波长在10000公里到1000公里之间的无线电波——这是唯一可以穿透数百米海水的无线电波段。美国海军使用位于威斯康星州和密歇根州的巨大天线传输ELF信息，该天线是由发射塔上长达几英里的电缆与下面的基岩一起构成的。该频段用于将短编码的“拼写字母”（PLSO）消息发送到潜在水下很深深度的潜艇。这些潜艇使用拖拽距离很长的天线来接收消息。由于通信是单向的，因此它主要用于传送预先安排好的信息或指示潜艇浮到水面附近以便进行高速率通信。由于波长的原因，环境因素对信号的强度没有很大影响，因此这种通信方式非常可靠。

位于美国威斯康辛州克雷姆湖的极低频天线基地

VLF（甚低频）是指频率在3000到30000赫兹之间，波长在100公里到10公里之间的无线电波率。该频段可以穿透大约100米以内的海水，并且可以传输比ELF更多的信息。因此当潜艇无法浮出但可以接近水面时，它可用于陆地和潜艇间的通信。它可能会受到海洋中盐度梯度的影响，但这些通常不会对近水面的潜艇造成问题。自然界中存在天然VLF辐射，但是通常与ELF一样，环境条件变化不会对它产生强烈影响，因此它也被作为一种可靠的全球通信方式。VLF的发射天线需要很大，因此它主要用于从陆地指挥中心到水面舰艇和潜艇的单向通信。它也可以向多个卫星进行广播，由后者将消息中继到地面。美国海军将VLF系统作为战争期间全球通信的备份系统，在高频通信因为核爆炸无法进行，或者卫星被敌方摧毁后，保持通信。VLF还被用于飞机和船舶导航信标以及用于传输标准频率和时间信号。

位于卡特勒的甚低频天线阵列

HF（高频）是指频率在3兆到30兆赫兹之间，波长在100米到10米的无线电波率——这是海军广泛使用的通信频段。相同的波段还用于远程雷达。由于天波传输模式，HF无线电可以远距离传播，有时甚至可以传播到地球的另一侧。由于其多功能性和大覆盖面积，这是一个非常拥挤的频段。军队只能使用分散在整个频段中的若干个频率区域。最有效的传输需要相当大的天线，因此它在有岸上站点参与通信时最有用。天线的尺寸限制了它在飞机上的使用，它也不能用于卫星通信，因为会被电离层反射。之前很多HF波段的应用现在都被卫星通信系统接管。HF使用的主要缺点是它非常容易受到电离层的影响，因此必须同时使用几个频率相互备份。

美国海军正在投资新的和以前展示的技术，以便在各种航速和潜深上与潜艇进行通信，以便协调反潜作战。最常见的技术是使用拖曳天线或拖曳浮标用于潜艇通信，这对潜艇的机动性和隐蔽性添加了限制，因此对潜艇全力执行反潜作战产生了负面影响。可以穿透海水的机载激光器可以在不受浮线或浮标限制的情况下和潜艇进行水下通信。但是因为激光的指向性，如何找到和准确的定位潜艇还是需要传统的无线电手段来帮助。

空潜通信使用蓝绿激光一度被认为使非常有前途的通信手段，但是首先要飞机能够进入潜艇出没的海域，其次要能准确的找到潜艇。

美国海军的“来自海上”战略的直接任务之一是继续将其潜艇资源全面整合到远征任务部队中。要成为一个联合定制前进单元（Joint Tailored Forward Element，JTFE）内海军任务大队的有效单位，潜艇必须与海军和联合通信系统实现完全互操作。潜艇需要能够调整其能力，以优化它们对联合特遣部队（JTF）和海军部队指挥官的支持。

飞机，水面舰艇和潜艇等多种资产之间的协调对于有效的反潜战至关重要。将潜艇整合到整体反潜战中，真正成为广阔海域进行反潜搜索和跟踪的最有效平台，在传统上一直受到潜艇在大深度时有限通信能力的限制。潜艇通信曾经局限于仅传达任务支持信息和潜艇所必需的最小指挥和控制通信。

新时代网络中心站为对潜通信提出了新挑战

而在未来的网络中心战战法下，需要通过传感器，武器控制系统和信息系统的联网，使整个战区部队的能力大于各个平台的简单加总。在这种情况下，潜艇继续执行各种任务，包括情报收集，识别和告警（I＆W），反潜战，反水面作战，对陆打击和水雷战，必须是联网的传感器和平台一个组成部分。

因此，潜艇的未来任务需要在通信连接和带宽支持上的革命。目标是允许潜艇在没有当前深度和速度限制的情况下进行通信，并且具有足够的带宽实现实时连接和回传，以最大化潜艇收集数据和情报的有效性。

这些先进通信的开发已经开始，并和基于IP架构的窄带通信系统的开发相结合。接下来是开发更高数据传输速率的天线和宽带通信系统，并最终实现允许在各种深度和速度上进行双向通信的漂浮有线天线。

先进通信方式的开发已经开始，对潜通信正在进入一个新时代

最终，水下数据交换和通信能力将成为部署无人驾驶潜水器和传感器，使它们和其他有效载荷形成分布式网络的关键推动因素。

看过一些资料，潜艇主要依靠短波通讯，但短波在水中衰减很快，浮到水面进行通讯，对潜艇很不安全，所以，潜艇备有可拉伸的天线，水下通讯时拉出天线，长度大约是潜望镜的高度，再深就要使用浮标天线，在战争期间周围有水面舰艇时就很危险，所以潜艇只能在确定安全的情况下定时发报。

为适应远距离通讯，潜艇还备有大功率发射机，但发射信号时，容易被监听定位。为避免被监听，潜艇上还备有快速发送设备，岸上有自动接受装置。

随着技术的进步，传统通讯方式已很难保证潜艇通讯的安全。需要更加安全可靠的通讯方式，现处于研究阶段的就是量子通讯，量子通讯利用了量子不可克隆定理，可保证通讯绝对保密，我国成功进行了海水量子通讯试验，证实了水下量子通讯的可行性，引的一些国家羡慕不已。