第4章飛行器機載設(shè)備

1、第4章飛行器機載設(shè)備 第第4章飛行器機載設(shè)備章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.3 4.3 飛行器飛行控制系統(tǒng)飛行器飛行控制系統(tǒng) 4.4 4.4 其他機載設(shè)備其他機載設(shè)備 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 飛行器通過傳感器測量各種直接參數(shù)， 由機載計算機計算得到間接參數(shù)，經(jīng)系 統(tǒng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)榭娠@示的參數(shù)，由顯示系 統(tǒng)以指針、數(shù)字或圖形方式顯示出來， 或?qū)⑦@些參數(shù)傳輸給自動控制系統(tǒng)，產(chǎn) 生控制指令，直接操縱飛行器改變飛行 狀態(tài)或?qū)ν?/p>

2、部事件作出反應(yīng)。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 需要測量的飛行器狀態(tài)參數(shù)可歸結(jié)為以下幾類： (1)飛行參數(shù)飛行高度、速度、加速度、姿態(tài)角 和姿態(tài)角速度等； (2)動力系統(tǒng)參數(shù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、溫度、燃油量、 進氣壓力、燃油壓力等； (3)導(dǎo)航參數(shù)位置、航向、高度、速度、距離等； (4)生命保障系統(tǒng)參數(shù)座艙溫度、濕度、氣壓、 氧氣含量、氧氣儲備量等； (5)飛行員生理參數(shù)飛行員脈搏、血壓、睡醒狀 態(tài)等； (6)武器瞄準(zhǔn)系統(tǒng)參數(shù)目標(biāo)的距離、速度、高度、 雷達(dá)警告、攻擊警告等； (7)其他系統(tǒng)參數(shù)電源系統(tǒng)參數(shù)、設(shè)備完好程度、 結(jié)構(gòu)損壞程度等

3、。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.1 飛行器參數(shù)測量的基本方法飛行器參數(shù)測量的基本方法 1壓力傳感器壓力傳感器 （1）壓阻式）壓阻式 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.1 飛行器參數(shù)測量的基本方法飛行器參數(shù)測量的基本方法 1壓力傳感器壓力傳感器 （2）諧振式）諧振式 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.1 飛行器參數(shù)測量的基本方法飛行器參數(shù)測量的基本方法 2溫度傳感器溫度傳感器 (1)

4、電阻式溫度傳感器電阻式溫度傳感器 金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大；金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大； 半導(dǎo)體的電阻有的隨溫度升高而增大，半導(dǎo)體的電阻有的隨溫度升高而增大， 有的隨溫度升高而減小。電阻值與溫度有的隨溫度升高而減小。電阻值與溫度 都有確定的函數(shù)關(guān)系，因此測量其電阻都有確定的函數(shù)關(guān)系，因此測量其電阻 值就可以測量溫度。前者稱為熱電阻，值就可以測量溫度。前者稱為熱電阻， 后者稱為熱敏電阻。后者稱為熱敏電阻。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.1 4.1.1 飛行器參數(shù)測量的基本方法飛行器參數(shù)測量的基本方法 2.2.溫度

5、傳感器溫度傳感器 (2)(2)熱電偶式溫度傳感器熱電偶式溫度傳感器 熱電偶中溫度高的一端叫熱端熱電偶中溫度高的一端叫熱端( (工作端工作端) )， 另一端叫冷端另一端叫冷端( (自由端自由端) )。熱電偶方式比。熱電偶方式比 較適合于高溫測量，例如活塞發(fā)動機汽較適合于高溫測量，例如活塞發(fā)動機汽 缸頭溫度、噴氣發(fā)動機排氣溫度等大都缸頭溫度、噴氣發(fā)動機排氣溫度等大都 采用這種方式測量采用這種方式測量。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.1 4.1.1 飛行器參數(shù)測量的基本方法飛行器參數(shù)測量的基本方法 2.2.溫度傳感器溫度傳感器

6、 (2)(2)熱電偶式溫度傳感器熱電偶式溫度傳感器 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 3轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器 磁敏電阻脈沖傳感器是一種非接觸式數(shù) 字化傳感器，它是將機械運動中的物體表面 粘貼上磁敏條，通過檢測其移動或轉(zhuǎn)動產(chǎn)生 的脈沖，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電信號的基礎(chǔ)元 器件?？捎糜跍y量轉(zhuǎn)速、位移、頻率、液面 位置等參數(shù)，還可以作為接近開關(guān)應(yīng)用于鋼 鐵部件的定位、限位和行程開關(guān)等方面。特 別適合于像發(fā)動機主軸等高速運轉(zhuǎn)部件的非 接觸式測量。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4

7、加速度傳感器加速度傳感器 擺式加速度計 液浮式加速度機 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 5 5迎角傳感器迎角傳感器 迎角傳感器是測量飛機軸線相對氣流的迎角傳感器是測量飛機軸線相對氣流的 夾角的傳感器。夾角的傳感器。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.2 主要飛行狀態(tài)參數(shù)的測量主要飛行狀態(tài)參數(shù)的測量 1飛行高度的測量飛行高度的測量 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.2 4.1.2 主要飛行狀態(tài)參

8、數(shù)的測量主要飛行狀態(tài)參數(shù)的測量 1 1飛行高度的測量飛行高度的測量 (1)氣壓式高度表 在地球重力場中，大氣壓力隨高度 的增加而減小，并且有確定的函數(shù)關(guān)系。 這個函數(shù)關(guān)系由國際標(biāo)準(zhǔn)大氣給定(見 第二章)。氣壓測高法就是通過測量飛 行器所在位置的大氣壓力，通過換算間 接得到飛行高度的。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.2 4.1.2 主要飛行狀態(tài)參數(shù)的測量主要飛行狀態(tài)參數(shù)的測量 1 1飛行高度的測量飛行高度的測量 (2)無線電高度

9、表 飛行器通過天線向地面發(fā)射無線電 波，到達(dá)地面后會產(chǎn)生反射，飛行器上 的接收機接收反射波，通過計算就可以 確定高度了。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.2 4.1.2 主要飛行狀態(tài)參數(shù)的測量主要飛行狀態(tài)參數(shù)的測量 2.2.飛行速度的測量飛行速度的測量 (1)氣壓式空速表氣壓式空速表 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 氣壓式空速表原理圖 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 組合式空速表原理圖 第4章飛行

10、器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 氣壓式升降速度表 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 413 大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng) 現(xiàn)代飛行器的飛行控制系統(tǒng)、發(fā)動機控制系統(tǒng)、 導(dǎo)航系統(tǒng)和儀表顯示系統(tǒng)等需要準(zhǔn)確的靜壓、動壓、 溫度、密度、高度、高度變化率、指示空速、真實空 速等信息，而上述這些參數(shù)只是空氣總壓、靜壓、總 溫的函數(shù)，如果像采用氣壓式空速表等單個的傳感器 和儀表系統(tǒng)各自提供這些信息，不僅增加體積、重量 和成本，而且不便維護，同時影響這些信息的測量精 度。 大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)就是提供一種綜合

11、的、高精度的大 氣數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)。它由核心部件大氣數(shù)據(jù)計算機、壓 力和溫度傳感器，迎角和側(cè)滑角傳感器以及輸入、輸 出接口和顯示器等幾部分組成。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 414 飛行姿態(tài)角度的測量飛行姿態(tài)角度的測量 1陀螺儀陀螺儀 (1)機械陀螺機械陀螺 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 414 飛行姿態(tài)角度的測量飛行姿態(tài)角度的測量 1陀螺儀陀螺儀 (2)靜電陀螺靜電陀螺

12、 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 414 飛行姿態(tài)角度的測量飛行姿態(tài)角度的測量 1陀螺儀陀螺儀 (3)激光陀螺激光陀螺 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 414 飛行姿態(tài)角度的測量飛行姿態(tài)角度的測量 2磁羅盤磁羅盤 真航向、磁航角和磁偏角 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 414 飛行姿態(tài)角度的測量飛行姿態(tài)角度的測量 3陀螺地平儀陀螺地平儀 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳

13、感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.5 飛行器顯示系統(tǒng) 1機械儀表 飛行器上的機械式、電氣式和電動式機械儀表， 均是利用顯示部件間的相對運動來顯示被測參數(shù)值， 如指針一刻度盤、指標(biāo)一刻度帶、標(biāo)記、圖形顯示、 機械式計數(shù)器等。這類顯示器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)相對簡單， 顯示清晰。指針一刻度盤和指標(biāo)刻度帶的顯示過程 能反映被測參數(shù)的變化趨勢。它們的缺點是部件間存 在的摩擦影響顯示精度；壽命短、易受振動、沖擊的 影響；在低亮度環(huán)境中需要照明；不易實現(xiàn)綜合 顯示。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.5 飛行器顯示系統(tǒng) 2.電子顯示系統(tǒng)表 優(yōu)點

14、是： (1)顯示靈活多樣，形象逼真，顯示形式有字符、 圖形、表格等，并可以用彩色顯示； (2)容易實現(xiàn)綜合顯示，所以減少了儀表數(shù)量，使 儀表板布局簡潔，便于觀察； (3)由于消除了機械儀表因摩擦、振動等引起的附 加誤差，顯示精度顯著提高； (4)采用固態(tài)器件，壽命長，可靠性高； (5)隨著集成化程度的提高，重量不斷減輕，價格不 斷下降。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.5 飛行器顯示系統(tǒng) 2.電子顯示系統(tǒng)表 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.5 飛行器顯

15、示系統(tǒng) 3.頭盔顯示系統(tǒng) 主要功用有： (1)控制直升機活動炮塔武器進行瞄準(zhǔn)射擊； (2)跟蹤和截獲目標(biāo)，給導(dǎo)彈攻擊指示目標(biāo)； (3)傳遞目標(biāo)數(shù)據(jù)(這里是指飛機之間、空地之間 進行目標(biāo)信息的非語言通訊聯(lián)絡(luò))； (4)目視啟動控制裝置，例如飛行員的視線對準(zhǔn)一 個開關(guān)，這個開關(guān)便會顯亮，加上左手 按壓專門的觸發(fā)按鈕，便可啟動這個開關(guān)； 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.1 4.1 傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng)傳感器、飛行器儀表與顯示系統(tǒng) 4.1.5 飛行器顯示系統(tǒng) 4.顯示系統(tǒng)發(fā)展趨勢 隨著語音技術(shù)，觸摸屏技術(shù)

16、的成熟，顯示器將發(fā)展為 大屏幕全景顯示器。它將整個儀表板集成為一塊大的 觸摸顯示屏，飛行員只需觸及屏幕某一位置，就可以 相應(yīng)地改變顯示格式，調(diào)出更多的數(shù)據(jù)信息，也可以 發(fā)出指令使系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)。目前飛行員主要是通過視 覺和觸覺進行飛行，在聽覺方面，除通訊對話外相對 比較輕松。今后，顯示系統(tǒng)可以通過語言來通報顯示 信息，飛行員也可以通過語音進行指令控制，用以調(diào) 動飛行員的聽覺，減輕視覺負(fù)擔(dān)。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.1 4.2.1 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)無線電導(dǎo)航系統(tǒng)(Radio Navigation (Radio Navigation System)

17、System) 4.2.2 4.2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(Inertial Navigation (Inertial Navigation System)System) 4.2.3 4.2.3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Satellite (Satellite Navigation System)Navigation System) 4.2.4 4.2.4 圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)(Image Matching (Image Matching Navigation System) Navigation System) 4.2.5 4.2.5 天文導(dǎo)航系統(tǒng)天文導(dǎo)航系統(tǒng)(Celes

18、tiaI (CelestiaI NavNavigigation System)ation System) 4.2.6 4.2.6 組合導(dǎo)航技術(shù)組合導(dǎo)航技術(shù)(Combined Navigation (Combined Navigation System)System) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.1 4.2.1 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)無線電導(dǎo)航系統(tǒng) 1測向無線電導(dǎo)航系統(tǒng) (1)自動測向器(Automatic Direction Finder簡稱ADF) 自動測向器是在飛行器上用方向性天線接收 來自地面導(dǎo)航臺發(fā)射的無線電波，并確定電 波來向相對于飛行器縱軸線

19、的夾角的導(dǎo)航設(shè) 備。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.1 4.2.1 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)無線電導(dǎo)航系統(tǒng) 1測向無線電導(dǎo)航系統(tǒng) (2)(2)全向信標(biāo)系統(tǒng)全向信標(biāo)系統(tǒng)(VHF Omnidirectional Range (VHF Omnidirectional Range 簡稱簡稱VORVOR） 由全向信標(biāo)臺和機上接收系統(tǒng)組成。地面全向信標(biāo)臺由全向信標(biāo)臺和機上接收系統(tǒng)組成。地面全向信標(biāo)臺 發(fā)射的電波幅度是變化的發(fā)射的電波幅度是變化的( (稱為調(diào)幅稱為調(diào)幅) )，幅度的變化規(guī)，幅度的變化規(guī) 律

20、受兩個低頻余弦信號控制。其一稱為基準(zhǔn)相位信號，律受兩個低頻余弦信號控制。其一稱為基準(zhǔn)相位信號， 在所有方向上都同時達(dá)到最大值；而另一個稱為可變在所有方向上都同時達(dá)到最大值；而另一個稱為可變 相位信號，在正北方與基準(zhǔn)相位信號同時達(dá)到最大值相位信號，在正北方與基準(zhǔn)相位信號同時達(dá)到最大值 ( (相位差為相位差為0 0) )，而在其他方向，它與基準(zhǔn)相位信號，而在其他方向，它與基準(zhǔn)相位信號 的相位差與所在的方位角相一致。飛行器上的接收系的相位差與所在的方位角相一致。飛行器上的接收系 統(tǒng)，接收來自導(dǎo)航臺的信號后，測量出基準(zhǔn)相位信號統(tǒng)，接收來自導(dǎo)航臺的信號后，測量出基準(zhǔn)相位信號 與可變相位信號之間的相位差，

21、就可以確定出飛行器與可變相位信號之間的相位差，就可以確定出飛行器 位于地面導(dǎo)航臺哪個方位上。位于地面導(dǎo)航臺哪個方位上。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.1 4.2.1 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)無線電導(dǎo)航系統(tǒng) 2.測距無線電導(dǎo)航系統(tǒng) DME系統(tǒng)工作在9621213MH之間。飛行器上的詢問器 以某一頻率每隔1150 S 到124 S發(fā)射一次信號 (即重復(fù)頻率為24 Hz到150 Hz之間)。發(fā)射電波的時 間很短，而休止時間相對很長，這樣的信號稱為脈沖 信號詢問脈沖。地面導(dǎo)航臺接收到詢問器發(fā)出的 信

22、號，檢驗后以另一個頻率發(fā)射脈沖應(yīng)答脈沖。 詢問器的接收機接收應(yīng)答脈沖，測量出從發(fā)出詢問脈 沖到應(yīng)答脈沖之間的時間間隔，即可換算出飛行器到 地面導(dǎo)航臺的斜距。如果把VOR臺和DME應(yīng)答器設(shè)置在 同一個導(dǎo)航臺，則飛行員可以根據(jù)機上設(shè)備的指示， 以極坐標(biāo)的方式確定飛行器相對于導(dǎo)航臺的位置。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.1 4.2.1 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)無線電導(dǎo)航系統(tǒng) 3測距差無線電導(dǎo)航系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.2 4.2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 慣性導(dǎo)航是通過測量飛行器的加速度，經(jīng)運慣性導(dǎo)航是通

23、過測量飛行器的加速度，經(jīng)運 算處理得到飛行器當(dāng)時的速度和位置的一種算處理得到飛行器當(dāng)時的速度和位置的一種 綜合性導(dǎo)航技術(shù)。它的主要功能是：自動測綜合性導(dǎo)航技術(shù)。它的主要功能是：自動測 量飛行器各種導(dǎo)航參數(shù)及飛行控制參數(shù)，供量飛行器各種導(dǎo)航參數(shù)及飛行控制參數(shù)，供 飛行員使用或與其他控制系統(tǒng)配合，完成對飛行員使用或與其他控制系統(tǒng)配合，完成對 飛行器的自動控制飛行器的自動控制( (駕駛駕駛) )。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.2 4.2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 1 1慣性導(dǎo)航的組成和工作原理慣性導(dǎo)航的組成和工作原理 由牛頓第二定律可知，當(dāng)物體受外

24、力作同時，將會沿外力作用 方向產(chǎn)生加速度，若已知的初始位置，初始速度和運動中的加 速度，則通過兩次積分可以求得任一時刻的速度和位置。 2特點 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是由慣性器件構(gòu)成的自主式導(dǎo)航設(shè)備； 無需地面或空間其它任何輔助設(shè)備可自行獲得飛行導(dǎo)航參數(shù) 由于存在測量誤差，而使定位誤差隨時間積累，制造精度要求 高。 3慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 慣性測量組件（陀螺儀和加速度計） 慣導(dǎo)平臺 計算機 顯示器 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.2 4.2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.2 4.2.2 慣

25、性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 2 2兩類慣性導(dǎo)航系統(tǒng)兩類慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。 特點：有慣導(dǎo)平臺，利用慣導(dǎo)平臺可以保證加速度計永處于慣性空間特點：有慣導(dǎo)平臺，利用慣導(dǎo)平臺可以保證加速度計永處于慣性空間 水平面內(nèi)，并有確定的指向，不受地球重力加速度影響，但構(gòu)造復(fù)雜，水平面內(nèi)，并有確定的指向，不受地球重力加速度影響，但構(gòu)造復(fù)雜， 造價昂貴。造價昂貴。 捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。 特點：沒有機電式慣性平臺，將加速度計直接安裝在飛行器上，測得特點：沒有機電式慣性平臺，將加速度計直接安裝在飛行器上，測得 軸直接與飛機機體軸一致。平臺的功能通過計算機計算來實現(xiàn)。形成

26、軸直接與飛機機體軸一致。平臺的功能通過計算機計算來實現(xiàn)。形成 “軟件平臺軟件平臺”。結(jié)構(gòu)簡單是最大優(yōu)點。但對計算機要求較高。結(jié)構(gòu)簡單是最大優(yōu)點。但對計算機要求較高。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.3 4.2.3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 1.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成 導(dǎo)航衛(wèi)星：24個衛(wèi)星分布在對赤道傾角為55的六個 軌道平面上，每個軌道上有四個星，在任何時間至少 有四顆星在地平線仰角7.5以上，可供使用 。 地面站：監(jiān)控站、主控站和上行注入站 用戶設(shè)備：GPS接收機 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.3 4.2.

27、3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.3 4.2.3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 2.導(dǎo)航原理：導(dǎo)航原理： 通過同時對四顆星測得偽距（根據(jù)自身的時通過同時對四顆星測得偽距（根據(jù)自身的時 鐘確定信號到達(dá)的時間和衛(wèi)星發(fā)出的信號時鐘確定信號到達(dá)的時間和衛(wèi)星發(fā)出的信號時 間即可確定相對的距離），則可以求得用戶間即可確定相對的距離），則可以求得用戶 的的x, y, z坐標(biāo)及時鐘差坐標(biāo)及時鐘差 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.3 4.2.3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2

28、4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.4 圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng) 1導(dǎo)航原理導(dǎo)航原理 預(yù)先將飛行器經(jīng)過的地域，通過大地測量、航空攝影、 衛(wèi)星攝影或已有的地形圖等方法將地形數(shù)據(jù)(主要是 地形位置和高度數(shù)據(jù))制做成數(shù)字化地圖，存儲在飛 行器的計算機中，這種地圖稱為原圖。飛行器在飛越 已經(jīng)數(shù)字化的預(yù)定空域時，其上的探測設(shè)備再次對該 區(qū)域進行測量(錄取)，取得實際的地表特征圖像，將 實時圖與預(yù)先存儲的原圖進行比較。由此可以確定飛 行器實際飛行的地理位置與標(biāo)準(zhǔn)位置的偏差，用以對 飛行器進行導(dǎo)航。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 424 圖像匹配導(dǎo)航系

29、統(tǒng)圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng) 圖像匹配導(dǎo)航可分為 地形匹配導(dǎo)航和景象匹配導(dǎo)航兩種。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 原圖 實時圖 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 2數(shù)字地圖數(shù)字地圖 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 424 圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng) 3. 地形匹配導(dǎo)航地形匹配導(dǎo)航 一維匹配，適合于山區(qū)，用雷達(dá)高度表一維匹配，適合于山區(qū)，用雷達(dá)高度表 作為測量裝置。作為測量裝置。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 424 圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng) 4.

30、景象匹配制導(dǎo)景象匹配制導(dǎo) 二維控制，適合于平坦地區(qū)，用圖像成二維控制，適合于平坦地區(qū)，用圖像成 像裝置錄取目標(biāo)附近和飛行軌跡的地貌。像裝置錄取目標(biāo)附近和飛行軌跡的地貌。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.5 4.2.5 天文導(dǎo)航系統(tǒng)天文導(dǎo)航系統(tǒng) 天文導(dǎo)航是通過觀測天體來確定飛行器天文導(dǎo)航是通過觀測天體來確定飛行器 的位置和航向的導(dǎo)航技術(shù)的位置和航向的導(dǎo)航技術(shù)。 天文學(xué)上為區(qū)分天體的亮度和強弱，采天文學(xué)上為區(qū)分天體的亮度和強弱，采 用用“星等星等”來表示天體的相對亮度，例來表示天體的相對亮度，例 如北極星為如北極星為2.12.1星等星等。 第4章飛行器機載設(shè)備

31、4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.5 天文導(dǎo)航系統(tǒng)天文導(dǎo)航系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.2 飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)飛行器導(dǎo)航系統(tǒng) 4.2.6 組合導(dǎo)航技術(shù)組合導(dǎo)航技術(shù) 常見的組合導(dǎo)航方式有：慣性無線電導(dǎo) 航系統(tǒng)、慣性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性天 文導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性圖像匹配導(dǎo)航系統(tǒng)、 慣性天文無線電導(dǎo)航系統(tǒng)等。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.3 飛行器飛行控制系統(tǒng)飛行器飛行控制系統(tǒng) 飛行器的飛行操縱系統(tǒng)可分為人工操縱 和自動控制兩類。人工操縱是指駕駛員 通過操縱裝置操縱氣動舵面、發(fā)動機油 門桿或閥門開關(guān)等方式控制飛行器的飛 行。自動控制是指通過飛行自動控制系 統(tǒng)、自動完成對氣動舵面和發(fā)動機油門 桿的操縱

32、，駕駛員只進行監(jiān)控 第4章飛行器機載設(shè)備 4.3 飛行器飛行控制系統(tǒng)飛行器飛行控制系統(tǒng) 4.3.1 飛行器飛行操縱系統(tǒng)飛行器飛行操縱系統(tǒng) 1機械和助力操縱系統(tǒng)機械和助力操縱系統(tǒng) 2電傳操縱系統(tǒng)電傳操縱系統(tǒng) 電傳操縱系統(tǒng)是將飛行員的操縱動作通過微型操縱桿電傳操縱系統(tǒng)是將飛行員的操縱動作通過微型操縱桿 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娭噶钚盘?，由電纜傳輸?shù)叫盘柼幚硐到y(tǒng)處理轉(zhuǎn)變?yōu)殡娭噶钚盘枺呻娎|傳輸?shù)叫盘柼幚硐到y(tǒng)處理 后，再控制執(zhí)行機構(gòu)后，再控制執(zhí)行機構(gòu)(如液壓舵機如液壓舵機)輸出力和位移，操輸出力和位移，操 縱氣動舵面來駕駛飛行器。電傳操縱系統(tǒng)主要是由電縱氣動舵面來駕駛飛行器。電傳操縱系統(tǒng)主要是由電 子器件構(gòu)成，因此屬

33、于機載設(shè)備范疇。電傳操縱系統(tǒng)子器件構(gòu)成，因此屬于機載設(shè)備范疇。電傳操縱系統(tǒng) 主要包括微型駕駛桿、桿力主要包括微型駕駛桿、桿力(或桿位移或桿位移)傳感器、信號傳感器、信號 放大器、信號綜合處理和余度管理計算機、飛行參數(shù)放大器、信號綜合處理和余度管理計算機、飛行參數(shù) 傳感器傳感器(如高度、速度等如高度、速度等)、執(zhí)行機構(gòu)、助力器等部件。、執(zhí)行機構(gòu)、助力器等部件。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.3 飛行器飛行控制系統(tǒng)飛行器飛行控制系統(tǒng) 2電傳操縱系統(tǒng)電傳操縱系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.3 飛行器飛行控制系統(tǒng)飛行器飛行控制系統(tǒng) 4.3.2飛行器自動控制系統(tǒng)飛行器自動控制系統(tǒng) 1自動駕駛儀自動駕駛儀 飛

34、行員駕駛飛機的過程飛行員駕駛飛機的過程 第4章飛行器機載設(shè)備 4.3 飛行器飛行控制系統(tǒng)飛行器飛行控制系統(tǒng) 自動駕駛儀操縱飛機的過程自動駕駛儀操縱飛機的過程 自動駕 駛儀控 制飛機 的過程 第4章飛行器機載設(shè)備 4.3 飛行器飛行控制系統(tǒng)飛行器飛行控制系統(tǒng) 4.3.2飛行器自動控制系統(tǒng)飛行器自動控制系統(tǒng) 2著陸控制系統(tǒng)著陸控制系統(tǒng) （1）儀表著陸系統(tǒng)）儀表著陸系統(tǒng) 第4章飛行器機載設(shè)備 4.3 飛行器飛行控制系統(tǒng)飛行器飛行控制系統(tǒng) 4.3.24.3.2飛行器自動控制系統(tǒng)飛行器自動控制系統(tǒng) (2)(2)微波著陸系統(tǒng)微波著陸系統(tǒng) 相應(yīng)于儀表著陸系統(tǒng)的航向信標(biāo)、相應(yīng)于儀表著陸系統(tǒng)的航向信標(biāo)、 下滑信標(biāo)和指點信標(biāo)，微波著陸系統(tǒng)設(shè)下滑信標(biāo)和指點信標(biāo)，微波著陸系統(tǒng)設(shè) 置有方位臺滯角臺和拉平臺。顯示系統(tǒng)置有方位臺滯角臺和拉平臺。顯示系統(tǒng) 與儀表著陸系統(tǒng)的類似。微波著陸系統(tǒng)與儀表著陸系統(tǒng)的類似。微波著陸系統(tǒng) 的測量精度高于儀表著陸系統(tǒng)，也更適的測量精度高于儀表著陸系統(tǒng)，也更適 合于用自動駕駛儀進行自動精確著陸。合于用自動駕駛儀進行自動精確著陸。 第4章飛行器機載設(shè)備 4.4 其他記載設(shè)備其他記載設(shè)備 4.4.1 4.4.1 雷達(dá)