《空中領(lǐng)航學(xué)》5.1-無線電領(lǐng)航概述課件

1、5 無線電領(lǐng)航5.1無線電領(lǐng)航概述5.2 無線電方位5.3 進(jìn)入預(yù)定方位線5.4 向電臺飛行5.5 背電臺飛行5.6 VOR/DME領(lǐng)航方法5.7 無線電定位5.8 無線電領(lǐng)航地面準(zhǔn)備5.9 無線電領(lǐng)航空中實施空中領(lǐng)航學(xué)5.1 無線電領(lǐng)航概述無線電領(lǐng)航的定義 利用無線電技術(shù)方法，對飛機的航行過程實施導(dǎo)航，確定飛機的位置、航向及時間，從而引領(lǐng)飛機準(zhǔn)確、準(zhǔn)時、安全地完成航行任務(wù)的方法，稱為無線電領(lǐng)航?？罩蓄I(lǐng)航學(xué)5.1 無線電領(lǐng)航概述空中領(lǐng)航學(xué)5.1.1無線電領(lǐng)航基本概念5.1.2 無線電領(lǐng)航基本結(jié)構(gòu)5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)5.1.4 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)分類5.1.5 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程5.1.

2、6 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)性能指標(biāo)5.1.1 無線電領(lǐng)航基本概念空中領(lǐng)航學(xué) 第一項任務(wù)是無線電領(lǐng)航的基本任務(wù)，是完成其它各項任務(wù)的基礎(chǔ)。無線電領(lǐng)航的任務(wù)確定飛機位置、航向、速度和高度等飛行參數(shù)。引領(lǐng)飛機飛達(dá)目標(biāo)點，進(jìn)入并沿預(yù)定航線飛行。引領(lǐng)飛機進(jìn)入著陸機場，并正確調(diào)度飛機等待著陸，確保在夜間或復(fù)雜氣象條件下能安全著陸。保證飛機準(zhǔn)確、準(zhǔn)時、安全地完成飛行任務(wù)所需的其它領(lǐng)航任務(wù)。5.1.1 無線電領(lǐng)航基本概念空中領(lǐng)航學(xué)無線電領(lǐng)航的優(yōu)點受外界條件（時間、氣候、氣象等）限制較小。導(dǎo)航參數(shù)（定位）精度較高。定位速度快，可實現(xiàn)連續(xù)、實時定位。設(shè)備體積小、重量輕，可靠性高，經(jīng)濟性好。無線電領(lǐng)航的缺點設(shè)備輻射和接受無

3、線電波，易被發(fā)現(xiàn)、破壞和干擾，保密性不強，甚至受干擾后無法正常工作。一般需要地面設(shè)備配合，限制了其工作區(qū)域。5.1.2 無線電領(lǐng)航基本結(jié)構(gòu)空中領(lǐng)航學(xué)無線電定位原理 兩已知地理坐標(biāo)的定位點（導(dǎo)航臺）引出兩條到飛機的直線（電波）交點既為飛機所在位置。根據(jù)飛機位置與預(yù)定航線的關(guān)系確定航向和速度。導(dǎo)航臺1（地理坐標(biāo)已知）導(dǎo)航臺2（地理坐標(biāo)已知）位置線1位置線2位置線是什么？5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)空中領(lǐng)航學(xué)位置線的定義 導(dǎo)航系統(tǒng)所測量的電信號某一參量為定值時，該參量值所對應(yīng)的接收點位置的軌跡即為位置線。位置線的分類與對應(yīng)導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為直線測向（測角、直線）系統(tǒng)位置線為圓測距（圓周）系統(tǒng)位置線為等

4、高線測高（等高線）系統(tǒng)位置線為雙曲線測距差（雙曲線）系統(tǒng)5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為直線測向（測角、直線）系統(tǒng) 如果位置線是與導(dǎo)航臺或飛機所在經(jīng)線北端有一定角度的一族半射線，這樣的系統(tǒng)稱為測向（測角）無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，或直線無線電導(dǎo)航系統(tǒng)?？罩蓄I(lǐng)航學(xué) 測向系統(tǒng)測量的是飛機和地面導(dǎo)航臺之間的位置線的方位（角）。 測向系統(tǒng)：無方向性信標(biāo)NDB甚高頻全向信標(biāo)VOR儀表著陸系統(tǒng)ILS位置線方位（角度）為參數(shù)NmNmQDMQDR5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為直線測向（測角、直線）系統(tǒng)空中領(lǐng)航學(xué)-定位測向系統(tǒng)5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為圓測距（圓周）系統(tǒng) 如果位置線是以導(dǎo)航臺為圓心，飛

5、機與電臺間的距離為半徑的圓，這樣的系統(tǒng)稱為測距無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，或圓周無線電導(dǎo)航系統(tǒng)?？罩蓄I(lǐng)航學(xué) 測距系統(tǒng)測量的是飛機和地面導(dǎo)航臺之間的斜距。 測距系統(tǒng)：測距機DME位置線距離為參數(shù)R斜距剖面圖5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為圓測距（圓周）系統(tǒng)空中領(lǐng)航學(xué)-定位測距系統(tǒng)5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為直線和圓測角測距系統(tǒng)空中領(lǐng)航學(xué)測角測距系統(tǒng)及-定位 這是一種測角與測距系統(tǒng)的合成系統(tǒng)。 測角測距系統(tǒng)包括：VOR/DMENDB/DMEILS/DMETACAN5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為等高線測高系統(tǒng) 如果位置線是等高線，這樣的系統(tǒng)稱為測高無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。 測高系統(tǒng)測量飛機到地面的垂直

6、距離?？罩蓄I(lǐng)航學(xué) 測高系統(tǒng)：無線電高度表RA位置線高度為參數(shù)地面H5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為等高線測高系統(tǒng)空中領(lǐng)航學(xué)測高系統(tǒng)5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為雙曲線測距差系統(tǒng) 如果位置線是飛機與兩個地面臺成恒定距離差的一族雙曲線，這樣的系統(tǒng)稱為測距差無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，或雙曲線無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。 測距差系統(tǒng)測量飛機和兩個地面導(dǎo)航臺之間的距離差?？罩蓄I(lǐng)航學(xué) 測距差系統(tǒng)：Omega系統(tǒng)羅蘭-C系統(tǒng)距離差為參數(shù)5.1.3 位置線與導(dǎo)航系統(tǒng)位置線為雙曲線測距差系統(tǒng)空中領(lǐng)航學(xué)測距差系統(tǒng)雙曲線（測距差）定位5.1.4 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)分類按測量電信號的參量分類 振幅、頻率、相位、脈沖、脈沖/相位混合系

7、統(tǒng)。按測量位置線的幾何形狀分類 測角、測距、測角/測距、測高、測距差系統(tǒng)。按有效作用距離分類 近程、遠(yuǎn)程、超遠(yuǎn)程系統(tǒng)。按無線電導(dǎo)航臺的安裝位置分類 陸基、空基、星基系統(tǒng)。空中領(lǐng)航學(xué)500km以下5003000km3000km以上5.1.4 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)分類按機載設(shè)備實現(xiàn)系統(tǒng)功能分類 自備式、它備式系統(tǒng)。按飛機的飛行區(qū)域分類 航路、終端區(qū)系統(tǒng)。按工作方式分類 有源工作式、無緣工作式系統(tǒng)?？罩蓄I(lǐng)航學(xué)自備式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)：僅包括飛機上的無線電導(dǎo)航設(shè)備，可獨立產(chǎn)生或得到導(dǎo)航信息。它備式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)：包括飛機上的無線電導(dǎo)航設(shè)備和機體外的無線電導(dǎo)航臺，兩者利用無線電波配合工作得到導(dǎo)航信息。有源工作式導(dǎo)

8、航系統(tǒng)：飛行中，飛機的機載無線電設(shè)備和導(dǎo)航臺均可發(fā)射和接收信號，機載無線電設(shè)備與導(dǎo)航臺協(xié)作工作得到定位信息。無源工作式導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航臺單向發(fā)射信號到飛機機載無線電設(shè)備上，機載設(shè)備只接受信號即可實現(xiàn)定位。無源式是軍方實現(xiàn)隱蔽定位的方法，但無法雙向通信和指揮。5.1.5 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程早期階段 早期階段從20世紀(jì)初至第二次世界大戰(zhàn)前，這一時期的特點是開始了無線電測向理論和實踐的研究，并研制出無線電羅盤和無線電信標(biāo)等設(shè)備?？罩蓄I(lǐng)航學(xué)無線電羅盤Radio Compass1912測角/自主式系統(tǒng)無方向性信標(biāo)NDBNondirectional Radiobeacon20年代末測角/近程/它備式/陸

9、基系統(tǒng)5.1.5 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程空中領(lǐng)航學(xué)發(fā)展階段 發(fā)展階段從第二次世界大戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代初，這一時期的特點是以迅速發(fā)展的無線電技術(shù)為基礎(chǔ)，由戰(zhàn)爭催生出眾多的無線電導(dǎo)航設(shè)備和系統(tǒng)，如儀表著陸系統(tǒng)、羅蘭系統(tǒng)、多普勒導(dǎo)航雷達(dá)、甚高頻全向信標(biāo)、甚低頻導(dǎo)航系統(tǒng)、測距機、塔康系統(tǒng)等，導(dǎo)航信號覆蓋到全球，導(dǎo)航精度得到一定的提高，形成了較為完備的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)體系，是導(dǎo)航技術(shù)大發(fā)展時期。5.1.5 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程空中領(lǐng)航學(xué)無線電高度表RARadio Altimeter調(diào)頻式1938調(diào)頻/測高/自主式系統(tǒng)脈沖式二戰(zhàn)以后脈沖/測高/自主式系統(tǒng)儀表著陸系統(tǒng)ILSInstrument Landi

10、ng System1941近程/它備式/陸基/終端區(qū)系統(tǒng)1946年ICAO定為標(biāo)準(zhǔn)著陸系統(tǒng)精密進(jìn)近雷達(dá)PARPrecision Approach Radar二戰(zhàn)期間近程/它備式/陸基/終端區(qū)系統(tǒng)臺卡系統(tǒng)DECCA1944低頻/相位/測距差雙曲線系統(tǒng)5.1.5 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程空中領(lǐng)航學(xué)羅蘭LORANLong Range NavigationA1945脈沖/測距差雙曲線/陸基/中遠(yuǎn)程/它備式系統(tǒng)C1957相位-時間/測距差/陸基/低頻/遠(yuǎn)程/它備式系統(tǒng)多普勒導(dǎo)航雷達(dá)Dopple Navigation Radar1945測速/雙曲線/自主式系統(tǒng)VOR系統(tǒng)VHF Omnidirectional

11、 Range二戰(zhàn)后期測角/近程/它備式/陸基系統(tǒng)1949年ICAO定為標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)5.1.5 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程空中領(lǐng)航學(xué)甚低頻導(dǎo)航系統(tǒng)VLF Navigation System奧米伽Omega1947甚低頻/測距差雙曲線/全球覆蓋系統(tǒng)阿爾法Alpha二戰(zhàn)以后測距機DMEDistance Measuring Equipment二戰(zhàn)以后測距/近程/它備式系統(tǒng)1959年ICAO定為標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)塔康TACAN戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng)Tactical Air Navigation System1955測角測距/它備式系統(tǒng)5.1.5 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程空中領(lǐng)航學(xué)成熟階段 成熟階段從20世紀(jì)60年代至今，

12、這一時期的特點是以衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)為基礎(chǔ)，無線電波發(fā)射頻率高，導(dǎo)航設(shè)備自動化程度高、可靠性強，導(dǎo)航信號覆蓋范圍更大，導(dǎo)航精度高。包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、微波著陸系統(tǒng)、地形輔助導(dǎo)航系統(tǒng)、組合導(dǎo)航系統(tǒng)等。5.1.5 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午儀導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)Transit Navigation Satellite System1964第一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)GPSGlobal Positioning System1973第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)微波著陸系統(tǒng)MLSMicrowave Landing System70年代1978年ICAO定為未來標(biāo)準(zhǔn)著陸系統(tǒng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)GPS/慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS80年

13、代功能互補空中領(lǐng)航學(xué)5.1.6 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)性能指標(biāo)空中領(lǐng)航學(xué)性能指標(biāo)導(dǎo)航精度：導(dǎo)航系統(tǒng)為飛機提供的位置信息與飛機當(dāng)時的真實位置之間的誤差大小。覆蓋范圍：一個面積或立體空間的導(dǎo)航信號能夠使導(dǎo)航用戶以規(guī)定的精度定出飛機的位置。系統(tǒng)容量：在導(dǎo)航系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi)，系統(tǒng)同時可提供定位服務(wù)的用戶的數(shù)量。導(dǎo)航信息更新率：導(dǎo)航系統(tǒng)在單位時間內(nèi)可為飛機提供定位或其他導(dǎo)航數(shù)據(jù)的次數(shù)。5.1.6 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)性能指標(biāo)空中領(lǐng)航學(xué)性能指標(biāo)連續(xù)性：飛機在某特定的運行階段，導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提供規(guī)定的定位引導(dǎo)功能而不發(fā)生中斷的能力，它表明了系統(tǒng)可連續(xù)提供導(dǎo)航服務(wù)的性能?？捎眯裕寒?dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)和用戶設(shè)備都正常工作時，系統(tǒng)為飛機提供可用的導(dǎo)航服務(wù)時間與該航行階段時間的百分比。可靠性：系統(tǒng)在給定使用條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)以規(guī)定的性能完成其功能的概率，它表明了系統(tǒng)發(fā)生故障的頻度。5.1.6 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)性能指標(biāo)空中領(lǐng)航學(xué)性能指標(biāo)完好性：也稱完備性、完整性，是當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)生故障或誤差變化超