航空電子導(dǎo)航教材

航空電子導(dǎo)航設(shè)備北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件

機(jī)載無線電導(dǎo)航設(shè)備是航空導(dǎo)航的主要技術(shù)手段之一，也是當(dāng)代電子學(xué)及電子工程廣泛應(yīng)用與發(fā)展的重要領(lǐng)域。無線電導(dǎo)航是利用載體上的電子設(shè)備接收和處理無線電波得到載體的導(dǎo)航參量。它具有不受時(shí)間天氣的限制、測(cè)量精度高、定位時(shí)間短、設(shè)備簡單、可靠等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。無線電導(dǎo)航的主要缺點(diǎn)式其發(fā)射的無線電波易被發(fā)現(xiàn)，接收的無線電波易受干擾。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件主要內(nèi)容第一章：無線電導(dǎo)航第二章：無線電羅盤第三章：雷達(dá)原理第四章：無線電高度表第五章：多普勒雷達(dá)第六章：其它電子導(dǎo)航設(shè)備北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件參考文獻(xiàn)杰里L(fēng).伊伏斯,愛德華K.里迪[美]編，卓榮邦等譯.現(xiàn)代雷達(dá)原理.電子工業(yè)出版社,1991.毛士藝,李少洪等.脈沖多普勒雷達(dá).國防工業(yè)出版社,1990.G.V.莫里斯[美]等，季節(jié)，許偉武譯.機(jī)載脈沖多普勒雷達(dá).航空工業(yè)出版社，1990.曹志剛,錢亞生.現(xiàn)代通信原理.清華大學(xué)出版社,1992.以光衢,劉惠彬,關(guān)德新,鄭玉簋等.航空機(jī)載電子系統(tǒng)與設(shè)備.北京航空航天大學(xué)出版社,1997.馬曉巖,向家彬.雷達(dá)信號(hào)處理.湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1999.王小謨,張光義.雷達(dá)與探測(cè)—現(xiàn)代戰(zhàn)爭的火眼金睛.國防工業(yè)出版社,2000.向敬成,張明友.雷達(dá)系統(tǒng).電子工業(yè)出版社,2001.魏光順,鄭玉簋,張欲敏.無線電導(dǎo)航原理.東南大學(xué)出版社,1989.北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件第一章無線電導(dǎo)航

無線電導(dǎo)航的基本概念無線電導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展簡史無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類常用無線電導(dǎo)航系統(tǒng)電磁波的傳播北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件無線電導(dǎo)航的基本概念

早期的飛行器在空中飛行僅依靠地標(biāo)導(dǎo)航--飛行中盯著公路、鐵路、河流等線狀地標(biāo)；山峰、燈塔、公路交匯點(diǎn)等點(diǎn)狀地標(biāo)；湖泊、城鎮(zhèn)等面狀地標(biāo)。后來，空勤人員利用航空地圖、磁羅盤、計(jì)算尺、時(shí)鐘等工具和他們的天文、地理、數(shù)學(xué)知識(shí)，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向計(jì)算航線角，結(jié)合地標(biāo)修正航線偏差，這種工作叫做“空中領(lǐng)航”。這種方法雖然“原始”，但航空先驅(qū)林伯當(dāng)年就是依靠這些東西駕駛一架活塞式單發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)“圣路易斯精神號(hào)”獨(dú)自由美國西海岸起程，直接飛越大西洋到達(dá)巴黎的，他飛越茫茫大西洋時(shí)還通過觀察海上的洋流、夜空中的星座來辨別方向、確定位置?？罩蓄I(lǐng)航學(xué)是飛行員的一門必修課，其核心是用矢量合成原理修正風(fēng)對(duì)飛行航跡的影響。

隨著無線電技術(shù)的發(fā)展，各式各樣的電子設(shè)備為飛行器提供精確的導(dǎo)航信息：有用于洲際導(dǎo)航的奧米加導(dǎo)航系統(tǒng)（OMEGA）、適用于廣闊海面的羅蘭系統(tǒng)（LORAN-A，LORAN-C）、用于近距導(dǎo)航的甚高頻全向無線電信標(biāo)導(dǎo)航系統(tǒng)（VORTAC），另外還有一些專為軍事用途開發(fā)的導(dǎo)航信標(biāo)和雷達(dá)系統(tǒng)。現(xiàn)在，利用同步衛(wèi)星工作的全球定位系統(tǒng)（GPS）已開始廣泛使用。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件

一、定義和任務(wù)

導(dǎo)航－－引導(dǎo)運(yùn)載體（船舶、飛機(jī)、車輛等）以給定的精度，按計(jì)劃航線從始發(fā)地安全、可靠地航行到目的地的過程?，F(xiàn)代導(dǎo)航－－滿足高精度、全天候、全球復(fù)蓋、連續(xù)實(shí)時(shí)定位、自動(dòng)駕駛、自動(dòng)引導(dǎo)進(jìn)出港、交通管理以及一些特殊應(yīng)用（營救、識(shí)別、偵察等）方面使用要求的新型導(dǎo)航。

無線電導(dǎo)航－－利用無線電技術(shù)對(duì)飛機(jī)的航行過程實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航。可在復(fù)雜的氣象條件及能見度不良情況下一種有效的導(dǎo)航方法。

導(dǎo)航技術(shù)－－應(yīng)用于導(dǎo)航的信息產(chǎn)生、傳輸、接收處理及終端顯示等有關(guān)技術(shù)。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件無線電導(dǎo)航系統(tǒng)－－能夠完成一定的無線電導(dǎo)航任務(wù)的技術(shù)裝置組合。無線電導(dǎo)航的任務(wù)包括：

導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)載體沿既定航線航行；確定運(yùn)動(dòng)載體的當(dāng)前位置及其航行參數(shù)；導(dǎo)引運(yùn)動(dòng)載體在夜間和復(fù)雜氣象條件下安全著陸北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件

二、基本原理

1、無線電定位物理基礎(chǔ)

測(cè)向測(cè)距探測(cè)2.無線電定位的幾何原理及方法

2）無線電定位分類基于無線電波傳播的三個(gè)基本特性（1）在理想均勻媒質(zhì)中，直線傳播（2）在理想均勻媒質(zhì)中，C=constant（3）在兩種媒質(zhì)界面上產(chǎn)生反射1）幾何原理：飛機(jī)定位是通過運(yùn)用無線電技術(shù)測(cè)量某些已知地理位置的導(dǎo)航點(diǎn)的幾何參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。（1）測(cè)向法用無線電方法測(cè)定空間方向的過程，稱無線電測(cè)向。測(cè)本機(jī)到兩個(gè)導(dǎo)航臺(tái)方位

二條位置線，相交即機(jī)位。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件（2）測(cè)距法（3）測(cè)距差法距離差為常數(shù)的點(diǎn)軌跡是以兩個(gè)導(dǎo)航臺(tái)為焦點(diǎn)的雙曲線位置線－－雙曲線北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件無線電導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展簡史

從本世紀(jì)二十年代初，無線電技術(shù)開始用于導(dǎo)航到現(xiàn)在，與慣性導(dǎo)航、天文導(dǎo)航等相比具有受外界條件限制較小、測(cè)量導(dǎo)航參數(shù)的精度高、速度快、可靠性高等。因此，無線電技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，廣泛用于航空、航海及航天領(lǐng)域中。無線電導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展過程大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：二次世界大戰(zhàn)的早期階段，首先出現(xiàn)的時(shí)給運(yùn)動(dòng)在體提供無線電臺(tái)方位的無線電羅盤。接著又出現(xiàn)了定向器、四航道信標(biāo)、扇形無線電信標(biāo)（多區(qū)無線電信標(biāo)）等無線電測(cè)向設(shè)備，這些設(shè)備主要來引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)載體的出航、歸航和按既定航線航行，而不是直接用于定位。二次大戰(zhàn)開始至六十年代初是無線電導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展階段。在這一階段里，世界各國研制了名目繁多的各種無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。其中迄今為止仍然得到廣泛應(yīng)用的有四十年代出現(xiàn)的甚高頻全向信標(biāo)(VOR)，距離測(cè)試設(shè)備(DME)，這兩者的結(jié)合，構(gòu)成了近程導(dǎo)航的極坐標(biāo)定位系統(tǒng)(VOR/DME)，它能同時(shí)向運(yùn)動(dòng)載體提供相對(duì)地面導(dǎo)航臺(tái)的方位和距離信息。另一種雙曲線定位的近程導(dǎo)航系統(tǒng)臺(tái)卡(DECCA)也得到了廣泛的應(yīng)用。為了在夜間和復(fù)雜氣象條件下，保證飛機(jī)的安全著陸，研制生產(chǎn)了儀表著陸系統(tǒng)(ILS)和調(diào)頻無線電高度表。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件五十年代，美國為空軍研制出用同一設(shè)備同時(shí)完成測(cè)向和測(cè)距功能的戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng)，簡稱為“太康”(TACAN)系統(tǒng)。隨著飛機(jī)與航船航程的增加，相應(yīng)出現(xiàn)了遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)。其中廣泛得到使用的有“勞蘭（LORAN）”系統(tǒng)和“奧米加（OMEGA）”系統(tǒng)。此外，多普勒導(dǎo)航雷達(dá)也作為自主式遠(yuǎn)航程導(dǎo)航系統(tǒng)得到應(yīng)用。六十年代出現(xiàn)了第一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)—“子午儀”系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)對(duì)艦船進(jìn)行定位導(dǎo)航，目前正在布置的全球定位系統(tǒng)(GPS)，可以對(duì)包括航天飛機(jī)在內(nèi)的各種航行體提供全球范圍的精密導(dǎo)航定位。隨著交通運(yùn)輸量的加大，在機(jī)場(chǎng)（港口）區(qū)域的交通管制任務(wù)日趨繁重，飛機(jī)、艦船的引進(jìn)著陸或進(jìn)港的定位精度要求越來越高。為了滿足這些要求，相應(yīng)的出現(xiàn)了各種自動(dòng)化的航管系統(tǒng)和微波著陸系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)載體上電子設(shè)備的數(shù)量急劇增加。為了減小設(shè)備數(shù)量，避免相互間的電磁干擾，出現(xiàn)了多功能（通信、導(dǎo)航、識(shí)別等）電子系統(tǒng)。新階段的另一特點(diǎn)是廣泛采用數(shù)字技術(shù)和計(jì)算及技術(shù)，使原有的導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)量精度與自動(dòng)化程度顯著提高。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類按有效作用距離劃分近程導(dǎo)航系統(tǒng)，其有效作用距離在500公里之內(nèi)；遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)，共有效作用距離大于500公里。按所測(cè)量的電氣參量劃分振幅式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)；相位式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)；頻率式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)；脈沖(時(shí)間)式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。按所測(cè)量的幾何參量或位置線的幾何形狀劃分測(cè)角無線電導(dǎo)航系統(tǒng)(直線無線電導(dǎo)航系統(tǒng))；測(cè)距無線電導(dǎo)航系統(tǒng)(圓周無線電導(dǎo)航系統(tǒng))；測(cè)距差無線電導(dǎo)航系統(tǒng)(雙曲線無線電導(dǎo)航系統(tǒng))。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件按無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的組成情況劃分自主式(自備式)無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，它僅包括運(yùn)動(dòng)載體上的無線電導(dǎo)航設(shè)備；非自主式(他備式)無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，它的組成包括運(yùn)動(dòng)載體上的無線電導(dǎo)航設(shè)備和運(yùn)動(dòng)載體外的無線電導(dǎo)航臺(tái)(站)。按無線電導(dǎo)航臺(tái)(站)的安裝地點(diǎn)劃分陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航合(站)安裝在地面(包括海上)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)；空基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航臺(tái)(站)安裝在飛機(jī)上的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)；星基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航臺(tái)(站)安裝在人造衛(wèi)星上的無線屯導(dǎo)航系統(tǒng)。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件常用無線電導(dǎo)航系統(tǒng)羅蘭(LORAN)系統(tǒng)；奧米加(Omega)系統(tǒng)；自動(dòng)測(cè)向器(ADF)；甚高頻全相信標(biāo)(VOR)；測(cè)距器(DME)；塔康(TACAN)系統(tǒng)；多普勒(DOP)導(dǎo)航系統(tǒng)；空中交通管理(ATC)系統(tǒng)；儀表著陸系統(tǒng)(ILS)；微波著陸系統(tǒng)(MLS)；精密進(jìn)近雷達(dá)(PAR)；無線電高度表；氣象雷達(dá)；全球定位系統(tǒng)(GPS)；北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件電磁波的傳播頻率從幾十Hz（甚至更低）到3000GHz左右（波長從幾十Mm到0.1mm左右)頻段范圍內(nèi)的電磁波，稱為無線電波。發(fā)射天線或自然輻射源所輻射的無線電波，通過自然條件下的媒質(zhì)到達(dá)接收天線的過程，就稱為無線電波的傳播。在傳播過程中，無線電波有可能受到反射、折射、繞射、散射和吸收，并可能引起無線電信號(hào)的畸變。為了確定無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的頻率、功率、增益、靈敏度、信號(hào)噪聲比、導(dǎo)航精度等指標(biāo)，就需要對(duì)無線電波的傳播特性有所了解。無線電波的頻率，根據(jù)它們的特點(diǎn)可以劃分為下列幾個(gè)波段，不同波段無線電波的傳播特性有很大差別。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件無線電波頻段劃分序號(hào)頻段名稱頻段范圍波段名稱123456789101112極低頻超低頻特低頻甚低頻（VLF）低頻（LF）中頻（MF）高頻（HF）甚高頻（VHF）特高頻（UHF）超高頻（SHF）極高頻（EHF）超極高頻3～30Hz30～300Hz300～3000Hz3～30KHz30～300KHz300～3000KHz3～30MHz30～300MHz300～3000MHz3～30GHz30～300GHz300～3000GHz極長波超長波特長波甚長波長波中波短波米波分米波

微厘米波毫米波亞毫米波波北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件無線電波在自由空間內(nèi)的傳播所謂自由空間，通常是指充滿均勻，無耗媒介的無限空間。這種空間具有各向同性、電導(dǎo)率為零、相對(duì)介電系數(shù)和相對(duì)磁導(dǎo)率恒為一的特點(diǎn)。設(shè)一點(diǎn)源天線（無方向性天線）置于自由空間中，若天線輻射功率Pr（W），均勻地分布在以點(diǎn)源天線為中心的球面上。離開天線r處的球面面積為，則此球面上的功率流密度（坡印廷矢量值）為

在離開天線為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度的值可由電磁場(chǎng)的基本方程（即麥克斯韋方程組）解得為對(duì)于方向性天線，若以表示天線的方向系數(shù)，其作用相當(dāng)于在天線的最大輻射方向上把輻射功率提高到倍。因此北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件傳播媒介對(duì)電波傳播的影響在電波傳播空間中存在的媒介將對(duì)所傳播的信號(hào)產(chǎn)生各種影響。使得通過它傳輸?shù)碾娦盘?hào)也隨之產(chǎn)生附加的相應(yīng)變化。（1）傳輸損耗電波傳播過程中，由于媒質(zhì)對(duì)電波的吸收式散射，或是存在障礙物時(shí)造成的繞射影響，都會(huì)使接收點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于自由空間時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)。（2）衰落現(xiàn)象一般是指信號(hào)電平（或傳輸損耗）由于傳輸媒介的隨機(jī)變化所造成的隨時(shí)間的隨機(jī)起伏。造成衰落的一個(gè)原因可以是由于傳輸媒介電參數(shù)的變化使之對(duì)電波能量的吸收作用不同而產(chǎn)生的吸收型衰落，也可以是由于兩點(diǎn)之間信號(hào)有若干條傳輸路徑產(chǎn)生的隨機(jī)多經(jīng)干涉現(xiàn)象造成的干涉型衰落。信號(hào)的衰落現(xiàn)象對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)獲取信息的可靠性會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。（3）傳輸失真無線電波通過媒介傳輸時(shí)，由于媒介的等效相對(duì)介電系數(shù)可以是頻率的函數(shù)，因此，不同頻率無線電波的傳輸速度將不同，也將不能保持發(fā)射時(shí)的相位關(guān)系，從而引起波形失真。這種失真稱為色散效應(yīng)。此外，當(dāng)存在多徑傳輸時(shí)信號(hào)波形將產(chǎn)生明顯的畸變。（4）傳播方向的變化電波在自由空間內(nèi)傳播時(shí)，是沿直線傳播的。但在實(shí)際傳播路徑中，電波可能通過不同的媒介，即使在同一媒介中傳播，媒介也可以是不均勻的。因此由于電波的折射、散射和繞射將使接收到的電波方向發(fā)生變化。（5）干擾與噪聲的影響熱噪聲（導(dǎo)體中帶電粒子在一定溫度下的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)引起），串噪聲（調(diào)制信號(hào)通過非線性元件所引起），干擾噪聲。北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件電波傳播的方式地面波傳播對(duì)于頻率低于幾MHz的無線電波，當(dāng)天線架于地面，且最大輻射方向沿地面時(shí)，無線電波主要沿地表面?zhèn)鞑サ姆绞?。這種傳播方式，信號(hào)穩(wěn)定，沒有多徑效應(yīng)，基本上不受氣象條件的影響，但隨著電波頻率的增高傳輸損耗迅速加大。因此特別適宜于長波或超長波的傳播。天波傳播通常是指發(fā)射天線發(fā)出的電波在高空被電離層反射后到達(dá)接收點(diǎn)的傳播方式，有時(shí)也稱為電離層電波傳播。長、中、短波都可以利用天波通訊。天波傳播的主要特點(diǎn)是傳輸損耗小，但由于電離層是一種隨機(jī)、色散，各向異性的媒介，電波在其中傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種效應(yīng)，例如多徑傳輸、多普勒頻移、極化面旋轉(zhuǎn)，非相干散射等，都會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸特別是對(duì)短波信號(hào)有較大的影響，有時(shí)還會(huì)因電離層暴等異常情況造成通訊中斷。視距傳播是指在發(fā)射天線和接收天線間能“看見”的距離內(nèi)的傳播方式。又稱為直接波或空間波傳播。在微波波段，由于頻率很高，電波沿地面?zhèn)鞑r(shí)衰減很大，遇到障礙時(shí)繞射能力很弱，投射到高空電離層時(shí)又不能反射回地面，因此視距傳播是其主要傳播方式。衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航原理與組成全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPSGLONASSGalileo應(yīng)用北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件導(dǎo)航衛(wèi)星的優(yōu)勢(shì)采用同步衛(wèi)星（間諜衛(wèi)星）能夠達(dá)到幾百米的定位精度前提條件是：天氣晴朗采用導(dǎo)航衛(wèi)星能夠達(dá)到5～10米的定位精度而且不依賴氣象環(huán)境采用高精度測(cè)量定位技術(shù)可以完成對(duì)靜止物體幾厘米的定位精度北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件偽距測(cè)量原理一個(gè)衛(wèi)星距離的測(cè)量一維空間兩個(gè)點(diǎn)二維空間一個(gè)圓三維空間一個(gè)球偽距測(cè)量原理兩個(gè)衛(wèi)星距離的測(cè)量一維空間？？？二維空間兩個(gè)點(diǎn)三維空間一個(gè)圓偽距測(cè)量原理三個(gè)衛(wèi)星距離的測(cè)量一維空間？？？二維空間？？？三維空間兩個(gè)點(diǎn)偽距測(cè)量原理唯一確定的定位結(jié)果一個(gè)定位結(jié)果在地球上一個(gè)定位結(jié)果在太空中因此只有一個(gè)定位結(jié)果是

有效的只需要三個(gè)衛(wèi)星完成

定位？偽距測(cè)量原理距離的計(jì)算信號(hào)在TS從衛(wèi)星上發(fā)射信號(hào)在TR時(shí)刻被接收機(jī)收到傳輸時(shí)間為TS-TR距離為（TS-TR）*光速時(shí)鐘的誤差上述算法必須要求發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的時(shí)鐘相同實(shí)際上，兩者的時(shí)鐘誤差dT未知偽距測(cè)量原理引入第四個(gè)衛(wèi)星未知參數(shù)：X，Y，Z，dT已知參數(shù)：D1，D2，D3，D4四個(gè)參數(shù)求解四個(gè)未知數(shù)29衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成30空間段衛(wèi)星星座在L波段上持續(xù)廣播測(cè)距碼通過地面天線（GA）更新星歷和時(shí)鐘數(shù)據(jù)由主控站（MCS）完成對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)和軌道的調(diào)整31用戶段面向用戶所有期望了解自身位置、方向和目的的用戶群接收設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)接收、解碼和處理導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)可以獨(dú)立工作，或者與其他系統(tǒng)集成工作實(shí)現(xiàn)功能種類眾多導(dǎo)航精密定位授時(shí)姿態(tài)測(cè)量32控制段－1主控站（MasterControlStation，MCS）監(jiān)控和管理導(dǎo)航衛(wèi)星星座監(jiān)控導(dǎo)航衛(wèi)星健康狀態(tài)通過監(jiān)控站完成對(duì)衛(wèi)星信息的跟蹤完成對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星星歷和時(shí)鐘誤差的估計(jì)和預(yù)測(cè)通過地面天線定期上傳導(dǎo)航電文33控制段－2監(jiān)控站（MonitorStations，MS）對(duì)當(dāng)前監(jiān)控站上空的所有導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行監(jiān)控接收所有衛(wèi)星發(fā)送的測(cè)距碼將接收到的數(shù)據(jù)傳送給主控站（MCS）地面天線（GroundAntennas，GA）通過S波段將導(dǎo)航電文傳送給導(dǎo)航衛(wèi)星完全由主控站控制34為什么采用衛(wèi)星導(dǎo)航？精度高可靠性高全球覆蓋可靠性高定位頻率高三維定位不受用戶數(shù)限制平均價(jià)格低衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航原理與組成全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPSGLONASSGalileo應(yīng)用北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件36GNSS的定義GNSS與獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不同在于：一個(gè)或者多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航星座接收機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)完好性檢測(cè)系統(tǒng)為了提高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度，必要時(shí)可以采用增強(qiáng)系統(tǒng)37GNSS的主要構(gòu)成核心衛(wèi)星導(dǎo)航星座GlobalPositioningSystem(GPS)GLObalNAvigationSatelliteSystem(GLONASS)Galileo北斗增強(qiáng)系統(tǒng)空基增強(qiáng)系統(tǒng)(ABAS)星基增強(qiáng)系統(tǒng)(SBAS)地基增強(qiáng)系統(tǒng)(GBAS)衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航原理與組成全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPSGLONASSGalileo應(yīng)用北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件39GPS的里程碑1973項(xiàng)目開始1978開始發(fā)射試驗(yàn)衛(wèi)星1989開始發(fā)射運(yùn)行衛(wèi)星1993具備初步作戰(zhàn)能力（IOC）1994國際民航組織（ICAO）將GPS作為民用航空導(dǎo)航系統(tǒng)1995具備全面作戰(zhàn)能力2000/05/01關(guān)閉SA干擾40GPSSPS定位服務(wù)41GPS空間段24個(gè)衛(wèi)星等分為6個(gè)軌道平面軌道半徑：26,561km周期：12小時(shí)軌道傾角：55度FreqL1:1575.42MHzFreqL2:1227.60MHzFreqL5:1176.45MHz測(cè)距技術(shù)：CDMA大地坐標(biāo)系統(tǒng)：WGS-8442GPS衛(wèi)星目前上空有36個(gè)衛(wèi)星BlockIIA/IIRBlockIIR-M

目前已經(jīng)發(fā)射20顆BlockIIF

即將發(fā)射（2010年5月）BlockIII43GPS控制段衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航原理與組成全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPSGLONASSGalileo應(yīng)用北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院－航空電子導(dǎo)航設(shè)備課件45GLONASS里程碑1970項(xiàng)目開始1982發(fā)射試驗(yàn)衛(wèi)星1990發(fā)射正式衛(wèi)星1994具備初步作戰(zhàn)能力（IOC）1996國際民航組織（ICAO）將GLONASS作為民用航空導(dǎo)航系統(tǒng)2010具備完全作戰(zhàn)能力（FOC）46GLONASS特性47GLONASS空間段24個(gè)衛(wèi)星均分在3個(gè)軌道平面軌道半徑：25,478km周期：11.25小時(shí)軌道傾角：64.8FreqL1:1.6GHzFreqL2:1.2GHz測(cè)距技術(shù)：FDMA大地坐標(biāo)系統(tǒng)：PZ-9048GLONASS衛(wèi)星重量：1,30