導(dǎo)航原理與系統(tǒng)全冊配套完整課件2

導(dǎo)航原理與系統(tǒng)全冊配套完整課件2第1章無線電導(dǎo)航基本理論1.1無線電導(dǎo)航的定義與任務(wù)1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢1.3導(dǎo)航的分類1.4無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類1.5無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局NavigationPrinciplesandSystems1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式1.8無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)中國民航大學(xué)CAUC1.1無線電導(dǎo)航的定義與任務(wù)一、導(dǎo)航與無線電導(dǎo)航的定義美國航空無線電技術(shù)委員會（RTCA）定義RadioTechnicalCommissionforAeronautics導(dǎo)航是引導(dǎo)航空器從一個已知位置到另一個已知位置進(jìn)行航行的技術(shù)，使用的方法包括定出航空器相對希望航向的真實位置。1.實時定位2.起飛機(jī)場和目的機(jī)場的坐標(biāo)必須精確已知3.導(dǎo)航針對有目的的飛行

中國民航大學(xué)CAUC1.1無線電導(dǎo)航的定義與任務(wù)一、導(dǎo)航與無線電導(dǎo)航的定義國際民航組織（ICAO

InternationalCivilAviationOrganization）定義在各種復(fù)雜的氣象條件下，采用無線電技術(shù)并以規(guī)定的RNP（所需導(dǎo)航性能）引導(dǎo)飛機(jī)從起飛機(jī)場飛往目的機(jī)場的技術(shù)稱為無線電導(dǎo)航。

無線電導(dǎo)航指利用無線電技術(shù)實現(xiàn)的對航行體的導(dǎo)航。用以實現(xiàn)無線電導(dǎo)航的裝置即為無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。中國民航大學(xué)CAUC一、導(dǎo)航與無線電導(dǎo)航的定義導(dǎo)航需要解決的三個問題：位置、航向、飛行（或待飛）時間1.1無線電導(dǎo)航的定義與任務(wù)中國民航大學(xué)CAUC二、無線電導(dǎo)航的任務(wù)1）引導(dǎo)航行體飛離航線起點，進(jìn)入并沿預(yù)定航線航行；2）引導(dǎo)航行體在夜間和各種復(fù)雜氣象條件下安全著陸獲進(jìn)港；3）為航行體準(zhǔn)確、安全完成航行任務(wù)提供所需的其他導(dǎo)引及情報咨詢服務(wù)；4）確定航行體當(dāng)前所處的位置及其航行參數(shù)（航向、飛行（待飛）時間、速度、加速度、姿態(tài)等）。1.1無線電導(dǎo)航的定義與任務(wù)中國民航大學(xué)CAUC1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢一、第一階段（從20世紀(jì)初至二戰(zhàn)前）自動定向機(jī)（ADF）－無方向信標(biāo)（NDB）四航道信標(biāo)扇形無線電信標(biāo)中國民航大學(xué)CAUC二、第二階段（從二戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代初）（1）1.臺卡系統(tǒng)（DECCA）主要用于航海；英國臺卡導(dǎo)航儀公司研制；1937年提出，1944年研制成功；1954年開始普及（在歐洲應(yīng)用最為廣泛）；隨著羅蘭－C的建設(shè)和發(fā)展，臺卡用戶逐漸減少。1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢中國民航大學(xué)CAUC1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢二、第二階段（從二戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代初）（2）2.羅蘭系統(tǒng)（LORAN）主要用于航海，美國研制；羅蘭－A，羅蘭-C；羅蘭－A1945年投入使用，上世紀(jì)80年代停用；羅蘭－C1957年建成，1960年以后得到大力發(fā)展；羅蘭－C目前還在使用。中國民航大學(xué)CAUC1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢二、第二階段（從二戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代初）（3）3.奧米伽系統(tǒng)（OMEGA）用于航空與航海，美國研制；1947年設(shè)計，1975年在部分區(qū)域開始工作，1982年完成全部的建臺工作；1997年奧米伽系統(tǒng)宣布關(guān)閉。中國民航大學(xué)CAUC1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢二、第二階段（從二戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代初）（4）4.多普勒導(dǎo)航雷達(dá)自主式航空導(dǎo)航系統(tǒng)；1945年開始發(fā)展；20世紀(jì)50～70年代得到了廣泛的應(yīng)用。中國民航大學(xué)CAUC1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢二、第二階段（從二戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代初）（5）5.甚高頻全向信標(biāo)（VOR）非常重要的民航測角導(dǎo)航系統(tǒng)，美國研制；1946年VOR成為美國標(biāo)準(zhǔn)航空導(dǎo)航系統(tǒng)；1949年被ICAO批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)航空導(dǎo)航系統(tǒng)；20世紀(jì)60年代，聯(lián)邦德國研制成功多普勒VOR（DVOR）。中國民航大學(xué)CAUC1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢二、第二階段（從二戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代初）（6）6.測距機(jī)（DME）非常重要的民航測距導(dǎo)航系統(tǒng)，英國研制；DME是在二戰(zhàn)中隨著雷達(dá)的發(fā)展而出現(xiàn)的；1949年被ICAO批準(zhǔn)為國際標(biāo)準(zhǔn)航空導(dǎo)航系統(tǒng)；精密DME（DME/P）是微波著陸系統(tǒng)（MLS）的組成設(shè)備。對于民用航空，DME/P可與下滑臺（GS）合裝在一起，為飛機(jī)提供精確的距離信息。中國民航大學(xué)CAUC1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢二、第二階段（從二戰(zhàn)至20世紀(jì)60年代初）（7）7.戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng)－塔康（TACAN）軍用測距測角系統(tǒng)，美國海軍1955年研制；TACAN在功能上相當(dāng)于民航的VOR和DME；TACAN臺安裝在航母或地面上，可為飛機(jī)同時提供距地面臺（航母）的方位和距離信息；TACAN系統(tǒng)體積小，便于機(jī)動，在軍事上得到了廣泛應(yīng)用。中國民航大學(xué)CAUC1.2無線電導(dǎo)航的發(fā)展簡史和發(fā)展趨勢三、第三階段（從20世紀(jì)60年代中期至今）

1.廣泛采用數(shù)字技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，提高已有的性能優(yōu)良的導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)字化程度，提高其導(dǎo)航性能，并使系統(tǒng)具備故障診斷能力。

2.發(fā)展組合導(dǎo)航系統(tǒng)，如INS/GNSS組合系統(tǒng)。

3.研制新的更先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)，如GPS、GLONASS、GALILEO、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

4.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的增強(qiáng)技術(shù)，如陸基增強(qiáng)系統(tǒng)（GBAS）、星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS）、飛機(jī)增強(qiáng)系統(tǒng)（ABAS）。中國民航大學(xué)CAUC一、觀測導(dǎo)航1.定義：利用肉眼或觀測儀器經(jīng)常地或連續(xù)地對所熟悉地地物進(jìn)行觀測，來確定運動體的位置和運動方向

。1.3導(dǎo)航的分類2.舉例：目視導(dǎo)航3.特點：簡單可靠，誤差大，受氣候及環(huán)境條件影響大。中國民航大學(xué)CAUC1.3導(dǎo)航的分類二、推算導(dǎo)航1.定義：根據(jù)運動體在該點的航向、航速和時間，從過去已知的位置來推算當(dāng)前的位置，或預(yù)測將來的位置

。2.舉例：慣性導(dǎo)航（INS）3.特點：為自主式導(dǎo)航，保密性強(qiáng)，不受氣候及環(huán)境影響，位置積累誤差隨航行時間越來越大。中國民航大學(xué)CAUC1.3導(dǎo)航的分類三、天體導(dǎo)航1.定義：通過觀測兩個以上星體的位置參數(shù)（如仰角），來確定觀察者在地球上的位置，從而引導(dǎo)運動體航行

。2.舉例：六分儀，天體跟蹤器等（航天領(lǐng)域：洲際導(dǎo)彈，火箭）3.特點：為自主式導(dǎo)航，保密性強(qiáng)，定位精度高，受氣候及環(huán)境影響，定位時間較長，比較適合航海導(dǎo)航。中國民航大學(xué)CAUC1.3導(dǎo)航的分類三、天體導(dǎo)航直角儀六分儀中國民航大學(xué)CAUC1.3導(dǎo)航的分類四、無線電導(dǎo)航1.定義：利用運動體上的電子接收設(shè)備接收和處理無線電波來獲得導(dǎo)航參數(shù)，從而確定航行體的位置

。2.舉例：ADF-NDB，VOR，DME，ILS，LRRA3.特點：不受時間、氣候的限制，定位精度高，定位時間短，容易受到干擾，保密性不強(qiáng)。

現(xiàn)代航空中，最基本、核心的導(dǎo)航手段是無線電導(dǎo)航。沒有無線電導(dǎo)航，就沒有現(xiàn)代航空！中國民航大學(xué)CAUC1.導(dǎo)航臺具有確定位置、輻射與導(dǎo)航參數(shù)有關(guān)的有規(guī)定信號格式的發(fā)射/接收處理系統(tǒng)。2.航路點（WPT）飛機(jī)的飛行目的地，航路上可用于飛機(jī)改變航向、高度、速度等的地理位置點，或用于向ATC部門報告飛機(jī)位置的地點位置精確已知1.4無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（1）中國民航大學(xué)CAUC3.航線、航跡和航路

航線：飛機(jī)在起點到另一點的預(yù)定飛行線路（預(yù)定航跡）航跡：飛機(jī)重心實際飛行軌跡在地面的投影區(qū)別航線是計劃飛行設(shè)計的路線在地面的投影航跡是實際飛行得到的路線的投影導(dǎo)航目的使航跡始終保持在航線上。1.4無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（2）中國民航大學(xué)CAUC1.4無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（2）中國民航大學(xué)CAUC航線角：航線或航段的方向（0度-360度）MV:磁差TC：真航線角MC：磁航線角MV=TC-MC陸基導(dǎo)航：磁北RNAV

GNSS

INS：真北1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（3）真北磁北中國民航大學(xué)CAUC航段：兩個航路點的連線沿著大圓弧線航行的航線稱為大圓航線。兩點之間的大圓弧線是這兩點之間的最短距離，故大圓航線有時又叫最經(jīng)濟(jì)航線。1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（4）大圓航線：真航線角不等等角航線：真航線角相等兩個航路點間的等角線作為航線中國民航大學(xué)CAUC空中交通服務(wù)航線（ATS航線）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（5）航路：飛機(jī)飛行劃定的具有一定寬度和高度范圍，設(shè)有導(dǎo)航設(shè)施或者對飛機(jī)有導(dǎo)航要求的空中通道。航路的平面中心便是航線我國航路寬度通常為20km最小8km代號：英文字母+數(shù)字（1-999）中國民航大學(xué)CAUC一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（6）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類4.進(jìn)近和著陸IF必須為ILS航向信標(biāo)的工作區(qū)內(nèi)，即IF到航向信標(biāo)的距離不超過25海里FAF位于ILS的外指點標(biāo)處，離跑道入口不超過10海里最后進(jìn)近航段與ILS提供的下滑道完全重合MAPi：下滑道決斷高度對應(yīng)的點中間進(jìn)近航段的航跡方向必須與ILS航道一致中國民航大學(xué)CAUC5.位置線（面）某一導(dǎo)航參數(shù)等于某一常數(shù)的點的集合。N

NrAA=常數(shù)的點的集合r=常數(shù)的點的集合1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（7）中國民航大學(xué)CAUC6.非自主式（他備式）導(dǎo)航系統(tǒng)包括航行體上的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)和地面導(dǎo)航臺才可完成導(dǎo)航任務(wù)的導(dǎo)航系統(tǒng)。ADF-NDB，VOR，DME，ILS，MLS，GPS。7.自主式（自備式）導(dǎo)航系統(tǒng)只包括航行體上的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)就能完成導(dǎo)航任務(wù)的導(dǎo)航系統(tǒng)。LRRA，INS（非無線電導(dǎo)航系統(tǒng)）。1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（8）中國民航大學(xué)CAUC一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（9）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類8.方位角、航向角NN電臺

1

2

3

4相對方位線

1：飛機(jī)（磁）方位（角）

2：電臺（磁）方位（角）

3：電臺（磁）航向（角）/相對方位角

4：飛機(jī)（磁）航向（角）中國民航大學(xué)CAUC一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（10）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類9.偏流角、偏航角、偏航距離側(cè)風(fēng)時，航向與航跡不一致航跡偏離航向的角度稱為偏流角（DA），簡稱偏流航跡和航線的夾角稱為偏航角（TKE）偏航距離中國民航大學(xué)CAUC一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（11）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類10.速度MTK:航跡角WD風(fēng)向WA:風(fēng)角0度-正負(fù)180度航跡線為基準(zhǔn)，左側(cè)風(fēng)，順時針為正右側(cè)風(fēng)，逆時針為負(fù)0度：順風(fēng)180度：逆風(fēng)正負(fù)90度：正側(cè)風(fēng)0度-正負(fù)90度：順側(cè)風(fēng)正負(fù)90度-180度：逆?zhèn)蕊L(fēng)中國民航大學(xué)CAUC一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（12）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類11.航向選擇無風(fēng)或沒有側(cè)風(fēng)：MH應(yīng)=MC側(cè)風(fēng)：MH應(yīng)=MC-DA中國民航大學(xué)CAUC12.導(dǎo)航參數(shù)（1）表示飛機(jī)位置與基準(zhǔn)點（一般為導(dǎo)航臺）之間關(guān)系的一些參數(shù)，如飛機(jī)的磁方位、飛機(jī)離基準(zhǔn)點的距離、飛機(jī)與兩個基準(zhǔn)點距離之差、飛機(jī)的高度、航向及航速等。NNABrArB

B

Ah飛機(jī)方位:

A，

B距離差：r=rA

rB飛機(jī)高度:h距離：rA，rB1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（13）中國民航大學(xué)CAUC12.導(dǎo)航參數(shù)（2）無線電信號：e(t)=Emcos

(t)=Emcos(

t+

0)

用無線電波的哪個參數(shù)與導(dǎo)航參數(shù)建立關(guān)系是導(dǎo)航的核心問題。導(dǎo)航參數(shù)飛機(jī)方位

距離差r飛機(jī)高度h電參數(shù)Em

(t)

t建立一一對應(yīng)關(guān)系距離r1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類一、常用無線電導(dǎo)航術(shù)語和參數(shù)（14）中國民航大學(xué)CAUC二、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類（1）1.按所測量的電氣參量劃分振幅式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（ADF-NDB，ILS）相位式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（VOR）頻率式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（LRRA）脈沖（時間）式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（DME）復(fù)合無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（TACAN）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類中國民航大學(xué)CAUC二、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類（2）2.按所測量的導(dǎo)航參數(shù)劃分測角無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（ADF-NDB，VOR，ILS）測距無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（DME，LRRA）測距差無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（OMEGA）測距、測角無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（TACAN）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類中國民航大學(xué)CAUC二、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類（3）3.按有效作用距離劃分近程導(dǎo)航系統(tǒng)：有效作用距離在500km之內(nèi)。（ADF-NDB，VOR，DME，ILS，LRRA）遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)：有效作用距離大于500km。（OMEGA）4.按系統(tǒng)中機(jī)載設(shè)備獨立情況劃分自主式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（LRRA）非自主式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（ADF-NDB，VOR，DME，ILS，

LRRA）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類中國民航大學(xué)CAUC二、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類（3）5.按導(dǎo)航臺的安裝地點劃分陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。（ADF-NDB，VOR，DME，ILS）星基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS，GLONASS，GALILEO，北斗）6.根據(jù)飛機(jī)的飛行階段劃分航路導(dǎo)航系統(tǒng)。終端區(qū)導(dǎo)航系統(tǒng)。1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類中國民航大學(xué)CAUC7.按工作方式劃分二、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類（4）有源工作方式導(dǎo)航系統(tǒng)。（DME）無源工作方式導(dǎo)航系統(tǒng)。（ADF-NDB，VOR，ILS）1.4無線電導(dǎo)航術(shù)語和分類中國民航大學(xué)CAUC1.5無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局中國民航大學(xué)CAUC一、地面無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局（1）1.

航路導(dǎo)航系統(tǒng)（導(dǎo)航臺）1.5無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局

NDB，VOR，DME地理坐標(biāo)（經(jīng)度，緯度）工作頻率識別碼（沒有識別碼，就沒有地面信標(biāo)?。┕ぷ鲿r間中國民航大學(xué)CAUC1.5無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局一、地面無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局（2）2.

終端區(qū)導(dǎo)航系統(tǒng)引進(jìn)系統(tǒng)：ADF-NDB，VOR，DME著陸系統(tǒng)：ILS，MLS，GBAS中國民航大學(xué)CAUC1.5無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局二、機(jī)載無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局（1）中國民航大學(xué)CAUC1.5無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局二、機(jī)載無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的布局（2）中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)一、無線電導(dǎo)航的依據(jù)無線電導(dǎo)航的基本任務(wù)是：測距和測向1）在同一介質(zhì)中，無線電波按直線傳播；2）在同一介質(zhì)中，無線電波的傳播速度為常數(shù)；3）無線電波具有反射性。無線電波的上述3個基本特性為測距和測角奠定了基礎(chǔ)。中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)二、無線電導(dǎo)航的定位方法（1）1.

定位NNAB

B

AMLALB飛機(jī)離導(dǎo)航臺的距離越遠(yuǎn)，由測角誤差導(dǎo)致的飛機(jī)位置誤差將迅速增大。中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)二、無線電導(dǎo)航的定位方法（2）2.

定位NABMCrArBrCLALBLC飛機(jī)離導(dǎo)航臺的距離越遠(yuǎn)，由測距誤差導(dǎo)致的飛機(jī)位置誤差的增大比

定位法的小。中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)二、無線電導(dǎo)航的定位方法（3）3.

定位N

MLALBVOR/DME

定位誤差介于

定位法與

定位法之間。中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)三、無線電導(dǎo)航定位方法的優(yōu)先級選擇

定位1.ICAO推薦的優(yōu)先級

定位

定位2.FAA推薦的優(yōu)先級

定位

定位

定位高低高低中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)四、基本的定位系統(tǒng)導(dǎo)航參數(shù)

，r，

r導(dǎo)航Tx電參數(shù)Em(x)，

(x)

，

(x)，

t(x)導(dǎo)航Rx位置線1定位位置線2導(dǎo)航參數(shù)

，r，

r地面部分機(jī)載部分基準(zhǔn)坐標(biāo)基準(zhǔn)坐標(biāo)中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)五、機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)六、飛行管理系統(tǒng)（FMS）機(jī)長、副駕駛、領(lǐng)航員、機(jī)械員、報務(wù)員中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)六、飛行管理系統(tǒng)（FMS）中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)六、飛行管理系統(tǒng)（FMS）中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)六、飛行管理系統(tǒng)（FMS）中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)六、飛行管理系統(tǒng)（FMS）起飛、著陸外全自動導(dǎo)航減輕飛行員負(fù)擔(dān)提高飛機(jī)操作的全自動化程度提供從起飛到進(jìn)近著陸的最優(yōu)橫向和垂直飛行剖面保證導(dǎo)航制導(dǎo)實施的品質(zhì)以最優(yōu)性能來管理飛機(jī)的飛行飛行員仍要負(fù)責(zé)導(dǎo)航工作，起飛爬高和下降的操縱中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)六、飛行管理系統(tǒng)（FMS）中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)六、飛行管理系統(tǒng)（FMS）導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫確定飛機(jī)位置、航向等導(dǎo)航參數(shù)，導(dǎo)航制導(dǎo)計算和導(dǎo)航臺自動調(diào)諧管理的資料來源。包括：導(dǎo)航設(shè)施、機(jī)場、航路、終端區(qū)程序及ILS進(jìn)近性能數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化計算（垂直導(dǎo)航進(jìn)行性能計算所需的數(shù)據(jù)）包括：飛機(jī)和發(fā)動機(jī)有關(guān)的參數(shù)中國民航大學(xué)CAUC1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)六、飛行管理系統(tǒng)（FMS）導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫確定飛機(jī)位置、航向等導(dǎo)航參數(shù)，導(dǎo)航制導(dǎo)計算和導(dǎo)航臺自動調(diào)諧管理的資料來源。包括：導(dǎo)航設(shè)施、機(jī)場、航路、終端區(qū)程序及ILS進(jìn)近性能數(shù)據(jù)庫性能優(yōu)化計算（垂直導(dǎo)航進(jìn)行性能計算所需的數(shù)據(jù)）包括：飛機(jī)和發(fā)動機(jī)有關(guān)的參數(shù)1.導(dǎo)航功能

用來確定飛機(jī)當(dāng)時位置，進(jìn)行導(dǎo)航計算，以及導(dǎo)航臺自動調(diào)諧管理等，完成飛機(jī)橫向剖面的飛行管理，引導(dǎo)飛機(jī)按照預(yù)定航線飛達(dá)目的地。包括：自動選擇導(dǎo)航臺、自動調(diào)諧以及IRS的校準(zhǔn)；從起飛機(jī)場開始，根據(jù)要飛抵的目的地機(jī)場選擇航線；確定位置，距離目的地或飛越航路點的距離；預(yù)定到達(dá)的時間和速度等。六、飛行管理系統(tǒng)（FMS）1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)①導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫管理：導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫由用戶數(shù)據(jù)庫裝載入計算機(jī)的存儲器。②位置計算：計算機(jī)把飛機(jī)上無線電導(dǎo)航接收機(jī)接收到的地面無線電信號和IRS的信號進(jìn)行綜合計算，獲得高精度的飛機(jī)即時位置。③速度計算：計算機(jī)使用IRS提供的速度進(jìn)行地速計算；合成速度再與ADC的空速合起來計算風(fēng)速、風(fēng)向。④高度計算：對IRS垂直加速度計輸出進(jìn)行兩次積分獲得高度，這個數(shù)據(jù)與ADC輸出的氣壓高度數(shù)據(jù)進(jìn)行組合。未經(jīng)組合修正的高度為原始高度，經(jīng)氣壓修正后的高度稱氣壓修正高度。⑤導(dǎo)航臺的選擇和調(diào)諧：從導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的導(dǎo)航臺位置信息中，或在EFIS所提供的飛機(jī)當(dāng)時位置附近的20個導(dǎo)航臺清單中，選擇2個最佳導(dǎo)航臺，并對這2個選定的導(dǎo)航臺進(jìn)行自動調(diào)諧，以獲得這2個導(dǎo)航臺的無線電導(dǎo)航位置數(shù)據(jù)。若無法獲得2個合適的導(dǎo)航臺，則選擇飛機(jī)當(dāng)時位置最近的導(dǎo)航臺的距離和方位數(shù)據(jù)。1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)2.性能管理功能

在飛行過程中，計算飛機(jī)的相關(guān)性能指標(biāo)，即飛機(jī)的飛行高度、速度、爬升、下降、爬升速度和下降速度等，以獲得最佳的垂直預(yù)選航跡，完成飛機(jī)的縱向(垂直)剖面管理。

FMC的性能計算是依據(jù)性能數(shù)據(jù)庫提供的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)、外部傳感器送來的一些信號數(shù)據(jù)、要求駕駛員在CDU上輸入的必要數(shù)據(jù)和參數(shù)限制值等進(jìn)行的。1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)通過速度優(yōu)化來減小飛行成本。優(yōu)化功能計算下列項目：－起飛、進(jìn)近和復(fù)飛速度，(F，S，綠點，VAPP)－爬升和下降階段的優(yōu)化目標(biāo)速度(ECONCLB/DESSPD)－巡航階段的優(yōu)化目標(biāo)馬赫數(shù)(CRZMACH)－用于獲取信息的優(yōu)化高度層－從巡航高度層下降到目的地機(jī)場的優(yōu)化下降剖面1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)3.制導(dǎo)功能

制導(dǎo)是飛機(jī)沿預(yù)選航跡飛行時，受到擾動或?qū)Ш讲淮_定性引起偏離預(yù)選航跡后作出的一種決策。分為水平（橫向）制導(dǎo)和垂直（縱向）制導(dǎo)兩種。

水平制導(dǎo)是按照一定的控制律對水平面內(nèi)實際航跡相對預(yù)選航跡偏差進(jìn)行控制。當(dāng)水平制導(dǎo)功能接通時，F(xiàn)MC提供航向控制指令，控制飛機(jī)沿預(yù)選航路飛行。在LNAV（水平制導(dǎo)）方式下，飛行管理計算機(jī)的導(dǎo)航功能與飛行指引儀（FD）和自動駕駛儀（AP）相耦合（1）水平制導(dǎo)1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)（2）垂直制導(dǎo)垂直制導(dǎo)是按照一定的控制律對垂直面內(nèi)實際航跡相對預(yù)選航跡偏差進(jìn)行控制。當(dāng)垂直制導(dǎo)功能接通時，F(xiàn)MC提供速度和升降率控制指令，控制飛機(jī)沿預(yù)選的縱向路徑飛行。在VNAV（垂直制導(dǎo)）方式下，F(xiàn)MC的性能功能與自動油門（A/T）相耦合。1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)4.飛行計劃管理飛行計劃通過MCDU輸入到FMS：－將要飛的水平軌跡(水平飛行計劃)－將要飛的垂直軌跡，這是一個速度和高度剖面(垂直飛行計劃)，這個信息是正確進(jìn)行性能計算和引導(dǎo)指令所必需的。

FMC的制導(dǎo)部分儲存有實施航路和縱向航段剖面數(shù)據(jù)，在計算了飛機(jī)應(yīng)處的位置并和飛機(jī)實際的位置進(jìn)行比較后，根據(jù)它們之間的誤差產(chǎn)生輸入飛行控制計算機(jī)和推力管理計算機(jī)的指令，再由飛行控制計算機(jī)和推力管理計算機(jī)產(chǎn)生實際的舵機(jī)指令和自動油門推力指令操縱飛機(jī)，以實現(xiàn)FMC對飛行航路的自動駕駛控制。1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)－離場·起飛跑道·標(biāo)準(zhǔn)儀表離場(SID)－航路·航路點和航路－到場·STARS/VIAS(經(jīng)某一點)·所選進(jìn)近的著陸跑道·復(fù)飛（1）水平飛行計劃1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)分為下面幾個飛行階段：飛行前－起飛－爬升－巡航－下降－進(jìn)近－復(fù)飛－完成。除飛行前和完成外，其它階段都與速度和高度剖面有關(guān)。（2）垂直飛行計劃1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)5.咨詢和報警

駕駛員可以通過CDU獲取很多咨詢信息，如與飛行剖面有關(guān)的信息，與性能有關(guān)的信息，系統(tǒng)故障信息等。同時，F(xiàn)MS還可以提供自動報警功能，如風(fēng)切變警告、近地警告、TCAS警告等。1.6無線電導(dǎo)航實現(xiàn)的基礎(chǔ)中國民航大學(xué)CAUC1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式一、無線電頻段劃分及導(dǎo)航信號所占頻譜序號頻段名稱甚低頻（VLF）波段名稱3～30kHz12346785頻率范圍低頻（LF）中頻（MF）高頻（HF）甚高頻（VHF）超高頻（UHF）特高頻（SHF）極高頻（EHF）30～300kHz300kHz～3MHz3MHz～30MHz30MHz～300MHz300MHz～3GHz3～30GHz30～300GHz甚長波長波中波短波超短波分米波厘米波毫米波微波波段

如果把雷達(dá)納入導(dǎo)航之內(nèi)，則無線電導(dǎo)航信號幾乎占滿了這8個頻段。中國民航大學(xué)CAUC1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式二、無線電波的傳播方式（1）1.無線電波傳播的主要方式地波傳播天波傳播視距傳播中國民航大學(xué)CAUC1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式二、無線電波的傳播方式（2）2.地波傳播（1）Ground-wavepropagation中國民航大學(xué)CAUC1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式二、無線電波的傳播方式（2）2.地波傳播（2）傳播方式：沿地球表面?zhèn)鞑ミm合頻段：VLF，LF，MF特點：傳播距離較遠(yuǎn)信號穩(wěn)定可靠定位精度較高輻射效率較低受雷電產(chǎn)生的大氣噪聲影響較大地波適合傳播導(dǎo)航信號導(dǎo)航系統(tǒng)：ADF-NDB，羅蘭A/C中國民航大學(xué)CAUC1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式二、無線電波的傳播方式（3）3.天波傳播（1）IonosphericPropagation中國民航大學(xué)CAUC1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式二、無線電波的傳播方式（4）3.天波傳播（2）傳播方式：通過電離層反射傳播適合頻段：VLF，LF，MF，HF特點：傳播距離很遠(yuǎn)信號極不穩(wěn)定既不能完成測距，也不能完成測向天波不適合傳播導(dǎo)航信號，而是一種干擾。中國民航大學(xué)CAUC1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式二、無線電波的傳播方式（5）4.視距傳播（1）Direct-wavepropagation中國民航大學(xué)CAUC1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式二、無線電波的傳播方式（6）4.視距傳播（2）傳播方式：收發(fā)天線處在直視范圍內(nèi)，能相互“看見”的電波傳播。適合頻段：VHF及VHF以上特點：信號穩(wěn)定可靠，干擾源少輻射效率高，發(fā)射天線小可以產(chǎn)生很窄的脈沖及尖銳的方向性圖，故測距、測向的精度很高不能提供地平線以下的覆蓋存在多徑干擾導(dǎo)航系統(tǒng)：VOR，DME，ILS，MLS，LRRA，GNSS對導(dǎo)航信號而言，視距傳播是一種非常優(yōu)秀的傳播方式中國民航大學(xué)CAUC1.7無線電導(dǎo)航信號的傳播方式三、導(dǎo)航信號的傳播方式地波傳播視距傳播波導(dǎo)模傳播（OMEGA系統(tǒng)）中國民航大學(xué)CAUC1.8無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)一、精度導(dǎo)航系統(tǒng)的精度是指系統(tǒng)為運載體所提供的導(dǎo)航參數(shù)的誤差不超過給定值的能力。P(

)=68%P(2

2

)=95%誤差

服從高斯分布，

為隨機(jī)變量

的均方差（標(biāo)準(zhǔn)差）。中國民航大學(xué)CAUC1.8無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)二、完好性

完好性是指系統(tǒng)在滿足規(guī)定可靠性前提下，一旦發(fā)生故障而在規(guī)定的時間內(nèi)及時提供告警的能力。完好性是涉及到飛行安全最重要的指標(biāo)。

對完好性描述的指標(biāo)主要有：告警時間完好性冒險（風(fēng)險）保護(hù)電平（級別）告警門限中國民航大學(xué)CAUC1.8無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)三、連續(xù)性

連續(xù)性是指系統(tǒng)在給定使用條件下，在規(guī)定的運行時間內(nèi)提供滿足規(guī)定的精度和完好性要求的導(dǎo)航參數(shù)的概率。

連續(xù)性表明了系統(tǒng)可連續(xù)提供導(dǎo)航服務(wù)的性能。

在飛機(jī)的進(jìn)近著陸階段，連續(xù)性是一個特別重要的指標(biāo)。中國民航大學(xué)CAUC1.8無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)四、可用性可用性是指在規(guī)定的運行時間內(nèi)，系統(tǒng)為航行體提供滿足規(guī)定精度和完好性要求的導(dǎo)航參數(shù)的時間與該規(guī)定的運行時間的百分比五、工作距離工作距離是指在保證導(dǎo)航系統(tǒng)精度的前提下，飛機(jī)和導(dǎo)航臺之間的最大距離。六、覆蓋范圍覆蓋范圍指的是一個面積或立體空間，那里的導(dǎo)航信號能夠使導(dǎo)航用戶以規(guī)定的精度定出運載體的位置。中國民航大學(xué)CAUC1.8無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)七、系統(tǒng)容量

系統(tǒng)容量是指在導(dǎo)航系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi)，系統(tǒng)可同時提供定位服務(wù)的用戶的數(shù)量。無源導(dǎo)航系統(tǒng)：理論上其容量是無限多有源導(dǎo)航系統(tǒng)：其容量是有限多的（如DME的容量為100）八、導(dǎo)航信息更新率

導(dǎo)航信息更新率是指導(dǎo)航系統(tǒng)在單位時間內(nèi)可為運載體提供定位或其他導(dǎo)航數(shù)據(jù)的次數(shù)。

對著陸階段的飛機(jī)，需要提供幾十次每秒的高精度定位信息。導(dǎo)航原理與系統(tǒng)NavigationPrinciplesandSystems盧丹中國民航大學(xué)

第2章自動定向機(jī)2.1概述2.2環(huán)形天線特性分析2.4無方向信標(biāo)

2.5自動定向機(jī)工作原理

NavigationPrinciplesandSystems2.3振幅導(dǎo)航系統(tǒng)的信號特征及其形成中國民航大學(xué)CAUC2.1概述一、ADF-NDB的發(fā)展歷史

20世紀(jì)20年代用于航空導(dǎo)航，是航空使用的最早導(dǎo)航系統(tǒng)；

目前世界上仍有大量的NDB；

最先進(jìn)的飛機(jī)仍加裝ADF；NDB的裝備量在世界范圍內(nèi)呈下降趨勢。ADF-NDB是近程振幅測角導(dǎo)航系統(tǒng)，只能用于輔助導(dǎo)航。中國民航大學(xué)CAUC2.1概述二、ADF的特點

體積小，重量輕，價格便宜，使用方便；

可以使用無方向信標(biāo)（NDB）、海岸信標(biāo)、民用無線電調(diào)幅廣播臺輻射的信號；

受天波干擾大，測角誤差大（

5）。ADF-NDB只能用于輔助導(dǎo)航中國民航大學(xué)CAUC2.1概述三、ADF-NDB的發(fā)展趨勢中國民航大學(xué)CAUC2.1概述四、ADF-NDB在導(dǎo)航中的應(yīng)用（1）1.定位NNNDB-ANDB-B

B

AMLALB中國民航大學(xué)CAUC2.1概述四、ADF-NDB在導(dǎo)航中的應(yīng)用（2）2.導(dǎo)航

能連續(xù)自動地對準(zhǔn)地面導(dǎo)航臺，對飛機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航，使飛機(jī)沿給定的航路飛行；

作為ILS的“引進(jìn)系統(tǒng)”，將飛機(jī)引至ILS提供的下滑線。中國民航大學(xué)CAUC2.1概述五、振幅測向系統(tǒng)的一般特性（1）1.振幅測向系統(tǒng)的定義

振幅測向系統(tǒng)是指將電信號的振幅（或調(diào)制度）與方位信息建立依從關(guān)系，從而完成對方位角測量的一種導(dǎo)航系統(tǒng)。2.振幅測向系統(tǒng)的分類

E型：e(t)=Em(

)(1+mcos

t)cos

ct

M型：e(t)=Em[1+m(

)cos

t]cos

ct

不論是電信號的振幅Em還是其調(diào)制度m，它們與方位信息建立依從關(guān)系是靠方向性天線來實現(xiàn)的。中國民航大學(xué)CAUC五、振幅測向系統(tǒng)的一般特性（2）3.振幅測向系統(tǒng)測角的方法（1）

最大值法

抗干擾性好；

不靈敏區(qū)大（

N大）；

導(dǎo)航臺偏離的方向不可知。2.1概述中國民航大學(xué)CAUC2.1概述五、振幅測向系統(tǒng)的一般特性（3）3.振幅測向系統(tǒng)測角的方法（2）

最小值法

抗干擾性較差；

不靈敏區(qū)?。?/p>

N?。?；

導(dǎo)航臺偏離的方向可知。中國民航大學(xué)CAUC2.1概述五、振幅測向系統(tǒng)的一般特性（4）3.振幅測向系統(tǒng)測角的方法（3）

等信號法（比較信號法）

抗干擾性較好；

不靈敏區(qū)較小（

N較?。?；

導(dǎo)航臺偏離的方向可知。中國民航大學(xué)CAUC2.2環(huán)形天線特性分析一、天線的感應(yīng)信號（1）

天線的感應(yīng)電動勢：

(t)=

AB(t)+

CD(t)設(shè)O點的電場強(qiáng)度為：e0(t)=Em0sin

ct行程差：相位差：中國民航大學(xué)CAUC2.2環(huán)形天線特性分析一、天線的感應(yīng)信號（2）

(t)=

AB(t)+

CD(t)=

=天線在水平面的方向性函數(shù)中國民航大學(xué)CAUC2.2環(huán)形天線特性分析一、天線的感應(yīng)信號（3）

e0(t)=Em0sin

ct

天線在水平面具有方向性；

e0(t)與

(t)存在90相位差。中國民航大學(xué)CAUC2.2環(huán)形天線特性分析二、天線的方向性圖（1）中國民航大學(xué)CAUC2.2環(huán)形天線特性分析二、天線的方向性圖（2）FmFm

=0

=90

=180

=270xoy面

環(huán)形天線在水平面具有“8”字形方向性圖，而在垂直面則沒有方向性；

在水平面的90、270

方向具有最小值（0），0、180方向具有最大值。xoz面中國民航大學(xué)CAUC2.3振幅導(dǎo)航系統(tǒng)的信號特征及其形成一、E型測向信號的特征及其形成

c

c

c+Em(

)0.5mEm(

)0.5mEm(

)調(diào)幅電路調(diào)制信號發(fā)生器載波振蕩器Um1cos

te(t)Umcsin

ctUmc(1+mcos

t)

sin

ctF(

)e(t)=Em(

)(1+mcos

t)cos

cte(t)=UmcF(

)(1+mcos

t)cos

ct=Em(

)(1+mcos

t)cos

ctEm(

)中國民航大學(xué)CAUC2.3振幅導(dǎo)航系統(tǒng)的信號特征及其形成二、M型測向信號的特征及其形成（1）e(t)=Em[1+m(

)cos

t]cos

ct=Emcos

ct+Em

m(

)cos

tcos

ct由無方向性天線形成由方向性天線形成.水平面垂直面盲區(qū)中國民航大學(xué)CAUC2.3振幅導(dǎo)航系統(tǒng)的信號特征及其形成二、M型測向信號的特征及其形成（2）e(t)=Em[1+m(

)cos

t]cos

ct=Emcos

ct+Emm(

)cos

tcos

ct載波振蕩器Um1sin

ctUm2cos

tsin

ct90

移相器平衡調(diào)制器調(diào)制信號發(fā)生器Umcos

t

Um1cos

ctUm1sin

cte1(t)e2(t)F(

)e1(t)=Em1cos

cte2(t)=Em2F(

)cos

tcos

cte(t)=e1(t)+e2(t)Emm(

)信標(biāo)中國民航大學(xué)CAUC2.3振幅導(dǎo)航系統(tǒng)的信號特征及其形成二、M型測向信號的特征及其形成（3）e(t)=Um[1+m(

)cos

t]cos

ct=Umcos

ct+Umm(

)cos

tcos

ctADFUm1cos

ct90

移相器平衡調(diào)制器調(diào)制信號發(fā)生器Umcos

t

u3(t)e(t)e(t)F(

)Um2

F(

)cos

ctUm2

F(

)sin

ct疊加器u(t)NDB的輻射場：e(t)=Emcos

ctu1(t)=Um1cos

ctu2(t)=Um2F(

)sin

ctu(t)=u1(t)+e3(t)Umm(

)u3(t)=Um3F(

)costcos

ct中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

中國民航大學(xué)CAUCNDB900—T型天線T型天線由三根水平的頂線電容器和一根中心下垂引線組成，下垂線的下端是通過一個管狀絕緣子拉住。天線由兩端的鐵塔支撐，高度根據(jù)臺址決定。頂部長度：40m/70m天線中間高度可下降跨度的5%天線鐵塔2.4無方向信標(biāo)

中國民航大學(xué)CAUCNDB900—傘形升降式天線傘形升降式天線傘形升降式天線架設(shè)方便，采用手搖升降方式。展開高度18m，中間安裝3層拉繩。地網(wǎng)采用3根約18m長導(dǎo)線，按120°均勻分布。使用此天線時，發(fā)射機(jī)功率不應(yīng)小于200W。中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

一、NDB的一般特性（1）

NDB是專為ADF提供導(dǎo)航信號的導(dǎo)航臺；

工作種類有：

調(diào)幅報

等幅報

調(diào)幅話

輻射功率與作用距離

航路NDB：P=100W，R=200nm；

終端NDB：P=50W，R=25nm；中國民航大學(xué)CAUCNDB900機(jī)場終端布置圖NDB-500wNDB-100w1000m7000m主著陸方向臺站名稱推薦配置設(shè)備名稱配置數(shù)量近程導(dǎo)航臺NDB900-100W

T型天線1遠(yuǎn)程導(dǎo)航臺NDB900-500W

T型天線12.4無方向信標(biāo)

中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

一、NDB的一般特性（2）

工作頻段與波道

f=190.00~535.00kHz，

f=1kHz，共345個頻道。

波的傳播與極化方式

地波傳播；

垂直極化。中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

一、NDB的一般特性（3）

天線.水平面垂直面盲區(qū)中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

二、莫爾斯（Morse）識別碼（1）

每個NDB臺都必須輻射臺站識別碼，否則其輻射的場無效；

一個NDB臺的臺站識別碼一般是本地地名的2~3個英文字母縮寫的Morse電報碼；

ICAO規(guī)定：

“點”的持續(xù)時間為0.1~0.160

s，“劃”的持續(xù)時間為“點”的3倍，即0.3~0.480s；

一個碼字的“傳號”之間的間隔為“點”的持續(xù)時間，碼字與碼字之間的間隔為“劃”的持續(xù)時間。中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

二、莫爾斯（Morse）識別碼（2）字母Morse碼字母Morse碼字母Morse碼A點劃J點劃劃劃S點點點B劃點點點K劃點劃T劃C劃點劃L點劃點點U點點劃D劃點點M劃劃V點點點劃E點N劃點W點劃劃F點點劃點O劃劃劃X劃點點劃G劃劃點P點劃劃點Y劃點劃劃H點點點點Q劃劃點劃Z劃劃點點I點點R點劃點中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

二、莫爾斯（Morse）識別碼（3）

第1次輻射識別碼到第2次輻射識別碼的時間T為識別碼的輻射周期；

F=1/T，F(xiàn)為識別碼的重復(fù)率；

識別音頻的頻率為1020Hz50Hz中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

三、NDB的工作過程（1）

NDB應(yīng)完成的任務(wù)：

輻射導(dǎo)航信號，供ADF定向；

輻射臺站識別信號；

輻射話音信號（中國民航不使用話音功能）。中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

三、NDB的工作過程（2）中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

三、NDB的工作過程（3）等幅報

發(fā)射效率較高，作用距離較遠(yuǎn)；

在“空號”期間NDB無信號輻射，會造成方位指示器抖動；

航路NDB可以工作在“等幅報”狀態(tài)。中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

三、NDB的工作過程（4）調(diào)幅報中國民航大學(xué)CAUC2.4無方向信標(biāo)

三、NDB的工作過程（5）調(diào)幅報

發(fā)射效率較低，作用距離較近；

在“空號”期間及不輻射識別碼期間，NDB發(fā)射等幅載波，在“傳號”期間，發(fā)射調(diào)幅波；

終端NDB必須工作在“調(diào)幅報”狀態(tài)。e(t)=Emcos

ctNDB中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

一、ADF的一般特性（1）

工作頻段與波道

f=190.00~1750.00kHz，

f=1kHz，共345個頻道。

波的傳播與極化方式

地波傳播；

垂直極化。

工作體制

M型最小值測向系統(tǒng)中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

一、ADF的一般特性（2）

所測角度

ADF形成的M型信號中，調(diào)制度m(

)蘊含了相對方位角

信息。NN電臺

1

2

3

4相對方位線

1：飛機(jī)（磁）方位（角）

2：電臺（磁）方位（角）

3：電臺（磁）航向（角）/相對方位角

4：飛機(jī)（磁）航向（角）中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

二、ADF的組成與功用（1）

天線系統(tǒng)：包括垂直天線、環(huán)型天線與測角器。

接收機(jī)：超外差式；形成M型調(diào)幅信號，并將RF調(diào)幅信號處理成低頻信號。

控制盒：控制工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，選頻，調(diào)諧。

方位指示器：電磁指示器（RMI）/電距離磁指示器（RDMI），能指示出飛機(jī)方位、電臺方位、飛機(jī)航向及相對方位角。中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

二、ADF的組成與功用（2）700型自動定向機(jī)系統(tǒng)的組成：1.ADF-7OO接收機(jī)；2.控制盒FP-7O2；3.指示器RDMI-743；4.組合式環(huán)形／垂直天線DFA-701。中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

中國民航大學(xué)CAUC三、接收機(jī)自檢1.按壓接收機(jī)面板檢測電門（10S)

Testcompletenofailure

Testcompletefailures2.模式選擇器——駕駛艙顯示器指示出測試結(jié)果2.5自動定向機(jī)工作原理

中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（1）中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

1.方向性天線的旋轉(zhuǎn)四、ADF的工作過程（2）M型測向系統(tǒng)的信號格式：u(t)=Um[1+m(

)cos

t]cos

ctm(

)=kF(

)環(huán)型天線方向性函數(shù)m(

)

與F(

)具有相同的方向性，也即只要旋轉(zhuǎn)F(

)，就達(dá)到了旋轉(zhuǎn)m(

)的目的，從而利用旋轉(zhuǎn)m(

)確定NDB臺的方位。旋轉(zhuǎn)F(

)機(jī)械旋轉(zhuǎn)：存在測向的慣性誤差，且天線部分需更多部分露在機(jī)體之外電旋轉(zhuǎn)：天線固定不動，通過“測角器”實現(xiàn)F(

)的旋轉(zhuǎn)中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

2.測角器（1）四、ADF的工作過程（2）三個組成部分：

第1部分：兩個相互垂直的環(huán)形天線

第2部分：兩個相互垂直的裝在一個共用軸上的固定線圈

第3部分：搜索線圈（可繞軸轉(zhuǎn)動）中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

2.測角器（2）四、ADF的工作過程（2）中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

2.測角器（3）四、ADF的工作過程（2）環(huán)形天線結(jié)構(gòu)中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（3）2.測角器（4）設(shè)NDB的輻射場傳至O處為：e0(t)=Em0sin

t天線A-A1的感應(yīng)電動勢：ua(t)=Umcos

cos

t天線B-B1的感應(yīng)電動勢：ub(t)=Umsin

cos

t流過線圈A-A1的電流：ia(t)=Imcos

cos

t流過線圈B-B1的電流：ib(t)=Imsin

cos

t中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（4）2.測角器（5）ia(t)產(chǎn)生的磁場：Ha=Hmcos

cos

t0ib(t)產(chǎn)生的磁場：Hb=Hmsin

cos

t90H=Ha+Hb=Hmcos

t

H1=Hmsin(

)cos

t=Hmsin(

)cost搜索線圈C-C1產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：uc(t)=Umcsin(

)cos

t中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

搜索線圈C-C1產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：uc(t)=Umcsin(

)cos

t四、ADF的工作過程（5）2.測角器（6）令Uc(

)=Umcsin(

)搜索線圈C-C1產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢即作為“測角器”的輸出，該“誤差信號”將使“伺服電機(jī)”帶動搜索線圈轉(zhuǎn)動，一直到最小值方向?qū)?zhǔn)導(dǎo)航臺為止。當(dāng)uc(t)=0，即

=

（Uc(

)的最小值方向?qū)?zhǔn)了NDB臺）時，搜索線圈停止轉(zhuǎn)動。搜索線圈的轉(zhuǎn)動通過電磁指示器（RMI）的“同步發(fā)送器”，使RMI的指針與搜索線圈同步轉(zhuǎn)動。中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（6）3.RMI的組成及對方位的指示（1）三個組成部分：

第1部分：，固定不動，與機(jī)頭方向一致

第2部分：指針，總是指向NDB/VOR臺

第3部分：羅牌，隨地磁而轉(zhuǎn)動中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（7）3.RMI的組成及對方位的指示（2）NDB中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（8）3.RMI的組成及對方位的指示（3）指針尾部所指的為飛機(jī)的磁方位角

1指針頭部所指的為NDB臺的磁方位角

2

對應(yīng)的讀數(shù)為飛機(jī)的磁航向

4與指針頭部之間的順時針夾角為相對方位角

3中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（8）4.RDMI的組成及對方位的指示中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（8）5.ADF的方位信息在EFIS上的顯示畫面EFIS:電子飛行儀表系統(tǒng)中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

6.接收機(jī)的工作過程（1）四、ADF的工作過程（9）u1(t)=Um1sin(

)cos

tu2(t)=Um2sin(

)sin

tu3(t)=Um3cos

tu4(t)=Um4sin(

)costsin

tu5(t)=Um5sin

tM型測向信號中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（10）6.接收機(jī)的工作過程（2）m(

)u7(t)=Um7[1+ksin(

)cost]u8(t)=Um8sin(

)costu9(t)=Um9sin(

)cos(t/2)中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（10）7.搜索線圈的轉(zhuǎn)動（1）u3(t)=Um3cos

t——加到伺服電機(jī)的激磁線圈u9(t)=Um9sin(

)cos(t/2)——加到伺服電機(jī)的控制線圈NDB臺在飛機(jī)右側(cè)u3(t)=Um3cos

tu9(t)=Um9sin(

)cos(t/2)

=/2，ud(t)=1，電機(jī)帶動搜索線圈順時針轉(zhuǎn)動，直到最小值對準(zhǔn)了NDB臺。中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（10）7.搜索線圈的轉(zhuǎn)動（2）NDB臺在飛機(jī)左側(cè)u3(t)=Um3cos

tu9(t)=Um9sin(

)cos(t/2)=Um9sin(

)cos(t+/2)

=/2，ud(t)=1，電機(jī)帶動搜索線圈逆時針轉(zhuǎn)動，直到最小值對準(zhǔn)了NDB臺。中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

四、ADF的工作過程（11）7.搜索線圈的轉(zhuǎn)動（3）零值點已對準(zhǔn)了NDB臺u3(t)=Um3cos

tu9(t)=Um9sin(

)cos(t/2)＝0電機(jī)停止轉(zhuǎn)動中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

五、無測角器的ADF8.單值定向的保證穩(wěn)定零值點非穩(wěn)定零值點若非穩(wěn)定零值點對準(zhǔn)了NDB臺，則隨著飛機(jī)的飛行，搜索線圈又將輸出誤差信號u1(t)=Um1sin(

)cos

t，就將使穩(wěn)定零值點對準(zhǔn)NDB臺。安裝時，穩(wěn)定零值點一定朝向機(jī)頭方向。中國民航大學(xué)CAUC2.5自動定向機(jī)工作原理

五、無測角器的ADF中國民航大學(xué)CAUC2.6ADF定向誤差機(jī)載ADF依靠接收地面臺發(fā)射的無線電波實現(xiàn)定向，而無線電波在傳播過程中會受到：大氣條件地表面性質(zhì)使定向產(chǎn)生誤差。地理環(huán)境人為原因主要誤差靜電干擾夜間效應(yīng)山區(qū)效應(yīng)海岸效應(yīng)象限誤差中國民航大學(xué)CAUC象限誤差產(chǎn)生的原因電磁波在飛機(jī)機(jī)身上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，并引起高頻電流流動，又建立新的電磁場，交二次輻射。由于二次輻射，使環(huán)形天線合成磁場方向和外界磁場方向發(fā)生偏離而產(chǎn)生定向誤差。誤差方位角小于電臺方位角，正羅差，反之負(fù)羅差2.6ADF定向誤差中國民航大學(xué)CAUC象限誤差分析方法2.6ADF定向誤差中國民航大學(xué)CAUC羅差曲線：當(dāng)飛機(jī)航向360°變化時，而指示誤差以90°重復(fù)出現(xiàn)，故稱象限誤差。2.6ADF定向誤差中國民航大學(xué)CAUC羅差補償補償原理

誤差有規(guī)律性，指示器指針比環(huán)形天線多轉(zhuǎn)或少轉(zhuǎn)一個相當(dāng)于二次輻射誤差的角度實現(xiàn)

羅差補償器（象限修正器）電感式羅差補償器ADF-700，無專用的羅差補償器，在接收機(jī)尾部中間插頭上的5個插釘由跨接線按不同的連接組合來修正象限誤差2.6ADF定向誤差中國民航大學(xué)CAUC2.7ADF-900接收機(jī)多普勒全向信標(biāo)機(jī)NavigationPrinciplesandSystems盧丹

中國民航大學(xué)電信學(xué)院

第3章多普勒甚高頻全向信標(biāo)3.1概述3.2VOR的一般特性3.4DVOR系統(tǒng)可變相位信號的產(chǎn)生3.5DVOR信標(biāo)的工作原理3.6VRB-51D多普勒全向信標(biāo)NavigationPrinciplesandSystems3.7VOR機(jī)載系統(tǒng)3.3VOR在導(dǎo)航中的應(yīng)用中國民航大學(xué)CAUC3.1概述一、VOR的發(fā)展歷史

由美國從20世紀(jì)20年代的“旋轉(zhuǎn)信標(biāo)”發(fā)展而來；1946年作為美國航空標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)；1949年被ICAO采納為國際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)；20世紀(jì)60年代，聯(lián)邦德國研制出DVOR；VOR的裝備量在世界范圍內(nèi)呈上升趨勢。VOR是高精度的近程相位測角導(dǎo)航系統(tǒng)中國民航大學(xué)CAUC3.1概述

1964年：首次引進(jìn)4套THOMSON的電子管式CVOR，安裝在大王莊、無錫、昆明和英德；

1973年：引進(jìn)10套THOMSON的全晶體管化CVOR；

1987年：引進(jìn)13套RACAL的全固態(tài)DVOR；

1988年：引進(jìn)12套THOMSON的DVOR；

1993年開始：引進(jìn)AWA的DVOR150多套；

1998年開始：引進(jìn)ALCATEL/THALES的DVOR多套；截止2009年：建設(shè)DVOR233套，DME

臺337

二、中國民航使用VOR的情況中國民航大學(xué)CAUC3.1概述三、VOR的發(fā)展趨勢中國民航大學(xué)CAUC一、工作頻段與頻道分配（1）3.2VOR的一般特性1.工作頻段

f=108.00~117.95MHz，

f=0.05MHz，共200個頻道，VOR只用其中的160個頻道。2.頻道分配（1）200個頻道(108.oo~117.95MHz)VOR：160個頻道(108.00~117.95MHz)LOC：40個頻道(108.10~111.95MHz)航路VOR：120個頻道(112.00~117.95MHz)終端VOR：40個頻道(108.00~111.85MHz)

ICAO建議，對于航路VOR，應(yīng)優(yōu)先選用112～117.95MHz范圍內(nèi)小數(shù)點后第一位為奇數(shù)的頻率，然后考慮該頻率范圍內(nèi)小數(shù)點后第一位為偶數(shù)的頻率。

中國民航大學(xué)CAUC3.2VOR的一般特性一、工作頻段與頻道分配（2）2.頻道分配（2）

在108.00~111.95MHz之間的80個頻道，40個分配給LOC，40個給終端區(qū)VOR。

LOC只用在108.00~111.95MHz中的以MHz為單位的小數(shù)點后第一位是奇數(shù)的頻率點；

終端VOR只用在108.00~111.95MHz中的以MHz為單位的小數(shù)點后第一位是偶數(shù)的頻率點（其中108.00MHz只用于機(jī)載VOR接收機(jī)的自檢RF）；中國民航大學(xué)CAUC3.2VOR的一般特性二、波的傳播、極化形式及覆蓋范圍

視距傳播；

水平極化；VOR

信標(biāo)提供的信號必須在40°仰角以下，使機(jī)載VOR接收機(jī)在飛行區(qū)域所要求的高度和距離上滿意地工作。

三、輻射功率與作用距離

航路VOR：P=100W，R=200nm；

終端VOR：P=50W，R=25nm。中國民航大學(xué)CAUC3.2VOR的一般特性中國民航大學(xué)CAUC四、分類與精度3.2VOR的一般特性

常規(guī)VOR（CVOR）：

2

多普勒VOR（DVOR）：

1

精密VOR（PVOR）：

0.25

中國民航大學(xué)CAUC3.3VOR在導(dǎo)航中的應(yīng)用一、定位N

MLALBVOR/DME

NNVOR-AVOR-B

B

AMLALB

定位

定位中國民航大學(xué)CAUC二、沿選定航路導(dǎo)航3.3VOR在導(dǎo)航中的應(yīng)用NNVOR-AVOR-B60

90

30

中國民航大學(xué)CAUC三、利用VOR/VOR或VOR/DME實行區(qū)域?qū)Ш?.3VOR在導(dǎo)航中的應(yīng)用中國民航大學(xué)CAUC3.3VOR在導(dǎo)航中的應(yīng)用三、利用VOR/DME實施近進(jìn)中國民航大學(xué)CAUCVOR系統(tǒng)的基本原理中國民航大學(xué)CAUCVOR系統(tǒng)的基本原理VOR信標(biāo)輻射信號可變相位信號基準(zhǔn)相位信號識別信號話音信號中國民航大學(xué)CAUC基準(zhǔn)相位信號的發(fā)射先用30Hz對9960Hz副載波調(diào)頻，然后調(diào)頻副載波再對載波調(diào)幅。而30Hz調(diào)頻信號的相位在

VOR臺周圍

360°方位上是相同的。CVOR中國民航大學(xué)CAUC基準(zhǔn)相位信號波形CVOR中國民航大學(xué)CAUC可變相位信號的發(fā)射CVOR+中國民航大學(xué)CAUC合成輻射場為旋轉(zhuǎn)的心形方向性圖中國民航大學(xué)CAUCVOR空間合成信號波形圖e(t)=Em{1+mBg0(t)+mCgm(t)+mAcos(t-

)+mfcos[

st+kfsint]}cost話音信號

鍵控1020Hz識別音頻信號

中國民航大學(xué)CAUCCVOR中國民航大學(xué)CAUC基準(zhǔn)和可變30HZ的相位關(guān)系設(shè)當(dāng)心形方向性圖的最大值在磁北時，9960HZ副載波的頻率為10440HZ。北10440HZ東9960HZ南9480HZ西9960HZ中國民航大學(xué)CAUC一、多普勒效應(yīng)（1）當(dāng)發(fā)射天線與接收天線之間存在相對運動時，接收天線感應(yīng)的電動勢的頻率就不再等于發(fā)射天線饋電的頻率，這種現(xiàn)象就稱作多普勒效應(yīng)。

fd=fT－fR

3.4DVOR系統(tǒng)可變相位信號的產(chǎn)生

fR

fT

vT

R

中國民航大學(xué)CAUC3.4DVOR系統(tǒng)可變相位信號的產(chǎn)生

一、多普勒效應(yīng)（2）

1.接收天線不動，發(fā)射天線向著接收天線在同一直線上運動

fR

fT

vT

R

fd與運動速度v成正比中國民航大學(xué)CAUC3.4DVOR系統(tǒng)可變相位信號的產(chǎn)生

一、多普勒效應(yīng)（3）

2.接收天線不動，發(fā)射天線遠(yuǎn)離接收天線在同一直線上運動fR

fT

vT

R

fd與運動速度v成正比中國民航大學(xué)CAUC3.4DVOR系統(tǒng)可變相位信號的產(chǎn)生

一、多普勒效應(yīng)（4）

3.接收天線不動，發(fā)射天線繞圓周運動（1）

fdfdm–fdmΩtA

B

C

D

AR中國民航大學(xué)CAUC3.4DVOR系統(tǒng)可變相位信號的產(chǎn)生

一、多普勒效應(yīng)（5）

3.接收天線不動，發(fā)射天線繞圓周運動（2）vR1=vRsintfdm為多普勒頻率的最大值在磁北方向在

方向相位中含有方位

信息中國民航大學(xué)CAUC3.4DVOR系統(tǒng)可變相位信號的產(chǎn)生

一、多普勒效應(yīng)（6）

3.接收天線不動，發(fā)射天線繞圓周運動（3）NfdtfdtfdtfdtooooESW中國民航大學(xué)CAUC二、30Hz可變相位信號的產(chǎn)生（1）3.4DVOR系統(tǒng)可變相位信號的產(chǎn)生

在

方向接收信號的頻率fR=fT

fd=fT

fdmsin(t+)在

方向接收的信號為調(diào)頻波，其中調(diào)制信號為sin(t+)在DVOR中，稱為30Hz可變相位信號（30HzFM）中國民航大學(xué)CAUC3.4DVOR系統(tǒng)可變相位信號的產(chǎn)生

二、30Hz可變相位信號的產(chǎn)生（2）fR=fT

fd=fT

fdmsin(t+)設(shè)發(fā)射天線的饋電為i(t)=Imcos

Tt

,

T=2f