《空中领航学》5.1-无线电领航概述课件.ppt

1、5 无线电领航无线电领航5.2 无线电方位无线电方位5.3 进入预定方位线进入预定方位线5.4 向电台飞行向电台飞行5.5 背电台飞行背电台飞行5.6 VOR/DME领航方法领航方法5.7 无线电定位无线电定位5.8 无线电领航地面准备无线电领航地面准备5.9 无线电领航空中实施无线电领航空中实施5.1 无线电领航概述无线电领航概述 利用利用无线电技术方法无线电技术方法，对，对飞机的航行过程实施导航，确飞机的航行过程实施导航，确定飞机的位置、航向及时间，定飞机的位置、航向及时间，从而引领飞机准确、准时、安从而引领飞机准确、准时、安全地完成航行任务的方法，称全地完成航行任务的方法，称为无线电领航

2、。为无线电领航。5.1 无线电领航概述无线电领航概述5.1.1无线电领航基本概念无线电领航基本概念5.1.2 无线电领航基本结构无线电领航基本结构5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统5.1.4 无线电导航系统分类无线电导航系统分类5.1.5 无线电导航系统发展历程无线电导航系统发展历程5.1.6 无线电导航系统性能指标无线电导航系统性能指标5.1.1 无线电领航基本概念无线电领航基本概念确定飞机位置、航向、速度和高度等飞行参数。确定飞机位置、航向、速度和高度等飞行参数。引领飞机飞达目标点，进入并沿预定航线飞行。引领飞机飞达目标点，进入并沿预定航线飞行。引领飞机进入着陆机场，并正确调度飞

3、机等待着引领飞机进入着陆机场，并正确调度飞机等待着陆，确保在夜间或复杂气象条件下能安全着陆陆，确保在夜间或复杂气象条件下能安全着陆。保证飞机准确、准时、安全地完成飞行任务所需保证飞机准确、准时、安全地完成飞行任务所需的其它领航任务。的其它领航任务。5.1.1 无线电领航基本概念无线电领航基本概念受外界条件（时间、气候、气象等）限制较小。受外界条件（时间、气候、气象等）限制较小。导航参数（定位）精度较高。导航参数（定位）精度较高。定位速度快，可实现连续、实时定位。定位速度快，可实现连续、实时定位。设备体积小、重量轻，可靠性高，经济性好。设备体积小、重量轻，可靠性高，经济性好。设备辐射和接受无线电

4、波，易被发现、破坏和干设备辐射和接受无线电波，易被发现、破坏和干扰，保密性不强，甚至受干扰后无法正常工作。扰，保密性不强，甚至受干扰后无法正常工作。一般需要地面设备配合，限制了其工作区域。一般需要地面设备配合，限制了其工作区域。5.1.2 无线电领航基本结构无线电领航基本结构 两已知地理坐标的定位点（导航台）引出两条两已知地理坐标的定位点（导航台）引出两条到飞机的直线（电波）交点既为飞机所在位置。根到飞机的直线（电波）交点既为飞机所在位置。根据飞机位置与预定航线的关系确定航向和速度。据飞机位置与预定航线的关系确定航向和速度。导航台导航台1（地理坐标已知）（地理坐标已知）导航台导航台2（地理坐标

5、已知）（地理坐标已知）位置线位置线1位置线位置线2位置线是位置线是什么？什么？5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统 导航系统所测量的电信号某一参量为定值时，导航系统所测量的电信号某一参量为定值时，该参量值所对应的接收点位置的轨迹即为位置线。该参量值所对应的接收点位置的轨迹即为位置线。位置线为直线位置线为直线测向（测角、直线）系统测向（测角、直线）系统位置线为圆位置线为圆测距（圆周）系统测距（圆周）系统位置线为等高线位置线为等高线测高（等高线）系统测高（等高线）系统位置线为双曲线位置线为双曲线测距差（双曲线）系统测距差（双曲线）系统5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统 如果位置线

6、是与导航台或飞机所在经线北端有如果位置线是与导航台或飞机所在经线北端有一定角度的一族半射线，这样的系统称为测向（测一定角度的一族半射线，这样的系统称为测向（测角）无线电导航系统，或直线无线电导航系统。角）无线电导航系统，或直线无线电导航系统。测向系统测量的是飞机测向系统测量的是飞机和地面导航台之间的位置线和地面导航台之间的位置线的方位（角）。的方位（角）。测向系统：测向系统：无方向性信标无方向性信标NDB甚高频全向信标甚高频全向信标VOR仪表着陆系统仪表着陆系统ILS位置线位置线方位（角度）为参数方位（角度）为参数NmNmQDMQDR5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统-定位定位测向系

7、统测向系统5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统 如果位置线是以导航台为圆心，飞机与电台间如果位置线是以导航台为圆心，飞机与电台间的距离为半径的圆，这样的系统称为测距无线电导的距离为半径的圆，这样的系统称为测距无线电导航系统，或圆周无线电导航系统。航系统，或圆周无线电导航系统。测距系统测量的是飞机测距系统测量的是飞机和地面导航台之间的斜距。和地面导航台之间的斜距。测距系统：测距系统：测距机测距机DME位置线位置线距离为参数距离为参数R斜距斜距剖面图剖面图5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统-定位定位测距系统测距系统5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统测角测距系统及测角测距

8、系统及-定位定位 这是一种测角与测距系这是一种测角与测距系统的合成系统。统的合成系统。测角测距系统包括：测角测距系统包括：VOR/DMENDB/DMEILS/DMETACAN5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统 如果位置线是等高线，这样的系统称为测高无如果位置线是等高线，这样的系统称为测高无线电导航系统。线电导航系统。测高系统测量飞机到地面的垂直距离。测高系统测量飞机到地面的垂直距离。测高系统：测高系统：无线电高度表无线电高度表RA位置线位置线高度为参数高度为参数地面地面H5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统测高系统测高系统5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统 如果位置

9、线是飞机与两个地面台成恒定距离差如果位置线是飞机与两个地面台成恒定距离差的一族双曲线，这样的系统称为测距差无线电导航的一族双曲线，这样的系统称为测距差无线电导航系统，或双曲线无线电导航系统。系统，或双曲线无线电导航系统。测距差系统测量飞机和两个地面导航台之间的测距差系统测量飞机和两个地面导航台之间的距离差。距离差。测距差系统：测距差系统：Omega系统系统罗兰罗兰-C系统系统距离差为参数距离差为参数5.1.3 位置线与导航系统位置线与导航系统测距差系统测距差系统双曲线（测距差）定位双曲线（测距差）定位5.1.4 无线电导航系统分类无线电导航系统分类 振幅、频率、相位、脉冲、脉冲振幅、频率、相位

10、、脉冲、脉冲/相位混合系统。相位混合系统。测角、测距、测角测角、测距、测角/测距、测高、测距差系统。测距、测高、测距差系统。近程、远程、超远程系统。近程、远程、超远程系统。陆基、空基、星基系统。陆基、空基、星基系统。500km以下以下5003000km3000km以上以上5.1.4 无线电导航系统分类无线电导航系统分类 自备式、它备式系统。自备式、它备式系统。航路、终端区系统。航路、终端区系统。有源工作式、无缘工作式系统。有源工作式、无缘工作式系统。n 自备式无线电导航系统：仅包括飞机上的无线电自备式无线电导航系统：仅包括飞机上的无线电导航设备，可独立产生或得到导航信息。导航设备，可独立产生或

11、得到导航信息。n 它备式无线电导航系统：它备式无线电导航系统：包括飞机上的无线电导包括飞机上的无线电导航设备和机体外的无线电导航台，两者利用无线航设备和机体外的无线电导航台，两者利用无线电波配合工作得到导航信息。电波配合工作得到导航信息。n有源工作式导航系统：有源工作式导航系统：飞行中，飞机的机载无飞行中，飞机的机载无线电设备和导航台均可线电设备和导航台均可发射和接收信号，机载发射和接收信号，机载无线电设备与导航台协无线电设备与导航台协作工作得到定位信息。作工作得到定位信息。n无源工作式无源工作式导航系统：导航系统：导航台单向发射信号到导航台单向发射信号到飞机机载无线电设备上，飞机机载无线电设

12、备上，机载设备只接受信号即机载设备只接受信号即可实现定位。无源式是可实现定位。无源式是军方实现隐蔽定位的方军方实现隐蔽定位的方法，但无法双向通信和法，但无法双向通信和指挥。指挥。5.1.5 无线电导航系统发展无线电导航系统发展历程历程 早期阶段从早期阶段从20世纪初至第二次世界大战前，世纪初至第二次世界大战前，这一时期的特点是开始了无线电测向理论和实践的这一时期的特点是开始了无线电测向理论和实践的研究，并研制出无线电罗盘和无线电信标等设备。研究，并研制出无线电罗盘和无线电信标等设备。无线电罗盘无线电罗盘Radio Compass1912测角测角/自主式系统自主式系统无方向性信标无方向性信标ND

13、BNondirectional Radiobeacon20年代末年代末测角测角/近程近程/它备式它备式/陆基系统陆基系统5.1.5 无线电导航系统发展无线电导航系统发展历程历程 发展阶段从第二次世界大战至发展阶段从第二次世界大战至20世纪世纪60年代年代初，这一时期的特点是以迅速发展的无线电技术初，这一时期的特点是以迅速发展的无线电技术为基础，由战争催生出众多的无线电导航设备和为基础，由战争催生出众多的无线电导航设备和系统，如仪表着陆系统、罗兰系统、多普勒导航系统，如仪表着陆系统、罗兰系统、多普勒导航雷达、甚高频全向信标、甚低频导航系统、测距雷达、甚高频全向信标、甚低频导航系统、测距机、塔康系

14、统等，导航信号覆盖到全球，导航精机、塔康系统等，导航信号覆盖到全球，导航精度得到一定的提高，形成了较为完备的无线电导度得到一定的提高，形成了较为完备的无线电导航系统体系，是导航技术大发展时期。航系统体系，是导航技术大发展时期。5.1.5 无线电导航系统发展无线电导航系统发展历程历程无线电高度表无线电高度表RARadio Altimeter调频式调频式1938调频调频/测高测高/自主式系统自主式系统脉冲式脉冲式二战以后二战以后脉冲脉冲/测高测高/自主式系统自主式系统仪表着陆系统仪表着陆系统ILSInstrument Landing System1941近程近程/它备式它备式/陆基陆基/终端区系统

15、终端区系统1946年年ICAO定为定为标准着陆系统标准着陆系统精密进近雷达精密进近雷达PARPrecision Approach Radar二战期间二战期间近程近程/它备式它备式/陆基陆基/终端区系统终端区系统台卡系统台卡系统DECCA1944低频低频/相位相位/测距差双曲线系统测距差双曲线系统5.1.5 无线电导航系统发展无线电导航系统发展历程历程罗兰罗兰LORANLong Range NavigationA1945脉冲脉冲/测距差双曲线测距差双曲线/陆基陆基/中远中远程程/它备式系统它备式系统C1957相位相位-时间时间/测距差测距差/陆基陆基/低频低频/远程远程/它备式系统它备式系统多普

16、勒导航雷达多普勒导航雷达Dopple Navigation Radar1945测速测速/双曲线双曲线/自主式自主式系统系统VOR系统系统VHF Omnidirectional Range二战后期二战后期测角测角/近程近程/它备式它备式/陆基陆基系统系统1949年年ICAO定为标准导航系统定为标准导航系统5.1.5 无线电导航系统发展无线电导航系统发展历程历程甚低频导航系统甚低频导航系统VLF Navigation System奥米伽奥米伽Omega1947甚低频甚低频/测距差双曲线测距差双曲线/全球覆全球覆盖系统盖系统阿尔法阿尔法Alpha二战二战以后以后测距机测距机DMEDistance M

17、easuring Equipment二战二战以后以后测距测距/近程近程/它备式它备式系统系统1959年年ICAO定为标准导航系统定为标准导航系统塔康塔康TACAN战术空中导航系统战术空中导航系统Tactical Air Navigation System1955测角测距测角测距/它备式系统它备式系统5.1.5 无线电导航系统发展无线电导航系统发展历程历程 成熟阶段从成熟阶段从20世纪世纪60年代至今，这一时期的年代至今，这一时期的特点是以卫星导航技术为基础，无线电波发射频特点是以卫星导航技术为基础，无线电波发射频率高，导航设备自动化程度高、可靠性强，导航率高，导航设备自动化程度高、可靠性强，导

18、航信号覆盖范围更大，导航精度高。包括卫星导航信号覆盖范围更大，导航精度高。包括卫星导航系统、微波着陆系统、地形辅助导航系统、组合系统、微波着陆系统、地形辅助导航系统、组合导航系统等。导航系统等。5.1.5 无线电导航系统发展无线电导航系统发展历程历程卫星导卫星导航系统航系统子午仪导航卫星系统子午仪导航卫星系统Transit Navigation Satellite System1964第一代卫星导航系统第一代卫星导航系统全球定位系统全球定位系统GPSGlobal Positioning System1973第二代卫星导航系统第二代卫星导航系统微波着陆系统微波着陆系统MLSMicrowave L

19、anding System70年代年代1978年年ICAO定为未来标准着陆定为未来标准着陆系统系统组合导航系统组合导航系统GPS/惯性导航系统惯性导航系统INS80年代年代功能互补功能互补5.1.6 无线电导航系统性能无线电导航系统性能指标指标导航精度导航精度：导航系统为飞机提供的位置信息与：导航系统为飞机提供的位置信息与飞机当时的真实位置之间的误差大小。飞机当时的真实位置之间的误差大小。覆盖范围覆盖范围：一个面积或立体空间的导航信号能：一个面积或立体空间的导航信号能够使导航用户以规定的精度定出飞机的位置。够使导航用户以规定的精度定出飞机的位置。系统容量系统容量：在导航系统的覆盖范围内，系统同

20、：在导航系统的覆盖范围内，系统同时可提供定位服务的用户的数量。时可提供定位服务的用户的数量。导航信息更新率导航信息更新率：导航系统在单位时间内可为：导航系统在单位时间内可为飞机提供定位或其他导航数据的次数。飞机提供定位或其他导航数据的次数。5.1.6 无线电导航系统性能无线电导航系统性能指标指标连续性连续性：飞机在某特定的运行阶段，导航系统能：飞机在某特定的运行阶段，导航系统能够提供规定的定位引导功能而不发生中断的能力，够提供规定的定位引导功能而不发生中断的能力，它表明了系统可连续提供导航服务的性能。它表明了系统可连续提供导航服务的性能。可用性可用性：当导航系统和用户设备都正常工作时，：当导航

21、系统和用户设备都正常工作时，系统为飞机提供可用的导航服务时间与该航行阶系统为飞机提供可用的导航服务时间与该航行阶段时间的百分比。段时间的百分比。可靠性可靠性：系统在给定使用条件下，在规定的时间：系统在给定使用条件下，在规定的时间内以规定的性能完成其功能的概率，它表明了系内以规定的性能完成其功能的概率，它表明了系统发生故障的频度。统发生故障的频度。5.1.6 无线电导航系统性能无线电导航系统性能指标指标完好性完好性：也称完备性、完整性，是当导航系统：也称完备性、完整性，是当导航系统发生故障或误差变化超出了允许的范围，不能发生故障或误差变化超出了允许的范围，不能提供可用的导航服务时，系统能够及时向

22、用户提供可用的导航服务时，系统能够及时向用户发出告警的能力，它对保障运载体安全、可靠发出告警的能力，它对保障运载体安全、可靠地使用导航信息提出了要求。地使用导航信息提出了要求。导航信息的导航信息的多值性多值性：有些无线电导航系统所给：有些无线电导航系统所给出的定位数据对应着多个可能的位置点（或位出的定位数据对应着多个可能的位置点（或位置线、位置面），如果不采用辅助手段，就无置线、位置面），如果不采用辅助手段，就无法确定其中正确的一个。法确定其中正确的一个。导航信息的导航信息的维数维数：导航系统为用户所提供的是：导航系统为用户所提供的是一维、二维、三维的空间位置或四维信息。一维、二维、三维的空间位置或四维信息。本节课程小结本节课程小结无线电的位置线的分类与对应导航系统？无线电的位置线的分类与对应导航系统？无线电导航系统分类？无线电导航系统分类？