导航与飞行控制技术课件.ppt

1、导航与飞行控制导航与飞行控制 20022002年年7 7月月2 2日，一架图日，一架图-154-154客机和一架波音客机和一架波音757757运输机在空中相运输机在空中相撞，撞，7171人全部遇难。人全部遇难。20092009年年6 6月月1 1日，一架法国日，一架法国A330A330客机在从巴西飞往法国巴黎的途中客机在从巴西飞往法国巴黎的途中在大西洋上空失踪并坠毁，在大西洋上空失踪并坠毁，228228人全部遇难。人全部遇难。世界重大空难世界重大空难 1985年8月12日，日本一架波音747客机在日本境内撞山坠毁，导致520人死亡。飞机导航系统飞机导航系统无线电导航系统无线电导航系统惯性导航系

2、统惯性导航系统卫星导航系统卫星导航系统图像匹配导航系统图像匹配导航系统组合导航系统组合导航系统无线电导航系无线电导航系统统 导航原理：导航原理：由地面导航台发射一定的无线电由地面导航台发射一定的无线电波，飞行器通过接受设备，利用无线电波的传波，飞行器通过接受设备，利用无线电波的传播特性，测定飞行器的方位、距离和速度等导播特性，测定飞行器的方位、距离和速度等导航参量，使飞机保持正确航线。航参量，使飞机保持正确航线。DVOR DVOR（多普勒全向信标）常与测距机（多普勒全向信标）常与测距机（DMEDME）信标合装在同一台）信标合装在同一台站。图中圆周布置的天线为站。图中圆周布置的天线为DVORDV

3、OR天线，旁边直立的是天线，旁边直立的是DMEDME信标天线信标天线。RVRRV130VRRVRV270180900VORVOR导航导航 导航台导航台VDMEDME测距测距机机 询问脉冲询问脉冲应答脉冲应答脉冲发射机指示器接收机发射机接收机机载DEM收发机地面导航台导航特点导航特点:不受时间、天气限制，精度不受时间、天气限制，精度高，作用距离远，定位时间短，设备简单高，作用距离远，定位时间短，设备简单可靠；但导航时需要导航台支持，且必须可靠；但导航时需要导航台支持，且必须辐射和接收无线电波，易被发现和干扰。辐射和接收无线电波，易被发现和干扰。无线电导航系统的特点无线电导航系统的特点 导航原理：

4、导航原理：通过安装在飞行器上的加速度计，测量飞通过安装在飞行器上的加速度计，测量飞行器的加速度，经积分运算而获得飞行器当时的速度和行器的加速度，经积分运算而获得飞行器当时的速度和位置。为飞行器提供速度、位置及其他多种参数。位置。为飞行器提供速度、位置及其他多种参数。惯性导航系统惯性导航系统导航特点：导航特点：是一种完全自主的导航方式；是一种完全自主的导航方式；定位误差随时间增大，长时间导航精度差定位误差随时间增大，长时间导航精度差；设备的价格较昂贵；设备的价格较昂贵；可全天侯工作于空中、地球表面乃至水下。可全天侯工作于空中、地球表面乃至水下。导航原理：导航原理：利用导航卫星发射的无线电信利用导

5、航卫星发射的无线电信号，求出飞行器相对卫星的位置，然后再根号，求出飞行器相对卫星的位置，然后再根据已知的卫星相对地面的位置，计算出飞行据已知的卫星相对地面的位置，计算出飞行器在地球上的位置。可提供飞行器的纬度、器在地球上的位置。可提供飞行器的纬度、经度、高度、精确时间、地速等信息。经度、高度、精确时间、地速等信息。卫星导航系统卫星导航系统地面站组地面站组用户设备用户设备卫星系统卫星系统美国的美国的GPSGPS系统的组成系统的组成主控站主控站注入站注入站注入站注入站监控站监控站俄罗斯的俄罗斯的GLONASSGLONASS导航系导航系统统 欧洲伽利略导航系统欧洲伽利略导航系统 北斗卫星导航系统由空

6、间段、地面段和用户段三部分北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括组成，空间段包括5 5颗静止轨道卫星和颗静止轨道卫星和3030颗非静止轨道卫星。颗非静止轨道卫星。北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统第三步：第三步：20202020年左右，具备覆盖全球的服务能力。年左右，具备覆盖全球的服务能力。第一步：第一步：北斗一号北斗一号”导航系统，从导航系统，从20002000年到年到20072007年共发年共发射了射了4 4颗颗“北斗一号北斗一号”卫星。卫星。第二步：第二步：从从20072007年起，开始发射年起，开始发射“北斗二号北斗二号”卫星，并卫星，并开始组网工作，目前已发射了

7、开始组网工作，目前已发射了1010颗星，预计颗星，预计20122012年前具备亚年前具备亚太地区区域服务能力；太地区区域服务能力；导航原理：导航原理：将将实时图实时图与预先存储在飞行器上的与预先存储在飞行器上的原图原图进行比较，由此确定飞行器实际位置与要求位置的偏进行比较，由此确定飞行器实际位置与要求位置的偏差而对飞行器导航差而对飞行器导航。图像匹配导航系统图像匹配导航系统数字地图数字地图地形匹配：以地形高度轮廓为匹配特征，是一维地形匹配：以地形高度轮廓为匹配特征，是一维匹配。匹配。景象匹配：以区域地景象匹配：以区域地形为匹配特征，是二维匹形为匹配特征，是二维匹配。配。组合导航技术组合导航技术

8、 惯性导航通常与无线电导航惯性导航通常与无线电导航/图像匹配导航图像匹配导航/卫星导航卫星导航/天文导航系统形成组合导航系统。天文导航系统形成组合导航系统。飞行器的飞行控制系统可分为人工操纵和自动控飞行器的飞行控制系统可分为人工操纵和自动控制两类。制两类。人工操纵：人工操纵：飞行员通过操纵装置操纵气动舵面、飞行员通过操纵装置操纵气动舵面、油门、阀门等控制飞行器的飞行。油门、阀门等控制飞行器的飞行。自动飞行控制：自动飞行控制：通过飞行器自动控制系统，自动通过飞行器自动控制系统，自动完成气动舵面、发动机油门的操纵，驾驶员只进行监完成气动舵面、发动机油门的操纵，驾驶员只进行监控。控。飞行控制系统飞行控制系统典型自动驾驶系统敏感敏感元件元件综合放综合放大装置大装置执行执行机构机构舵舵面面飞机姿态飞机姿态操纵操纵装置装置人工指令人工指令自动驾驶仪自动驾驶仪外指点信标外指点信标中指点信标中指点信标内指点信标内指点信标航向道和下滑道波束航向道和下滑道波束正确的飞行路线正确的飞行路线下滑下滑导航台导航台航向航向导航台导航台自动着陆系统自动着陆系统