导航系统-无线电导航.

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1、传统导航无线电导航 * 导航系统 1 导航系统课程内容 q 导航基础 q 传统导航 仪表导航 无线电导航 q 区域导航 q 简单区域导航（DME/DME、DME/VOR） q 卫星导航 q 惯性导航 q 所需导航性能 q RNP参数 q 基于性能的导航（PBN） 传统导航无线电导航 * 导航系统 2 机载无线电导航设备接收和处理导航台所发射的无线电波 ，从而获得导航参量，确定出飞机位置及飞往预定点的航 向、时间，从而引导飞机沿选定航线安全、经济地完成规 定的飞行任务。 无线电导航 优点： q 不受时间、天气限制； q 精度高； q 定位时间短，可以连续地、适时地定位； q 设备简单、可靠。 传

2、统导航无线电导航 * 导航系统 3 测角系统 位置线为直线,如自动定向系统（ADF）、全向 信标系统（VOR）。 传统无线电导航系统 传统导航无线电导航 * 导航系统 4 测距系统 位置线为圆，如测距机（DME）。 DME 传统无线电导航系统 传统导航无线电导航 * 导航系统 5 测高系统 位置线为等高线，如无线电高度表。 传统无线电导航系统 传统导航无线电导航 * 导航系统 6 无线电导航设备和系统分类 1 按测量电信号的参量不同 振幅、频率、相位、脉冲、脉冲/相位 2 按测量的位置线几何形状 测角、测距、测角/测距、测高、测距差 3 按有效作用距离 近程、远程、超远程 4 按机载设备实现的

3、系统功能分 自备式、他备式 5 按无线电导航台的安装位置 陆基、空基、星基 6 按飞机的飞行区域分 航路、终端区 传统导航无线电导航 自动定向机（ADF) 传统导航无线电导航 * 导航系统 8 ADF概述 q自动定向机（ADF）是一种具有广泛用途的无线电 导航设备，1925年开始试验，1927年首次使用。 q自动定向机（ADF）系统是一种导航辅助系统。 ADF接收机使用来自地面站的调幅（AM）信号来计 算ADF地面站相对于飞机纵轴的方位。ADF系统也 接收标准调幅无线电广播。 q自动定向机的功用： 1.测量飞机到选择地面台的相对方位角（主要的），进行向 台（TO）或背台（FROM）飞行。 2.

4、收听气象报告和中波广播。 传统导航无线电导航 * 导航系统 9 ADF系统组成 地面发射台 地面电台有两种： NDB（或称为归航台），190550 kHz 标准中波广播电台，5501750 kHz 机载设备 定向接收机、控制盒、方位指示器、环形大线和垂直天线。 选用中长波的原因 ADF定向主要使用地面波（天波，由于电离层变化，不稳定） ，中长波地波衰减少。 传统导航无线电导航 * 导航系统 10 NDB地面台 按用途分，地面导航台分为两种： 1.航线导航台：装在航路上某些检查点上，供飞机 在航线上定向和定位用。 发射功率大：400W1000W 工作距离远：150Km 2.双归航台着陆系统：装在

5、跑道中心延长线上，供飞 机进近着陆用。（因需两个导航台，故称双归航台 ） 通常，与外指点信标台安装在一起的，叫远台，一般 兼做航线导航台用，发射功率大； 与中指点信标台安装在一起的，叫近台。发射功率约 100W，工作距离约50Km。 传统导航无线电导航 * 导航系统 11 q NDB地面台发射信号的方向性图： 全向发射，故叫无方向信标（NDB） 电波极化方向：垂直极化波 q 台识别码发射： 莫尔斯电码，由23个字母组成，发射速率2030个字母/分； 等幅报发射：键控等幅信号，莫尔斯电码点或划期间发射等幅载 波。 调幅报发射：载波连续发射，莫尔斯电码点或划期间键控 1020Hz调幅。 一般归航台

6、以调幅方式发射识别码，防止载波中断引起ADF指针 摆动。 NDB地面台 传统导航无线电导航 * 导航系统 12 ADF原理（1） q 环形天线的方向性 q 感应电动势e=K*sin（ 为电波来向和环形天线平面的夹角） 传统导航无线电导航 * 导航系统 13 ADF原理（2） q 垂直天线产生圆形方向性图 q 感应电动势e=K 传统导航无线电导航 * 导航系统 14 ADF原理（3） q 自动定向 q 两部天线联合接收，得到“心”形方向性图，只有一个最小值。 传统导航无线电导航 * 导航系统 15 ADF定向 传统导航无线电导航 * 导航系统 16 机载设备组成及控制显示 机载ADF的类型 q按

7、天线类型分： 旋转环形天线式ADF-当环形天线线圈平面对准电波来向时，天线停止转 动； 固定环形天线式ADF-环形天线线圈不转动，转动接收机内测角器的搜索 线圈，当搜索线圈感应信号为零时，停止转动，这时搜索线圈的转角 就是相对方位角。 q按接收机类型分： 调幅式（M型）ADF-环形天线信号和辨向天线信号相加，获得一个调幅 信号的ADF 调相式ADF-环形天线信号和辨向天线信号相加，获得一个相位调制 信号的ADF，相位变化作为定向误差信号。 传统导航无线电导航 * 导航系统 17 机载ADF 自动定向接收机、控制盒、方位指示器、环形天线/垂直天线 传统导航无线电导航 * 导航系统 18 ADF机

8、载设备 传统导航无线电导航 * 导航系统 19 ADF机载设备安装位置 传统导航无线电导航 * 导航系统 20 ADF控制面板 传统导航无线电导航 * 导航系统 21 旋转环形天线式M型定向机 传统导航无线电导航 * 导航系统 22 ADF-700 传统导航无线电导航 * 导航系统 23 自动定向机的调谐和显示 Nm QDM210 MH170 HDG NDB导航台 QDM210 传统导航无线电导航 * 导航系统 24 RMI的指示 有两部接收机的指示 细针对应第一部接收机 粗针对应第二部接收机 正上方指示飞机的MH 粗细针都是 针尖指示QDM， 针尾指示QDR 可指示地面NDB台和VOR台的方

9、 位，通过仪表上的按钮选择信号源 传统导航无线电导航 * 导航系统 25 EHSI的指示 传统导航无线电导航 * 导航系统 26 甚高频全向信标（VOR） 传统导航无线电导航 * 导航系统 27 甚高频全向信标（VOR） pVOR系统概念 地面台与机载设备配合提供飞机相对地面台及地面台相对飞机的方 位角的系统。 p磁航向、飞机的磁方位、VOR方位、相对方位 传统导航无线电导航 * 导航系统 28 q VOR的功用：测量飞机磁方位QDR。 q VOR系统的组成 甚高频全向信标（VOR） 地面设备 机载VOR设备： 控制盒、天线、接收机和指示器 航路VOR台（A类） 终端VOR台（B类） 传统导航

10、无线电导航 * 导航系统 29 q 航路VOR台（A类） 频率112.00118.00MHZ(频率间隔50KHZ)，功率 200W，工作距离200NM。 q 终端VOR台（B类） 频率108.00112.00MHZ(频率间隔50KHZ，小数 点后第一位为偶数)，功率50W，工作距离25NM。 注：VOR台的识别码都是三个英文字母 甚高频全向信标（VOR） 传统导航无线电导航 * 导航系统 30 VOR系统功用： VOR系统在航空导航中的基本功能有两个方面。 定位（positionfixing) 利用VOR设备定位有两种方法 （1）测角定位。 （2）测角- 测距定位。 沿选定的航路导航（navi

11、gation along established airways） 飞机沿着预选航道可以飞向（To）或飞离（From）VOR台，并通 过航道偏离指示器指出飞机偏离预选航道的方向（左边或右 边）和角度，以引导飞机沿预选航道飞往目的地。 甚高频全向信标（VOR） 传统导航无线电导航 * 导航系统 31 nVOR工作频率 108.00-111.95MHz 频率间隔50KHz 小数点后第一位奇数LOC 40个波道 小数点后第一位偶数VOR 40个波道 112.00117.95MHz 频率间隔50KHz：120个波道 200个波道中120+40用于VOR，40个用于LOC 甚高频全向信标（VOR） 传统

12、导航无线电导航 * 导航系统 32 n工作距离：最大200nm n地面台配置 用于航路导航的VOR导航台(CVOR) 112.00117.95MHZ 频率间隔50KHz 工作距离200nm 用于进近着陆的VOR导航台(TVOR) 108.00111.95MHZ 频率间隔50KHz 小数点后第一位为偶数的用于VOR 机场区域导航，精度较差，工作距离20nm nVOR类型 普通 CVOR TVOR 多普勒 DVOR 精度高、复杂 （机载设备完全兼容） 甚高频全向信标（VOR） 传统导航无线电导航 * 导航系统 33 甚高频全向信标（VOR）原理 测量基准相位信号和可变相位信号的差。 传统导航无线电

13、导航 * 导航系统 34 地面台发射基准30Hz相位信号； VOR系统原理 传统导航无线电导航 * 导航系统 35 VOR台的发射信号 n 基准相位信号的发射 先用30Hz对9960Hz副载波调频，然后调频副载波再对载波调幅 。 而30Hz调频信号的相位在 VOR台周围 360方位上是相同的。 传统导航无线电导航 * 导航系统 36 VOR台的发射信号-基准30Hz 传统导航无线电导航 * 导航系统 37 地面台同时发射可变相位信号； VOR系统原理 传统导航无线电导航 * 导航系统 38 可变相位信号与合成方向性图 用30Hz对载波调幅，相位随VOR台的径向方位而变化 合成辐射场为旋转的心形

14、方向性图 传统导航无线电导航 * 导航系统 39 空间信号 基准和可变30Hz信号的相位关系 设当心形方向性图的最大值在磁北时，9960Hz副载波的频率为10440Hz。 北 10440Hz 东 9960Hz 南 9480Hz 西 9960Hz 传统导航无线电导航 * 导航系统 40 音频信号 p 台识别码 用于检查接收选择台是否正确 莫尔斯码 ：23个字母 每30秒发射一次 调制频率1020Hz p 话音通讯 音频信号：300Hz-3000Hz 传统导航无线电导航 * 导航系统 41 VOR系统原理 机载接收机接收到两种信号后比较其相位差； 两种信号的相位差即为当时的飞机磁方位QDR. 传统

15、导航无线电导航 * 导航系统 42 VOR地面导航台 传统导航无线电导航 * 导航系统 43 VOR机载接收机 传统导航无线电导航 * 导航系统 44 VOR方位测量电路 传统导航无线电导航 * 导航系统 45 相位检测 传统导航无线电导航 * 导航系统 46 向/背台指示 传统导航无线电导航 * 导航系统 47 机载VOR设备 天线、控制盒、VOR接收机、显示设备 传统导航无线电导航 * 导航系统 48 VOR机载接收系统 传统导航无线电导航 * 导航系统 49 机载VOR系统 传统导航无线电导航 * 导航系统 50 VOR系统电路 传统导航无线电导航 * 导航系统 51 VOR显示 传统导航无线电导航 * 导航系统 52 ADF指示器 RMI EFIS 传统导航无线电导航 * 导航系统 53 仪表着陆系统(ILS) 传统导航无线电导航 *