无线电导航原理与系统

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1、无线电导航原理与系统主讲：黄智刚教授、李锐讲师2009年09月第一章绪论一.概述导航的来源导航来源于人类交通和军事活动对方位或位置识别的需求，其目的是要解决：“我现在在哪里？”“我向哪里去？”导航的定义与任务概念：引导各种运载体（飞机、船舶、车辆等）以及个人按既定航线航行的过程称为导航，它是保证运载体安全、准确地沿着选定路线，准时到达目的地的一种手段一.概述一.概述早期的导航手段地形地物指南车、计里鼓天文导航磁罗盘—指南针推算导航—惯性导航一.概述早期导航的缺点受天气、季节、能见度和环境的制约导航精度低下导航区域有限（空中、海上或地面）安全性和准确性不高一.概

2、述无线电导航的发明及特点无线电导航系统一般由装在运载体上的导航设备和设在地面或卫星上的导航台（站）组成通过在导航设备和导航台站之间的无线电信号传播和通信获得导航信息，给飞机或船只指示出它们的实时位置或方位使运载体在不同的运动空间和环境、不同的气象气候条件下都能够顺利地完成导航任务一.概述无线电导航具有以下特点：受外界条件（如昼夜、季节、气象、环境等）的限制较小。测量导航参数的精度较高，测量速度快。系统体积小、重量轻，可靠性高。系统价廉经济，易于推广和流行。二.无线电导航的基本知识无线电导航的任务一般包括以下4个方面：导引运载体沿既定航线航行；确定运载体当前所处

3、的位置及其航行参数，包括航向、速度、姿态等实时运动状态；导引运载体在夜间和复杂气象条件下的安全着陆或进港；保证运载体准确、安全地完成航行任务所需要的其它导引任务。二.无线电导航的基本知识导航系统的分类按所测量的电气参量振幅式，相位式，频率式，脉冲（时间）式，复合式按所测量的几何参量测角，测距，测距差按系统的组成情况自主式（自备式），非自主式（它备式）按无线电导航台（站）的安装地点陆基，空基，星基按有效作用距离近程，远程按工作方式有源，无源二.无线电导航的基本知识无线电导航系统的性能及技术指标设计或衡量一个无线电导航系统时，其精度、覆盖范围及系统容量是首先需要考

4、虑的，它们反映了导航系统所能提供的导航信息的准确性、可服务区域、用户数量方面的性能；而其它的导航参数对导航用户也是重要的，尤其对于航空用户来说，是保障飞行安全、高效所必不可少的。二.无线电导航的基本知识精度：导航系统的精度是指系统为运载体所提供的位置与运载体当时的真实位置之间的误差大小，常用均方误差（RMS），圆概率误差（CEP）。覆盖范围：一个面积或立体空间，那里的导航信号能够使导航用户以规定的精度定出运载体的位置。系统容量：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。二.无线电导航的基本知识导航信息更新率：导航系统在单位时间内可为运载体提供定

5、位或其他导航数据的次数。系统完好性：完好性也称完善性或完备性、完整性等，是指当导航系统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，系统能够及时向用户发出告警的能力。二.无线电导航的基本知识连续性：运载体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，表明了系统可连续提供导航服务的性能。可用性：是指当导航系统和用户设备都正常工作时，系统为运载体提供可用的导航服务时间与该航行阶段时间的百分比可靠性：指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三.无线电导航的应用及发展历史综观无线电导航的发明和发展史

6、，一般都是通过单独或相互搭配地应用，实现为运载体提供实时方位或定位信息的目的。到目前为止，人们主要使用的还是陆基无线电导航系统，包括：为航空服务的伏尔（VOR）、测距器（DME）、塔康（TACAN）、航空无线电信标（AeronauticalRadiobeacon）、仪表着陆系统（ILS）、微波着陆系统（MLS）、精密进近雷达（PAR）等；主要为航海服务的罗兰—C（Loran—C）、航海无线电信标（MaritimeRadiobeacon）三.无线电导航的应用及发展历史最近20年间，以GPS为主导的卫星导航技术获得了飞速发展，在各个领域都得到了广泛应用三.无线电导

7、航的应用及发展历史总的来讲，无线电导航的发展历程经历了三个典型的发展阶段：从以定向为主的早期阶段，到全面开展、日趋完善的发展阶段，再到现在卫星导航应用普及、多导航手段并举的成熟阶段。三.无线电导航的应用及发展历史早期阶段时间从20世纪初至第二次世界大战前。这一阶段由于发明了无线电测向技术，使导航系统真正成为了可用于引导航行的可靠装置。无线电罗盘、定向器、四航道信标、扇形无线电信标可以测出信标台的方向，或进一步测出两个及以上信标台的方位进行船只的定位三.无线电导航的应用及发展历史发展阶段时间从第二次世界大战开始至六十年代初。在这一阶段中，名目繁多的各种无线电导航

8、系统因为战争需要而发明和研制出来：塔康