8第八讲：通信和导航设备(下).ppt

第八讲:通信和导航设备导航辅助设备-?陆基无线电导航系统是以设置在陆地上(或舰上)的导航台为基础,通过无线电信号向飞机或船只(或车辆或其他用户)提供导航信息的系统。?20世纪30~40年代,在世界主要区域无线电信标、指点信标普及使用。二者都是连续波信号,前者为中波,:发射台全向发射,载体接收机的环状天线取不同方向时,接收到的信号强度不同,船只或飞机以此确定相对信标台的航向或位置;指点信标:在地面上发射台以窄波束向顶空辐射信号,当飞机飞过波束照射区时,便接收到信号,以此确定飞机的位置。(续)?1941年出现了ILS,解决了飞机由于气象和能见度限制在进场和着陆过程易发安全事故问题。ILS发射连续波信号,航向台工作在VHF频段,下滑台工作在UHF频段;?1948年,ICAO决定采用VOR作为国际民用航空的标准航路导航系统,VOR可提供飞机相对地面台位置矢量偏离地面台磁北方向的角度,工作在VHF频段;?1956年塔康(TACAN)研制成功,用以为海军飞机提供相对于军舰的位置。TACAN的工作是由测方位和测距两部分组成,测方位的原理同VOR,测距采用脉冲应答方式。?鉴于VOR、DME和TACAN都工作在VHF以上的频段,电波沿视距传播,因此一个地面台的信号覆盖范围有限(对1万米高度的飞机,其作用半径为200nm),需毗邻布置。(续)?1957年,罗兰-C投入运行,它工作在100kHz左右频段,既利用脉冲前沿又利用载波相位以测量时间差,工作原理:双曲线导航方法。作用距离远,精度较高。?鉴于上述系统都不能覆盖全球,20世纪60~70年代研制了OMEGA系统,该系统工作在10kHz,采用连续波信号,8各发射台,大功率信号通过由电离层与地球表面之间形成的波导传播覆盖了全球。70~80年代,OMEGA曾经是越洋航空和航海导航的重要系统(也是双曲线导航)。定位精度2~4nm(95%)。1997年关闭。(续)?今天仍然在大量使用的陆基无线电导航系统主要是:TACAN、VOR、DME、LORAN-C、NDB(无线电信标)、MB(指点信标)以及为飞机提供精密进近引导的ILS、MLS和PAR(精密进近雷达)。?尽管陆基无线电导航有被卫星导航取代的趋势,但仍有以下方面存在和使用下去的理由:?已建有成熟的基础设施,覆盖了世界交通运输的主要航路,是人们熟悉且已建立了高度信任的导航手段;?陆基无线电导航系统是由各国分头建立和运行,并按国际协议和标准建设的系统,因而在国家主权和国际通航方面实现了良好的平衡;?陆基无线电导航系统由于信号功率大,作用距离近,不易受到干扰。(续)?所以现在美国、欧洲和世界许多国家都把无线电导航政策修改为:逐步过渡到以卫星导航作为主导航系统,而以陆基无线电导航作为冗余和备份系统,以备万一卫星导航系统失效时能提供最基本的导航服务。(DF/NDB)?DF/NDB是20世纪20~40年代主要的无线电导航系统,ICAO附件10至今仍有其相关内容,说明它仍是ICAO的标准系统。?DF/NDB系统的功用:使装在飞机上的定向机为飞机提供指向NDB的方位(飞机纵轴与指向NDB方向间的夹角),以引导飞机飞向NDB或飞离NDB,帮助飞机在终端区找到初始近进点,在设备较差的机场引导飞机非精密进近。?系统工作时,地面NDB台全向发射连续波信号(发射频率190kHz~1750kHz),机载DF(或ADF)接收信号。?NDB的发射功率在20W以上,作用半径取决于发射功率,范围为25nm~150nm。?NDB天线为塔式,垂直极化,方向图水平为圆形,垂直面顶空有一盲区。(DF/NDB)(续)(DF/NDB)(续)?DF工作原理:转动环状天线,使其输出为0,便说明NDB台处于与环形天线平面相垂直的方向。?特点:?DF(ADF)/NDB系统依靠地波工作,当地形起伏大,尤其靠近山区时,对精度影响较大,NDB误差为±3°~±10°,要达到3°必须事先对ADF进行仔细校正。?DF(ADF)工作不一定必须依靠NDB,只要有DF能调谐到的其他发射台,均可以将它们作为航向基准进行导航。?由它导航的飞机,在有侧风时,飞行路径是弯曲的。(VOR)?VOR是甚高频全向信标的缩写。1949年由ICAO确定为标准系统,它由地面台和机载设备组成,地面台发射信号,记载设备只接收信号,为飞机提供相对于地面台的磁北方位角。?VOR是到目前为止民用航空最为普及的系统,用作航路导航,也作非精密进近引导。?VOR工作频段为108MHz~,频道间隔50kHz,信号为水平极化,一个地面台可覆盖200nm半