《导航原理及设备》(1概论)

ξ1概论导航原理与设备本章重点:1.无线电导航的基本概念2.无线电导航的一般原理1.1导航航路点P???洋流风导航: 安全可靠地引导运动体 精确地按既定航线 抵达目的地。1.1导航导航的实质(根本任务):定位 为运载体提供实时、精确的位置信息。1.1导航 i.精确 ii.可靠、安全

iii.经济、实用、方便

iv.实时、连续

v.容量1.2导航的一般要求

<1>.陆标导航(视觉导航) <2>.天文导航

<3>.惯性导航(推算导航)

1.3导航方法

<4>.无线电导航

根据电磁波的空间传播特性, 通过测量无线电波信号参量, 来确定目标位置,实现导航功能。

1.3导航方法2.1基本术语<1>.位置点

测者在地球表面的(近地空间)位置, 由某种坐标系的坐标表示。2.无线电导航的一般原理

<2>.航迹

运动体在地球表面运动时,

其重心的理想轨迹。2.1无线电导航的一般原理

<3>.航向θ(course)

通过船舶重心的北向子午线顺时针 与船首线在水平面上的夹角。2.无线电导航的一般原理θN

<4>.方位α(真方位) (truebearing)

从测者到目标的射线称为目标方位线。

通过测者的北向子午线顺时针到目标方

位线的夹角。2.无线电导航的一般原理αN

<5>.相对方位β

船首线顺时针到目标方位线的夹角。2.无线电导航的一般原理βN

2.2无线电导航的物理基础 <1>.恒速性 <2>.直线性2.无线电导航的一般原理2.3定位的几何原理P测者参考点导航台发射机tR

精确已知的参考点用来定位测量的信号测者与参考点之间的几何关系

定位流程:导航等位面测量值测量电参量对应几何参量交点、定位多次测量

常用定位方法:测向法测距法测距差法2.4常用定位方法

PAN

αAPARARAPABRB测向法

参考点A, 测量得方位角αA参考点B, 测量得方位角αBAPαBNBNαA2.4.1测向法几何参量:方位角位置线:射线(位置线(LOP,LineofPosition): 几何参量相等的点的轨迹)2.4.1测向法PBAN

αBNαA测距法2.4.2测距法PACBRCRARB几何参量:测者至参考点距离位置线:圆测量2条位置线,定位点具有多值性,测量3(多)条位置线,以消除定位点的多值性2.4.2测距法PACBRCRARB测距差法RA2.4.3测距差法PACBRCRB几何参量:测者至两参考点的距离差位置线:双曲线Rd1=RA-RBRd2=RB-RC2.4.3测距差法PACBRCRARB无线电导航:测量的电信号几何参量

定位点 e=Esin(ωt-φ)2.5几何参量与电参量的关系测向系统 e(t,α)=E(α)sin(ωt-φ)几何参量:方位角α电参量:振幅E(α)2.5.1测向系统振幅E2.5.1测向系统2.5.1测向系统振幅E环型天线俯视方向性图测距系统(时间系统)

e(t,R)=Esin(ωt(R)-φ)

几何参量:距离R=C*t电参量:传播时延t(R)2.5.2测距系统测距系统(相位系统)

2.5.2测距系统波长λ测距系统(相位系统)

e(t,R)=Esin(ωt-φ(R))

几何参量:距离电参量:相位φ(R)R=φ

2.5.2测距系统2πλ测距差系统(时间系统)

e(t,Rd)=Esin(ωΔt(Rd)-φ)

几何参量:距离差Rd=C*Δt

电参量:传播时延差Δt(Rd)2.5.3测距差系统测距差系统(相位系统)

e(t,Rd)=Esin(ωt-Δφ(Rd))

几何参量:距离差

电参量:相位差Δφ(Rd)Rd=Δφ2.5.