无线电导航系统（第2版）课件 ch01绪论

绪论通信与导航专业系列教材无线电导航系统(第2版)第一章01引言导航就是引导航行，其确切的定义就是引导运行体安全航行的过程。导航是服务于运行体的一项专门技术，其基本目的是解决运行体“身在何处？去向哪里？”的问题，强调的是对继续运动的指引。导航之所以定义为一个过程，是因为它贯穿运行体行动始终，遍历各个阶段，直至确保运行达成目的。导航与导航系统引言导航系统是用于对运行体实施导航的专用设备组合或设备的统称。导航系统是侧重于实现特定导航功能的设备组合体，组合体内的各部分必须按约定的协同方式工作才能实现系统功能；而导航设备一般是指导航系统中某一相对独立部分或产品，或实现某一导航功能的单机。导航与导航系统引言运行体及其类别运行体是导航服务的对象，且主要是无轨运行体（有轨运行体有火车、卫星等）。运行体是人员和各类运动载体的统称，按其活动范围可分为五大类。引言这类运行体的活动范围是高度100km以上的太空空间。航天器或宇航运行体这类运行体的主要活动范围是高度20km以下的近地空间。航空器或航空飞行器这类运行体的主要活动范围是高度20~100km的所谓临近空间。临近空间飞行器引言这类运行体的主要活动环境是陆地表面。车辆或陆上运行体这类运行体的主要活动环境是水中。舰艇或水面及水下运行体引言惯性导航；无线电导航；天文导航；引言匹配导航；视觉导航；复合导航。引言图1-2是整个飞行过程的示意图。引言02导航参量和专用术语实时位置系指运行体（如飞机、舰船等）在某一确知时刻所处的实际位置坐标，它是用时间和空间坐标参量的数组来表达的，可见它联结了时间和位置坐标两类参量。时间的度量单位来源于地球自转和公转。通常把地球自转一周的时间称为一日，公转一周的时间称为一年。一日分为24小时，1小时分为60分，1分分为60秒，秒还可分为毫秒、微秒、毫微秒。导航参量和专用术语位置导航中运行体位置是用坐标参量来具体表示的。在实用导航系统中，为了使用方便，采用的坐标系也不一样。现代导航系统中常具有多种坐标系转换能力，以方便用户使用。导航中常采用的坐标系有下列几种：极坐标系，采用方位角和距离值来表示位置；平面直角坐标系，采用（X，Y）值来表示位置；空间直角坐标系，采用（x，Y，Z）值来表示位置；地理坐标系，采用经度、纬度、高度值来表示位置。导航参量和专用术语运行体从地球表面一点（起点）到另一点的预定航行路线叫航线，也称预定航迹。运行体重心实际的航行轨迹在水平面（或铅垂面）内的投影称为航迹或航迹线。导航参量和专用术语航路是指为运行体航行划定的具有一定宽度和高度范围，设有导航设施或者对运行体有导航需求的运行通道。航路平面的中心线便是航线。航图航图是表示各种航空要素及必要的自然地理和人文要素的专用地图，是表现机场、导航台、航线及各种助航设施等一些航行要素的空间分布图，全称为航空地图。通过航图可以快速地查阅通信导航设施、仪表飞行程序、机场等相关信息，为航行中得到现行、全面和权威性的航行数据提供了保障。在航空事业高度发达的今天，航图以其使用方便、资料信息集中等特点，成为保证飞行安全的重要工具。导航参量和专用术语假定地球是一个理想的圆球，过地心的任何平面与地球表面相交的圆均为最大的圆（与不过地心的平面相交的圆比），简称大圆。地球上任意两点总是把它所在的大圆分为两段大圆弧线，其中较短一段大圆弧线是该两点间在地球表面最短的弧段。沿最短大圆弧线航行的航线，称为大圆航线，它是两点间最短的航线，所以又叫经济航线。大圆航线导航参量和专用术语保持航向恒定不变航行的航线称为恒向航线。这种航线与所经历的各地子午线交角保持相等，对于航行操纵者非常方便，但在相同两点航行中，恒向航线要比大圆航线长。恒向航线导航参量和专用术语导航中常用的角度参量导航中常用的角度参量很多，例如方位角、相对方位角、航向角、俯仰角、姿态角和偏流角等。导航参量和专用术语垂直距离（高度）主要包括绝对高度、相对高度和真实高度等，具体情况如图1-6所示。导航参量和专用术语斜距不在同一高度层或同一铅垂线上的两点（如飞机到地面导航台）之间的距离称为斜距。通常空中运行体到地面导航台之间的距离均为斜距。距离差距离差是指空中运行体到两已知参考点（如两个地理位置精确已知的导航台）斜距的差值。导航参量和专用术语在大气层中运动的运行体（如飞机），相对于周围无扰动空气的速度称为空速。运行体相对于地球表面（或水平面）的运动速度称为地速，其方向和航迹一致。大气（或水流）的流动速度称为风速（或流速）。在航行中，若空速矢量和风速矢量在地面的投影不重合（即存在非0°或非180°夹角），则对于一个运行体来说，空速、风速在地面的投影（或水平分量）与地速构成一个三角形，称为航行速度三角形导航参量和专用术语03无线电导航系统无线电导航系统的基本任务无线电导航系统的基本任务就是建立无线电导航信号场，在飞行器运行领域中以无线方式提供导航信息（或数据、参量）。从这一角度上来说，如果在运行体的整个活动范围中，能够建立无线电导航信号场并能有效地检测和识别，便可以实现对运行体的无线电导航。无线电导航系统数理模型部分。它是系统电信号参量中的某一个或几个与它提供的导航参量之间的对应或转换关系，涉及的是系统基本数学模型以及物理基础和几何原理，是系统的最基础部分。信号格式部分。它指的是系统电信号波形、产生和处理的规范（或约定）。每一种实用无线电导航系统都有它自身特定的信号形式、规定、标准，形成独特的信号格式。点击输入简要文字内容，文字内容需概括精炼，不用多余的文字修饰无线电导航系统4.按系统提供的导航参量（或位置线形状）分类。无线电导航系统的分类5.按系统中主要观测的电信号参量分类。1.按用户使用时相对依从关系分类。2.按无线电导航台站安装地点分类。3.按无线电导航系统最大作用距离分类（参考数据以航空导航为主）。无线电导航系统性能是系统性质与效用的度量，是系统优劣的标志。一般来说，要认识一个无线电导航系统，必须首先了解其精度、可用性、可靠性、作用区域、信息更新率、系统容量、完好性等性能参数。无线电导航系统性能要求无线电导航系统纵观无线电导航的历史，可归结为下述几个方面的发展趋势。（1）应用范围越来越广，作用和地位随着现代化的进程越来越重要。（2）系统