(民航概论)第三章航空器活动的环境及导航
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2020/7/8
§3.2 空中导航
导航主要参数的确定
导航主要的参数有航向、地速、时间和高度 。时间和高度已在前面有所介绍，以下主要介 绍速度和航向两个参数。 1）飞行中速度的确定 空速：飞机对空气的相对运动的速度； 地速：飞机在地面投影点的速度； 航迹：飞机地面投影点的移动的轨迹 ； 航行速度三角形（其中V是空速,方向是航向；U是风速 ；W是地速，方向为航迹)
实际应用中：
航程短，用等角航线
2020/7/8
航程长，用大圆航线
§3.2 空中导航
二、地球的运动和时间
时间
时间包括了时刻和时段两方面的概念。 时刻：描述运动顺序性，时间的一点 时段：描述运动持续性，时间的一段
地球的运动
1）地球运动的时间关系 地球的运动包括围绕太阳公转和绕着地轴自转。 地球公转一周的时间为一年，自传一周的时间为一天
2020/7/8
§3.2 空中导航
c）纬度:地球上某点到地 心连线和赤道平面的角 度
9 0 N 39 55' N
d）纬线 概念：同样纬度连接
起来的线为纬线; 特点：和赤道平面平
行的平面在地球表面的 交线。
2020/7/8
2020/7/8
§3.2 空中导航
方向、距离和坐标
1）方向 方向一般用方向和方位角来表示
2、海平面气压高度（QNH） 以当地实际海平面的气压数据作为高度的基准面，
飞机高度表上表示出来的高度就是飞机的实际海拔高 度。爬升和下降阶段使用。
3、标准气压高度（ISA） 以国际标准大气的基准面得到的高度称为标
准气压高度。巡航阶段使用
2020/7/8
§3.1 大气层
2020/7/8
§3.2 空中导航
方向：地面一点对一点的坐标体系中的角度关系 方位角：以经线北部为基准，顺时针测量到水平面
的给定的方向线的角度。
2）距离 距离：地球表面两点之间连线的长度(弧度长度) 大圆:通过球心的平面和球面相交的交线 经圈和赤道都是大圆
大圆的周长＝2 R 4 0 0 公3 0 里.2 6 7
202纬0/7/8度每差1度的距离为S经 圈 36 长 0度 ＝ 43 06 00 30＝ 111K m
2020/7/8
§3.1 大气层
飞行高度的确定
为了飞机的飞行安全，飞机在不同的飞行阶段， 需要使用不同基准的高度。主要有：
场压高度 海平面气压高度 标准气压高度
2020/7/8
§3.1 大气层
1、场压高度（QFE） 机场当地海拔高度的气压高度为零，飞机高
度表上表示出来的高度就是机场上空的相对高 度距离。起飞和降落阶段使用
2）区时 概念：将全球15度倍数的经度作 为标准经度，在标准经度两侧 7.5度的地区构成一个时区，使 用这个标准经度的地方时作为 这个时区的区时 特点：各地时间不等于该地地方 时，但便于不同地 区时间的换 算
2020/7/8
§3.2 空中导航
3）北京时间 概念：北京所在东八区的区时，称为北京时间，为 我国的标准时间。 意义：我国地区辽阔，跨东5区到东9区5个时区， 为了使全国有统一的时间，统一使用北京时间。。
2）地球运动的角度关系、 地球自转一周为360度，所需时间为24小时，每小时 转2020/17/58 度，转动1度要4分，转动1分要4秒。
§3.2 空中导航
时刻的种类及相互关系
1）地方时 概念:将当地经线正对太阳的时刻作为正午12时， 正背太阳的时刻作为0时 特点:数目多，当地使用方便，不适于协调活动
导航：一个物体在运动中确定空间或地面的 位置和方向的方法。
预备知识——地球的有关知识和地球的运动 和时间
2020/7/8
§3.2 空中导航
一、地球的有关知识 二、地球的运动和时间 三、空中导航
2020/7/8
§3.2 空中导航
一、地球的有关知识 地球的经纬度 1、纬度 a）赤道平面：与地轴垂 直并通过地球中心的平面 b）赤道:赤道平面与地表 面的交线
2020/7/8
§3.1 大气层
一、大气层的构造 二、大气物理参数 三、大气各物理参数随高度的变化 四、国际标准大气和飞行高度的确定
2020/7/8
2020/7/8
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§3.1 大气层
3、对飞机飞行的影响 •温度变化对飞行的影响：飞机结冰，影响气动 外形、对机载设备和人体也有危害； •风速、风向的变化及空气对流：使飞机颠簸等 ； •云、雨、雾、雪等影响能见度。
4）世界时 概念：各地区统一以0区的区时作为标准时， 称为世界时。
意义：世界性活动的增多，使用区时也无法满足 对时间同步性和准确性的要求，所以引入 世界时。
2020/7/8
三、空中导航
§3.2 空中导航
导航的基本概念
导航是指一个物体在运动中确定它在空间或地 面的位置和方向的方法
导航的基本发展过程
早期:飞行高度不高，采用地面标志和航空地图 气压仪表时代出现了领航学无线电技术和电子技术发展时代电子综合仪表系 统实现了导航的自动化
§3.2 空中导航
3）航线 a）航线:飞机从地球表面一点到另一 点的预定的路线称为航线。 b）主要使用大圆航线和等角航线
大圆航线：沿着大圆在两点之间 弧线 的航线为大圆航线
特点：距离最短,方向改变
等角航线:以不变的方位角连接起 来的航线（是地球表面上与经 线相交成相同角度的曲线）
特点:航线角不变,但距离较长
飞机一般在上述高度范围内活动。
2020/7/8
§3.1 大气层
2、密度 地球外层空气的存在是因为地球的引力将其包 围在自己的周围 随高度的增加，空气的密度就会越小
2020/7/8
§3.1 大气层
3、压力 大气压力是物体单位面积上所承受的大气柱的重量 随高度的增加，大气压力降低
4、声速 声速是微弱扰动在介质中的传播速度 温度高，声速大；密度高，声速大（比如水和空气 ）
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§3.1 大气层
三、大气各物理参数随高度的变化
1、温度 在11Km以下，每升高1Km，温度下降、
在11Km到35～40Km的距离 ，温度保持在56.5 C
2020/7/8
§3.1 大气层
四、标准大气
国际标准大气的规定
大气被看成理想气体（满足理想气体状态方程）； 分子没有体积 分子间没有引力
以海平面的高度为零。且在海平面上,大气的标准状态 为：
➢气温T＝15 ℃ ➢压强p＝1标准大气压（即p＝101325帕斯卡） ➢密度ρ＝1.23kg/m3
➢声速a＝341 m/s
§3.2 空中导航
导航主要参数的确定
导航主要的参数有航向、地速、时间和高度 。时间和高度已在前面有所介绍，以下主要介 绍速度和航向两个参数。 1）飞行中速度的确定 空速：飞机对空气的相对运动的速度； 地速：飞机在地面投影点的速度； 航迹：飞机地面投影点的移动的轨迹 ； 航行速度三角形（其中V是空速,方向是航向；U是风速 ；W是地速，方向为航迹)
实际应用中：
航程短，用等角航线
2020/7/8
航程长，用大圆航线
§3.2 空中导航
二、地球的运动和时间
时间
时间包括了时刻和时段两方面的概念。 时刻：描述运动顺序性，时间的一点 时段：描述运动持续性，时间的一段
地球的运动
1）地球运动的时间关系 地球的运动包括围绕太阳公转和绕着地轴自转。 地球公转一周的时间为一年，自传一周的时间为一天
2020/7/8
§3.2 空中导航
c）纬度:地球上某点到地 心连线和赤道平面的角 度
9 0 N 39 55' N
d）纬线 概念：同样纬度连接
起来的线为纬线; 特点：和赤道平面平
行的平面在地球表面的 交线。
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§3.2 空中导航
方向、距离和坐标
1）方向 方向一般用方向和方位角来表示
2、海平面气压高度（QNH） 以当地实际海平面的气压数据作为高度的基准面，
飞机高度表上表示出来的高度就是飞机的实际海拔高 度。爬升和下降阶段使用。
3、标准气压高度（ISA） 以国际标准大气的基准面得到的高度称为标
准气压高度。巡航阶段使用
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§3.1 大气层
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§3.2 空中导航
方向：地面一点对一点的坐标体系中的角度关系 方位角：以经线北部为基准，顺时针测量到水平面
的给定的方向线的角度。
2）距离 距离：地球表面两点之间连线的长度(弧度长度) 大圆:通过球心的平面和球面相交的交线 经圈和赤道都是大圆
大圆的周长＝2 R 4 0 0 公3 0 里.2 6 7
202纬0/7/8度每差1度的距离为S经 圈 36 长 0度 ＝ 43 06 00 30＝ 111K m
2020/7/8
§3.1 大气层
飞行高度的确定
为了飞机的飞行安全，飞机在不同的飞行阶段， 需要使用不同基准的高度。主要有：
场压高度 海平面气压高度 标准气压高度
2020/7/8
§3.1 大气层
1、场压高度（QFE） 机场当地海拔高度的气压高度为零，飞机高
度表上表示出来的高度就是机场上空的相对高 度距离。起飞和降落阶段使用
2）区时 概念：将全球15度倍数的经度作 为标准经度，在标准经度两侧 7.5度的地区构成一个时区，使 用这个标准经度的地方时作为 这个时区的区时 特点：各地时间不等于该地地方 时，但便于不同地 区时间的换 算
2020/7/8
§3.2 空中导航
3）北京时间 概念：北京所在东八区的区时，称为北京时间，为 我国的标准时间。 意义：我国地区辽阔，跨东5区到东9区5个时区， 为了使全国有统一的时间，统一使用北京时间。。
2）地球运动的角度关系、 地球自转一周为360度，所需时间为24小时，每小时 转2020/17/58 度，转动1度要4分，转动1分要4秒。
§3.2 空中导航
时刻的种类及相互关系
1）地方时 概念:将当地经线正对太阳的时刻作为正午12时， 正背太阳的时刻作为0时 特点:数目多，当地使用方便，不适于协调活动
导航：一个物体在运动中确定空间或地面的 位置和方向的方法。
预备知识——地球的有关知识和地球的运动 和时间
2020/7/8
§3.2 空中导航
一、地球的有关知识 二、地球的运动和时间 三、空中导航
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§3.2 空中导航
一、地球的有关知识 地球的经纬度 1、纬度 a）赤道平面：与地轴垂 直并通过地球中心的平面 b）赤道:赤道平面与地表 面的交线
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§3.1 大气层
一、大气层的构造 二、大气物理参数 三、大气各物理参数随高度的变化 四、国际标准大气和飞行高度的确定
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§3.1 大气层
3、对飞机飞行的影响 •温度变化对飞行的影响：飞机结冰，影响气动 外形、对机载设备和人体也有危害； •风速、风向的变化及空气对流：使飞机颠簸等 ； •云、雨、雾、雪等影响能见度。
4）世界时 概念：各地区统一以0区的区时作为标准时， 称为世界时。
意义：世界性活动的增多，使用区时也无法满足 对时间同步性和准确性的要求，所以引入 世界时。
2020/7/8
三、空中导航
§3.2 空中导航
导航的基本概念
导航是指一个物体在运动中确定它在空间或地 面的位置和方向的方法
导航的基本发展过程
早期:飞行高度不高，采用地面标志和航空地图 气压仪表时代出现了领航学无线电技术和电子技术发展时代电子综合仪表系 统实现了导航的自动化
§3.2 空中导航
3）航线 a）航线:飞机从地球表面一点到另一 点的预定的路线称为航线。 b）主要使用大圆航线和等角航线
大圆航线：沿着大圆在两点之间 弧线 的航线为大圆航线
特点：距离最短,方向改变
等角航线:以不变的方位角连接起 来的航线（是地球表面上与经 线相交成相同角度的曲线）
特点:航线角不变,但距离较长
飞机一般在上述高度范围内活动。
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§3.1 大气层
2、密度 地球外层空气的存在是因为地球的引力将其包 围在自己的周围 随高度的增加，空气的密度就会越小
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§3.1 大气层
3、压力 大气压力是物体单位面积上所承受的大气柱的重量 随高度的增加，大气压力降低
4、声速 声速是微弱扰动在介质中的传播速度 温度高，声速大；密度高，声速大（比如水和空气 ）
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§3.1 大气层
三、大气各物理参数随高度的变化
1、温度 在11Km以下，每升高1Km，温度下降、
在11Km到35～40Km的距离 ，温度保持在56.5 C
2020/7/8
§3.1 大气层
四、标准大气
国际标准大气的规定
大气被看成理想气体（满足理想气体状态方程）； 分子没有体积 分子间没有引力
以海平面的高度为零。且在海平面上,大气的标准状态 为：
➢气温T＝15 ℃ ➢压强p＝1标准大气压（即p＝101325帕斯卡） ➢密度ρ＝1.23kg/m3
➢声速a＝341 m/s