导航系统-导航基础
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（4）受磁暴影响 （时间不长）。
2020年1月20日
导航系统
31
导航基础
飞机磁场及罗子午线
2020年1月20日
导航系统
32
导航基础
航向概念
2020年1月20日
导航系统
33
导航基础
航向、地磁概念-----航向（三）
λa
λb
ψTห้องสมุดไป่ตู้
B
ψD
A
大圆圈线
大圆航向=真航向-经线收敛角
其中，经线收敛角为： B A sin
2020年1月20日
导航系统
34
导航基础
飞机航线
2020年1月20日
导航系统
35
导航基础
大圆航线与等角航线
2020年1月20日
导航系统
36
导航基础 方位角
方位角：以经线北端为基准，顺时针量到水平面上某方向线 的角度。（表示方位时必须明确以哪一点为基准点）
导航系统
10
功能与系统
飞机的控制
控制（Piloting，短期）
需要知道飞机沿三个轴的运动 所需要的基本参数：姿态、航向、空速、马赫数、高度及高
度变化率
制导（Guiding，长期）
引导飞机从A点运动到B点 所需要的基本参数：飞行计划、飞机的位置参数、相对位置
参数、航向、高度及高度变化率、速度
导航系统
孙淑光
电子工程系 2020/1/20
航空电子专业培养目标
电子信息工程专业学生培养目标
培养目标
航空电子维修
航电系统原理及 拓扑关系
系统维 修方法
飞机飞行控 飞机安全运
制系统
行系统
维修 技术
2020年1月20日
导航系统
2
航空电子专业培养目标 维修观念的改变
由被动维修变主动维修与主动预防 用设计的理念来指导维修 不能满足于知其然，而应追求知道其所以然
系统（实现手段，对应的系统）
传统导航功能实现的手段：大气数据仪表、陀螺仪表、无线 电导航
现代导航功能实现手段：RNAV（卫星导航、IRS、 DME/DME、DME/VOR）
现在及将来导航功能实现手段：PBN（RNP）
2020年1月20日
导航系统
22
课程内容
导航系统课程内容
导航基础 传统导航
2020年1月20日
导航系统
3
航空安全保障
2020年1月20日
导航系统
4
维修
2020年1月20日
导航系统
5
航空电子系统认证过程 FAA航空电子认证过程
2020年1月20日
导航系统
6
功能与系统
航空电子功能与系统
功能--完成相关要求:与动词紧密相连
如: 控制飞机按计划飞行、告诉飞机其所在位置 有两种不同的功能
– 与飞机控制紧密相关的，如飞行控制、制导 – 与飞机的控制不太相关的，如通信、监视
系统
系统是利用一定的手段来实现要完成的功能，所以 不同的飞机，其实现手段、系统组成有可能会不同。
一个系统可能是另一个系统中的一个部件，如：操 纵系统是飞行控制系统的一个子系统
2020年1月20日
导航系统
7
监视
通信原理与手段 对外话音通信
通信系统
话音记录
TCAS
HF VHF SELCAL AMSS ……
EGPWS WXR ATC
……
…… ……
基本原理、系统实 现与组成
集成监视
对外数据链通信 VDL HFDL ACARS …… ……
自动相关监 视(ADS)
内话系统 飞行内话 服务内话 客舱内话
2020年1月20日
导航系统
25
导航基础
地理经线
2020年1月20日
导航系统
26
导航基础
位置描述—经纬度
2020年1月20日
导航系统
27
导航基础
航向、地磁概念
地球的经纬线及经纬度 地磁
地球的磁性 地磁三要素
– 磁倾 – 地磁水平分量 – 磁差
航向-----飞机纵轴与子午线在水平面上的夹角
真航向 磁航向 罗航向 大圆航向
17
2020年1月20日
导航系统
18
2020年1月20日
导航系统
19
2020年1月20日
导航系统
20
功能与系统
导航系统的功能
2020年1月20日
导航系统
21
功能与系统
导航系统
要实现的功能
告诉飞行员飞机的姿态、航向、速度、高度、相对位置等 （传统）
告诉飞行员飞机的位置（现代） 告诉飞行员飞机的位置以及该信息的可靠程度（现在及将来）
每一个组件的实现技术（机械的、电子的、电气的、液压 的，……）
2020年1月20日
导航系统
8
航空电子架构体系
飞机飞行控制系统
飞行计划
轨迹控制 导航
制导
性能控制
显示
飞机动力
性能优化
……
导航原理
导航实现
飞行原理
飞行控制
……
……
传统导航
ADF VOR DME ILS ADC
基本原理、基系本统原实理、系统实 现与组成 现与组成
飞行操纵
区域导航
GPS IRS VOR/DME
DME/DME
所需导航性 能
指标要求：精度、完好性、连续性、有效性；最 小放行清单(MEL)
基于性能的 导航
导航设施、导航规范、导航应用；最小放行清单 (MEL)
2020年1月20日
导航系统
飞行指引 ……
自动驾驶 ……
9
航空电子架构体系
飞机安全运行
通信
导航系统为飞机的控制及制导提供所需的参数
2020年1月20日
导航系统
11
功能与系统
2020年1月20日
导航系统
12
2020年1月20日
导航系统
13
2020年1月20日
导航系统
14
2020年1月20日
导航系统
15
功能与系统
2020年1月20日
导航系统
16
功能与系统
2020年1月20日
导航系统
功能与系统
系统的特点
系统的特点包含下列两个方面： 架构设计（通常由飞机制造商完成）
将功能分成各项子功能 将各子功能分配给不同的组件(传感器,计算机,作动筒,控制盒,
显示, ...) 组件的冗余 组件的类型 (是否需要监视, ...) 组件间的互联
技术实现（由部件制造商决定，飞机制造商协助）
仪表导航 无线电导航
区域导航
简单区域导航（DME/DME、DME/VOR） 卫星导航 惯性导航
所需导航性能
RNP参数
基于性能的导航（PBN)
2020年1月20日
导航系统
23
导航基础
地球的大小与形状
2020年1月20日
导航系统
24
导航基础
地理纬度
2020年1月20日
2020年1月20日
导航系统
28
传统导航
航向、地磁概念----地磁
2020年1月20日
导航系统
29
导航基础
航向、地磁概念-----航向（一）
真航向、磁航向间的关系
2020年1月20日
导航系统
30
导航基础
航向、地磁概念-----航向（一）
（1）各地磁差不 相同；
（2）磁性矿藏影 响大；
（3）随时间变化 （年变率）；
2020年1月20日
导航系统
31
导航基础
飞机磁场及罗子午线
2020年1月20日
导航系统
32
导航基础
航向概念
2020年1月20日
导航系统
33
导航基础
航向、地磁概念-----航向（三）
λa
λb
ψTห้องสมุดไป่ตู้
B
ψD
A
大圆圈线
大圆航向=真航向-经线收敛角
其中，经线收敛角为： B A sin
2020年1月20日
导航系统
34
导航基础
飞机航线
2020年1月20日
导航系统
35
导航基础
大圆航线与等角航线
2020年1月20日
导航系统
36
导航基础 方位角
方位角：以经线北端为基准，顺时针量到水平面上某方向线 的角度。（表示方位时必须明确以哪一点为基准点）
导航系统
10
功能与系统
飞机的控制
控制（Piloting，短期）
需要知道飞机沿三个轴的运动 所需要的基本参数：姿态、航向、空速、马赫数、高度及高
度变化率
制导（Guiding，长期）
引导飞机从A点运动到B点 所需要的基本参数：飞行计划、飞机的位置参数、相对位置
参数、航向、高度及高度变化率、速度
导航系统
孙淑光
电子工程系 2020/1/20
航空电子专业培养目标
电子信息工程专业学生培养目标
培养目标
航空电子维修
航电系统原理及 拓扑关系
系统维 修方法
飞机飞行控 飞机安全运
制系统
行系统
维修 技术
2020年1月20日
导航系统
2
航空电子专业培养目标 维修观念的改变
由被动维修变主动维修与主动预防 用设计的理念来指导维修 不能满足于知其然，而应追求知道其所以然
系统（实现手段，对应的系统）
传统导航功能实现的手段：大气数据仪表、陀螺仪表、无线 电导航
现代导航功能实现手段：RNAV（卫星导航、IRS、 DME/DME、DME/VOR）
现在及将来导航功能实现手段：PBN（RNP）
2020年1月20日
导航系统
22
课程内容
导航系统课程内容
导航基础 传统导航
2020年1月20日
导航系统
3
航空安全保障
2020年1月20日
导航系统
4
维修
2020年1月20日
导航系统
5
航空电子系统认证过程 FAA航空电子认证过程
2020年1月20日
导航系统
6
功能与系统
航空电子功能与系统
功能--完成相关要求:与动词紧密相连
如: 控制飞机按计划飞行、告诉飞机其所在位置 有两种不同的功能
– 与飞机控制紧密相关的，如飞行控制、制导 – 与飞机的控制不太相关的，如通信、监视
系统
系统是利用一定的手段来实现要完成的功能，所以 不同的飞机，其实现手段、系统组成有可能会不同。
一个系统可能是另一个系统中的一个部件，如：操 纵系统是飞行控制系统的一个子系统
2020年1月20日
导航系统
7
监视
通信原理与手段 对外话音通信
通信系统
话音记录
TCAS
HF VHF SELCAL AMSS ……
EGPWS WXR ATC
……
…… ……
基本原理、系统实 现与组成
集成监视
对外数据链通信 VDL HFDL ACARS …… ……
自动相关监 视(ADS)
内话系统 飞行内话 服务内话 客舱内话
2020年1月20日
导航系统
25
导航基础
地理经线
2020年1月20日
导航系统
26
导航基础
位置描述—经纬度
2020年1月20日
导航系统
27
导航基础
航向、地磁概念
地球的经纬线及经纬度 地磁
地球的磁性 地磁三要素
– 磁倾 – 地磁水平分量 – 磁差
航向-----飞机纵轴与子午线在水平面上的夹角
真航向 磁航向 罗航向 大圆航向
17
2020年1月20日
导航系统
18
2020年1月20日
导航系统
19
2020年1月20日
导航系统
20
功能与系统
导航系统的功能
2020年1月20日
导航系统
21
功能与系统
导航系统
要实现的功能
告诉飞行员飞机的姿态、航向、速度、高度、相对位置等 （传统）
告诉飞行员飞机的位置（现代） 告诉飞行员飞机的位置以及该信息的可靠程度（现在及将来）
每一个组件的实现技术（机械的、电子的、电气的、液压 的，……）
2020年1月20日
导航系统
8
航空电子架构体系
飞机飞行控制系统
飞行计划
轨迹控制 导航
制导
性能控制
显示
飞机动力
性能优化
……
导航原理
导航实现
飞行原理
飞行控制
……
……
传统导航
ADF VOR DME ILS ADC
基本原理、基系本统原实理、系统实 现与组成 现与组成
飞行操纵
区域导航
GPS IRS VOR/DME
DME/DME
所需导航性 能
指标要求：精度、完好性、连续性、有效性；最 小放行清单(MEL)
基于性能的 导航
导航设施、导航规范、导航应用；最小放行清单 (MEL)
2020年1月20日
导航系统
飞行指引 ……
自动驾驶 ……
9
航空电子架构体系
飞机安全运行
通信
导航系统为飞机的控制及制导提供所需的参数
2020年1月20日
导航系统
11
功能与系统
2020年1月20日
导航系统
12
2020年1月20日
导航系统
13
2020年1月20日
导航系统
14
2020年1月20日
导航系统
15
功能与系统
2020年1月20日
导航系统
16
功能与系统
2020年1月20日
导航系统
功能与系统
系统的特点
系统的特点包含下列两个方面： 架构设计（通常由飞机制造商完成）
将功能分成各项子功能 将各子功能分配给不同的组件(传感器,计算机,作动筒,控制盒,
显示, ...) 组件的冗余 组件的类型 (是否需要监视, ...) 组件间的互联
技术实现（由部件制造商决定，飞机制造商协助）
仪表导航 无线电导航
区域导航
简单区域导航（DME/DME、DME/VOR） 卫星导航 惯性导航
所需导航性能
RNP参数
基于性能的导航（PBN)
2020年1月20日
导航系统
23
导航基础
地球的大小与形状
2020年1月20日
导航系统
24
导航基础
地理纬度
2020年1月20日
2020年1月20日
导航系统
28
传统导航
航向、地磁概念----地磁
2020年1月20日
导航系统
29
导航基础
航向、地磁概念-----航向（一）
真航向、磁航向间的关系
2020年1月20日
导航系统
30
导航基础
航向、地磁概念-----航向（一）
（1）各地磁差不 相同；
（2）磁性矿藏影 响大；
（3）随时间变化 （年变率）；