无线电导航原理与系统课件
无线电导航原理与系统4-11
消除双值的环形天线
二. 无线电罗盘测向系统
II. 用测角器代替环形天线的转动—天线不动、方向性图转 动的机理 ：
在测向过程中，环形天线的转动是个关键 ，一般采用间接法即天线 固定不动，通过测角器实现方向性图的转动。
固定的环形天线及其方向性图 测角器的作用原理
二. 无线电罗盘测向系统
III. 环形天线的安装与伺服电机的转动
按接收信号最小值确定方向
等信号法（或称比较信号法 ）
采用部分重合的双针状方向性图天线，当两个波束 的接收信号相等时，即可获得一条等信号线的方向。 转动天线，使天线两个波束的接收信号强度相等， 即可确定出导航台的方位。
利用比较接收信号确定方向
一.无线电振幅导航系统基本概念
三种测量方法比较：
最小值法：
方位θ的无线电测量法 振幅导航系统通常利用无线电系统天线 的方向性图实现对方位角的测量：
E型方式中，无线电信号的调制深度保持不
变，载波信号的幅度E与导航角参量θ建立起 E＝E(θ)的依从关系 M型工作方式则在其工作区内保持载波信号 幅度大于规定的数值，用信号的调制深度m 和θ建立起m=m(θ) 的关系。
的缺点，限制了它的进一步应用，如无法达 到Ⅱ类、Ⅲ类的飞机下滑着陆标准。
随着导航技术的发展，该类系统经过不断完
善和改进，作为基本的导航手段仍然在航空、 航海等领域广泛应用。
一.无线电振幅导航系统基本概念
无线电振幅导航系统的现状和发展趋势
从目前的发展趋势看，振幅系统将逐渐被淘汰或被 赋予新的功能，但还会继续使用至少20年以上，未 来的发展将更多地采取组合方式，与其它导航系统 组成多功能、高可靠的组合系统。如在航路上无线 电罗盘和GPS卫星定位系统结合，可实现地面有台 和无台两种条件下的航路导航；仪表着陆系统和微 波着陆系统、卫星着陆系统等组成的多模式接收机。
无线电导航基本原理
导航是一个时间和空间的联合概念，需要在特定的时刻描 述在特定空间位置的状态。空间位置的描述可以采用极坐标， 也可用直角坐标。由于导航通常是相对于某一具体目的地而 言的，因此采用极坐标（角度和距离）是方便而合理的。
在无线电导航的设计中往往构建一定的机制使得实际中测 量的无线电信号参量（幅度、频率及相位等）与角度（导航 台方位角、载体姿态角）、距离（距离、距离差）等几何参 量建立对应关系。然后利用几何参量与待求导航参数之间的 数学关系，即可求得所需的导航参量。
位置之间的数学关系进行位置的确定，称之为位置 线/面法； ➢ 另一种定位通过所测得的高阶运动参量，如速度等， 以积分的形势确定位置，称之为推航定位。
THANKS
飞机导航设备与维修
Aircraft navigation equipment and maintenance
raft navigation equipment and maintenance
第五节 无线电导航的基本原理
5.1 角度（方位）测量原理 5.2 距离测量原理 5.3 速度测量原理 5.4 定位原理
（1）脉冲测距测量 脉冲法测距，实质上是用窄脉冲对时间轴进行标定， 通过脉冲间隔读取时间，进而测量距离。通常，脉冲测 距有两种方式：有源方式和无源方式。
（2）相位测距测量 相位测距（差）是通 过测量电波在载体和导 航台之间信号相位的变 化来确定距离（差）。 如下图2-x为相位测距 示意图。
图 频率测距示意图
即如果将构成天线方向图的两个波束，部分的重叠起来， 则可以获得一条等讯号线。转动天线到两个波束接收信号 强度相等的方向，即可确定出导航台方位。 这种方法与最小值法类似，当两个波束的调制频率不同时 可以很容易地判断出载体偏离等讯号线的方向，其测量灵 敏度介于最大值法和最小值法之间。如下图2-x所示为比 较测向示意图。
第2章 无线电导航基本原理(3-5)
Y [ y1 , y2 ,..., yn ]
ˆ [x ˆ1 , x ˆ 2 ,....x ˆm ] X
T
Y H |X X ˆ X
Y H X
X H 1 Y
Y ˆ Y Y(X ) X
ˆ ( X X ) ˆ X X
ˆ X XX
X ( H T H )1 H T Y
1
C COV ( X ) G COV (u )(G )
1
1 T
初步结论
X G u
1
T C COV ( X ) G COV (u )(G 1 )
1
由上面的结果分析知：
定位误差在每个坐标轴向的误差分量也为零均值 正态分布。 用户定位误差的三维概率密度函数为：
共视法其含义是指：在一颗卫星的视角内，地球上任何两个地点的原子钟可 以利用同一时间收到的同一颗卫星的时间信号进行时间、频率比对。
目前，共视法是国际原子时（UTC）合作的主要技术手段之一， 也是地球上远距离时钟比对性价比最优的方法之一。传递不确定 度可达到几个纳秒。
中国计量科学研究院从90年代开始利用GPS共视技术参加国际原子时合作。
2 2
d 0 4.12 h1 (m) h2 (m) (km)
定位系统工作区
对于定位系统而言，系统的导航精度 不仅与距离有关系，而且在相同的距 离上定位精度也有较大的区别
与载体与导航台站的相对几何有关。
此时系统的工作区的分析比较复杂。 可以结合位置面方程进行分析。
基本假设
1-无线电导航基础
第1章绪论导航的发展简史1.1.1 导航的基本概念导航是一门研究导航原理和导航技术装置的学科。
导航系统是确定航行体的位置方向，并引导其按预定航线航行的整套设备（包括航行体上的、空间的、地面上的设备）。
一架飞机从一个机场起飞，希望准确的飞到另外一个机场就必须依靠导航、制导技术。
导航，即引导航行的意思，也就是正确的引导航行体沿预定的航线，以要求的精度，在指定的时间内将航行体引导至目的地。
由此可知除了知道起始点和目标位置之外，还要知道航向体的位置、速度、姿态等导航参数。
其中最主要的是知道航行体的位置。
1.1.2 导航系统的发展在古代，我们的祖先一直利用天上的星星进行导航，在古石器时代，为了狩猎方便，人们利用简单的恒星导航方法，这就是最早的天文导航方法。
后来，随着技术的不断发展和人们对事物认知的发展，人们利用导航传感器来导航，最早是我们祖先发明的指南针。
现有的导航传感器包括六分仪、磁罗盘、无线电罗盘、空速表、气压高度表、惯性传感器、雷达、星体跟踪器、信号接收机等。
以航空领域为例，从20世纪20年代开始飞机出现了仪表导航系统。
30年代出现了无线电导航系统，即依靠飞机上的信标接收机和无线电罗盘来获得地面导航台的信息已进行导航。
《40年代开始研制甚高频导航系统。
1954年，惯性导航系统在飞机上试飞成功，从而开创了惯导时代。
50年代出现了天文导航系统和多普勒导航系统。
1957年世界上第一颗卫星发射成功以后，利用卫星进行导航、定位的研究工作被提上了议事日程，并着手建立海事卫星系统用于导航定位。
随着1967年海事卫星系统经美国政府批准对其广播星历解密并提供民用，由此显示出卫星定位的巨大潜力。
60年代开始使用远程无线电罗兰-C导航系统，同时还有塔康导航系统、远程奥米伽导航系统以及自动天文导航系统。
60年代后，无线电导航得到进一步发展，并与人造卫星导航相结合。
70年代以后，全球定位导航系统得到进一步发展和应用。
在此过程中，为了发挥不同导航系统的优点，互为补充，出现了各种组合导航系统，它们主要以惯性导航系统为基准。
无线电导航原理与系统无线电脉冲时间导航系统
❖下面介绍几个应答/测距系统工作中涉及到的 几个基本概念：
定时脉冲和定时点
测距系统的信号是脉冲对编码信号，脉冲形状是高 斯形（对于测距器）或者cos—cos2形 （对于精密测 距器）。
2) 由于脉冲极窄，上升前沿很陡，所以测高精度比 较高，不存在普通调频体制高度表所固有的阶梯 误差。
3) 采用脉冲前沿跟踪技术，能够跟踪最近回波的前 沿，因而飞机在复杂地面上空飞行时，所测高度 为最近点目标的距离，能够更好地保证飞行的安 全，克服了调频高度表由于采用天线照射面积上 的平均高度所造成的测量偏差。
间无线电导航系统。
四.时基波束扫描微波着陆系统MLS
时基波 束扫描微 波着陆系 统测角原 理示意图
四.时基波束扫描微波着陆系统MLS
微波着陆系统基本工作原理
➢ 航向台天线辐射的波束以恒定角速度沿规定方向扫描，作短暂固定时 间的停歇后，再沿相反方向，以同样的角速度回扫到起始位置。如此 周而复始地对既定空间进行扫描。
二. 脉冲无线电高度表
无线电脉冲测量高度表组成
➢接收机
➢ 组成：本振、平衡混频器、中放、视放、自 动增益控制（AGC）电路和灵敏度距离控制 （SRC）电路 。
➢ 作用：与由接收天线接收到的回波信号进行 混频。混频后产生的双极性中频脉冲加到中 放级进行放大，再由桥式检波器变为单极性 的视频脉冲，经视频放大后输出。
四.时基波束扫描微波着陆系统MLS
微波着陆系统概念
微波着陆系统是一种全天候精密进场着陆 系统，采用时间基准波束扫描的原理工作。 系统分地面设备与机载设备两大部分
导航与定位技术课件4无线电导航
三、卫星导航技术
3.1 无线电导航技术 3.1.1 引言
3.1.2 地基无线电导航分类及技术指标
3.1.3 地基无线电导航基本原理
3.1.4 典型地基无线电导航系统简介
31
（1）塔康系统
（TACAN）
塔康是战术空 中导航系统的简称， 属于相位-时间复
合的近程地基无线
电导航系统，可测 量载体相对导航台
c
间 b a ，T 为有效调频时间，发射信号的最高/最低 0
频率之差 f f f 。 m 02 01
无线电低高度表采用频率调制工作体制，最小测量高 度达0.5m，多用于飞机的低空飞行导引。
19
脉冲测距法
飞机
t
对于无源测距而言，
d c t
但存在时间同步问题， 用于罗兰－C系统。
也采用该工作体制。
27
（4）地基无线电空中测距定位原理
P
测量4个地面站至
ρ
载体的无线电信号传
1
ρ3
播时间延迟，将时间
ρ
ρ4
延迟与光速相乘得相 应伪距，然后由4个伪 距及地面站已知坐标
2
求解载体坐标及钟差。
28
伪距观测方程为
i X p X i c t
其中
i
Xi
：伪距观测值；
X p ：载体位置矢量，未知；
课程内容内容
一、概述（1） 二、惯性导航（2） 三、卫星导航（2-3） 四、组合导航（1） 五、其他导航（1-2） 本课程共16学时，8次课
1
三、卫星导航技术
3.1 无线电导航 3.2 卫星定位原理 3.3 GPS卫星导航 3.4 北斗卫星导航 3.5 GLONASS卫星导航 3.6 GALILEO卫星导航
1 无线电导航基础
第1章绪论1.1 导航的发展简史1.1.1 导航的基本概念导航是一门研究导航原理和导航技术装置的学科。
导航系统是确定航行体的位置方向，并引导其按预定航线航行的整套设备（包括航行体上的、空间的、地面上的设备）。
一架飞机从一个机场起飞，希望准确的飞到另外一个机场就必须依靠导航、制导技术。
导航，即引导航行的意思，也就是正确的引导航行体沿预定的航线，以要求的精度，在指定的时间内将航行体引导至目的地。
由此可知除了知道起始点和目标位置之外，还要知道航向体的位置、速度、姿态等导航参数。
其中最主要的是知道航行体的位置。
1.1.2 导航系统的发展在古代，我们的祖先一直利用天上的星星进行导航，在古石器时代，为了狩猎方便，人们利用简单的恒星导航方法，这就是最早的天文导航方法。
后来，随着技术的不断发展和人们对事物认知的发展，人们利用导航传感器来导航，最早是我们祖先发明的指南针。
现有的导航传感器包括六分仪、磁罗盘、无线电罗盘、空速表、气压高度表、惯性传感器、雷达、星体跟踪器、信号接收机等。
以航空领域为例，从20世纪20年代开始飞机出现了仪表导航系统。
30年代出现了无线电导航系统，即依靠飞机上的信标接收机和无线电罗盘来获得地面导航台的信息已进行导航。
40年代开始研制甚高频导航系统。
1954年，惯性导航系统在飞机上试飞成功，从而开创了惯导时代。
50年代出现了天文导航系统和多普勒导航系统。
1957年世界上第一颗卫星发射成功以后，利用卫星进行导航、定位的研究工作被提上了议事日程，并着手建立海事卫星系统用于导航定位。
随着1967年海事卫星系统经美国政府批准对其广播星历解密并提供民用，由此显示出卫星定位的巨大潜力。
60年代开始使用远程无线电罗兰-C导航系统，同时还有塔康导航系统、远程奥米伽导航系统以及自动天文导航系统。
60年代后，无线电导航得到进一步发展，并与人造卫星导航相结合。
70年代以后，全球定位导航系统得到进一步发展和应用。
在此过程中，为了发挥不同导航系统的优点，互为补充，出现了各种组合导航系统，它们主要以惯性导航系统为基准。
《无线电导航》课件
欢迎来到本课程《无线电导航》的PPT课件。
什么是无线电导航
无线电导航是一种通过无线电波传播和接收信号来进行准确定位和航行的技 术。它可以在航空、航海以及其他领域中发挥重要作用。
无线电导航的原理
无线电导航的原理涉及无线电波的特性、距离测量方法以及方位测量方法。 通过这些原理，我们可以实现精确的导航和定位。
常用的无线电导航系统
无线电导航系统有许多种类，其中包括VOR、NDB、DME和GPS。每种系统 都具有不同的航在航空领域和普通民用领域中都有广泛的应用。它在航行、定位和导航方面提供了很多帮助。
无线电导航的安全问题
使用无线电导航系统时，需要注意无线电干扰、误操作以及其他可能存在的 安全问题。保障系统的正常运行至关重要。
总结
无线电导航具有许多优势，并且在未来还有很大的发展潜力。欢迎提出建议 和反馈，帮助我们改进和完善这一技术。
无线电导航系统
无线电导航基础
无线电导航定位原理
通过无线电信号参量所测量到的几何、物理参量来确定用户的 方位、距离、姿态等导航参量可以较直接地由无线电参量（如幅 度测角、时间测距、相位测姿等）测量得到，而用户的位置参量 则需要较复杂的导航解算，主要有两种方法：通过测量的几何参 量与几何位置之间的数学关系进行定位，通常称为位置线法；通 过测量的物理参量（如速度、加速度等）与几何位置之间的运动 学关系确定位置，一般称为推航定位法。
无线电导航基础
天线及馈线
天线及馈线主要涉及的研究内容有：天线的作用、天线的分类、 天线的特性指标及其影响因素、馈线。 1. 天线在无线电波传输中的作用是什么？ 天线是任何无线电设备和系统必不可少的前端（对接收机）或 后端（对发射机）器件。 在不同设备和系统中作用基本相同，用来实现传输线中的射频 电流能量与空中传播的电磁波能量之间的转换，对线上和空中的 电信号起到沟通和连接的作用。
END
无线电导航基础
无线电导航基础
有源测距： 信号在用户和导航台站之间经历了往、返两个传播过程（这 时用户需要发射信号），通过测量信号在空间的往返传播时间计 算出用户和导航台站之间的距离。
无线电导航基础
无源测距： 用户仅仅接收导航台站发来的电波信号，利用本地时间测量 信号的到达时刻，同时由接收信号的电文中获知信号的发射时刻。 利用本地的接收时刻与导航电文中数据所提供的发射时刻之差， 即可完成距离的测量。 因此，无源测距要求用户的时钟与导航台的时钟必须严格同 步，即保持同频同相，或者说既无频差又无钟差。
无线电导航基础
运载体接收到无限波信号以后，如何实现 导航与定位，由此涉及的内容主要有： 1. 空间坐标系； 2. 无线电测量原理； 3. 无线电导航定位原理； 4. 无线电导航系统的工作区。
无线电导航原理及系统
一.空间坐标系
➢上述几种曲率半径有时可以直接应用，如已 知某载体的东、北向速度，则可以求得载体的 经、纬度为：
0
0
t
ve dt
0 RN h
t
vn dt
0 RM h
0 0 分别为载体的初始经、纬度，h为载体的海拔高度
一.空间坐标系
常用导航坐Leabharlann 系➢ 天球坐标系（i系） ➢ 地心地固坐标系（e系） ➢ 地平坐标系（g系） ➢ 载体坐标系（b系）
一.空间坐标系
Ze YL
P
O
ZL XL Ye
Xe
一.空间坐标系
载体坐标系（b系）
➢ 定义：以载体为中心、固联于载体上的坐标系， 称为载体坐标系。
➢ 载体坐标系的原点位于载体的质心，Y轴指向载体 的纵轴方向向前，Z轴沿载体的竖轴方向向上，X 轴与Y、Z轴构成右手坐标系。
➢ 特点：对于车辆、舰船，特别是飞机这样的载体， 其往往是群体运动中的一员，特别在飞机协同作 战的过程中，需要知道自己的运动速度以及其他 成员与自己的相对位置关系 ，载体坐标系适用于 此类应用。
一.空间坐标系
a、b、f分别为参考椭球的长半轴、短
半轴和扁率，它们之间的关系为：
tg
b2 a2
tg
(1
f
)2 tg
一.空间坐标系
➢ 在实际计算中，为了方便往往在某一范围内把椭球 面当作球面来处理，一般取该点所有方向的法截面 曲率半径的平均值作为近似球面半径，称为平均曲 率半径R，可推导出它的计算公式为：
一.空间坐标系
天球坐标系
天球坐标系（i系）
➢ 定义：原点在地球质心，X轴指 向平春分点，Z轴是天轴，平行 于平均 地球自转轴，Y轴垂直 于X、Z轴并构成右手坐标系。
无线电导航原理与系统第五章无线电频率导航系统
由地面反射回来的信号，被航行器的接收机所接收，由于它比直达
信号在时间上滞后 2H ，故反射信号的表达式为：
C
令
V2m 1
V2m m
cos[
sin t
0t
0
2
m
0
sin (t )]
m sin (t
)
一.频率式无线电高度表
直达信号与反射信号在接收机输入端线性叠加后的合成信号为：
V V1 V2 Vm cos(0t )
信号频率为：
fa
c vr c vr
f0
显然，如果当运载体背离反射点航
将上式展开为泰勒级数忽略高次项：
行时，接收到的振荡信号的频率要 比辐射信号的频率低一个多普勒频
fa
f0
(1
2vr c
)
f0
2vr c
f0
移量。
上式表明，相对发射信号的频率 f0而言，接收频率有一增量
增量即为多普勒频移量，其值为：
➢ 其一在保持最大相对频率偏移不变的情况下，尽可能 提高工作频率，即降低工作波长；缺点：增加高度表 中高频部分（发射机、接收机、天线）的制作难度， 且应考虑与运载体上其他电子设备的相互干扰问题。
➢ 其二尽可能增加最大频率偏移。缺点：利用直接或间 接调频的电路实现存在相当大的困难，增加频率偏移 往往与提高振荡器的频率稳定度相矛盾，也不容易保 持线性调制特性，输出波形中容易存在寄生调幅而不 能保持其恒包络特征。
二. 多普勒导航系统
多普勒导航系统的不足之处在于：
➢ 需要罗盘、航姿系统等的姿态信息才能完成 位置定位。
➢ 随着距离增加，定位精度随之下降。 ➢ 系统测量的瞬时速度不如平均速度准确。 ➢ 由于反射体的运动（如对于水面上的应用），
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无线电导航原理与系统课件无线电导航原理与系统第三章无线电导航理论基础一.空间坐标系无线电导航的基本任务就是确定被引导的航行体在运动过程中的状态参数，包括位置、速度、加速度、姿态等，这些参数是在一定的空间坐标系内定义的，因此要进行导航首先必须建立适当的参考坐标系。
地球是人类的活动中心，在选择导航空间坐标系的时候，总是以地球为考虑的出发点。
首先介绍一下地球的几何形状及其参数, 以便于认识和理解下面介绍的各种空间坐标系。
一.空间坐标系地球的几何形状及其参数地球是一个旋转椭球；但是地球又不是一个理想的旋转椭球体，其表面起伏不平，很不规则，有高山、陆地、大海等。
在实际应用中，人们采用一个旋转椭球面按照一定的期望指标（如椭球面和真实大地水准面之间的高度差的平方和为最小）来近似大地水准面，并称之为参考椭球面。
参考椭球面的大小和形状可以用两个几何参数来描述，即长半轴a和扁率f。
一.空间坐标系地球的几何形状及其参数目前应用中两个比较重要的参考椭球系是克拉索夫斯基椭球和WGS-84椭球。
我国使用了40多年的1954北京坐标系（京-54坐标系），就是基于克拉索夫斯基椭球系。
一.空间坐标系参考椭球上的主要面、线和曲率半径 1 参考椭球的法截面和法截线如图所示，O为参考椭球的中心。
过地面点P作椭球面的垂线PK，称之为法线。
包含过P点的法线的平面叫法截面。
法截面与椭球面的交线叫做法截线。
一.空间坐标系一.空间坐标系在实际计算中，为了方便往往在某一范围内把椭球面当作球面来处理，一般取该点所有方向的法截面曲率半径的平均值作为近似球面半径，称为平均曲率半径R，可推导出它的计算公式为：一.空间坐标系一.空间坐标系常用导航坐标系天球坐标系（i系）地心地固坐标系（e系）地平坐标系（g系）载体坐标系（b系）一.空间坐标系天球坐标系（i系）定义：原点在地球质心，X轴指向平春分点，Z轴是天轴，平行于平均地球自转轴，Y轴垂直于X、Z轴并构成右手坐标系。
特点：独立于地球之外的基本稳定的坐标系（便于研究宇宙航行和天体运动时描述物体相对于地球的运动），能够比较直观地从地球的角度出发观察和描述整个宇宙。
一.空间坐标系地心地固坐标系（e系）定义：原点在地球的质心，XOY平面与地球平赤道面重合，X轴的指向穿过格林威治子午线和赤道的交点，Z轴与地球平极轴重合。
特点：该坐标系在大地测量领域中应用较为广泛，国际上常用的WGS- 84椭球就是该坐标系的近似描述。
它是一个相对于地球自转静止的,固联在地球上的坐标系。
对宇宙天体的研究范围缩小到地球表面附近时适合采用此坐标系。
一.空间坐标系一.空间坐标系地平坐标系（g系）定义：原点位于当地参考椭球的球面上，X轴沿参考椭球卯酉圈方向并指向东，Y轴沿参考椭球子午圈方向指向地球北极，Z轴沿椭球面外法线方向指向天顶。
特点：该坐标系对地球表面处于地表及平流层内的用户来说比较直观，因此适用于大多数导航的应用，故又称为导航坐标系。
一.空间坐标系一.空间坐标系载体坐标系（b系）定义：以载体为中心、固联于载体上的坐标系，称为载体坐标系。
载体坐标系的原点位于载体的质心，Y 轴指向载体的纵轴方向向前，Z轴沿载体的竖轴方向向上，X轴与Y、Z轴构成右手坐标系。
特点：对于车辆、舰船，特别是飞机这样的载体，其往往是群体运动中的一员，特别在飞机协同作战的过程中，需要知道自己的运动速度以及其他成员与自己的相对位置关系，载体坐标系适用于此类应用。
一.空间坐标系一.空间坐标系坐标系转换航行体的导航参量是与特定的空间坐标系相关联的，坐标系不同则导航参量将会发生变化例：利用卫星导航定位的飞机编队成员之间需要知道彼此的相对位置关系，此时就需要将其它飞机在地心地固坐标系中的位置坐标，转化为某编队成员所在的地平坐标系中的相对位置坐标。
卫星的定轨通常是在地心地固坐标系中进行测量定位的，但是为了研究卫星的运行轨道以及对轨道进行预测等需要，往往将卫星在地心地固坐标系的位置转化为天球坐标系中的位置坐标。
一.空间坐标系坐标系转换空间三维坐标的旋转通常可以分解为多次平面坐标的旋转。
如地心地固坐标系转换为天球坐标系需要绕地球极轴旋转由地球自转引入的角度；地平坐标系绕X轴顺时针旋转纬度角，然后绕Y轴旋转经度角，就可以转换到地心地固坐标系；载体坐标系绕航行体纵轴旋转横滚角，然后绕飞机横向旋转俯仰角，最后绕航行体垂向旋转航向角，就可以转换到当地地平坐标系。
一.空间坐标系二.无线电测量原理无线电测量原理无线电导航通过测量电磁波在空间传播时的电信号参量（如幅度、频率及相位等）进行导航定位，它是一个时间和空间的联合概念。
在无线电导航的设计中，往往构建一定的机制使得实际中测量的无线电参量与角度、距离等导航几何参量建立对应关系；然后利用几何参量与待求导航参数之间的数学关系，通过解方程或者其他等效方法求得所需的导航参数。
二.无线电测量原理二.无线电测量原理角测量原理振幅法：基本出发点是利用天线的方向性图实现振辐与角度的对应关系两种实现体制。
一种是导航台站用方向性天线发射信号，用户利用无方向性天线接收，定义为站台主动式；另一种是导航台站用无方向性天线发射信号，用户端利用方向性天线接收，定义为用户主动式。
相位法：无线电波传播时，相位与角度之间没有直接的对应关系，但可以通过采取某些措施使它们建立起对应关系，比如旋转方向性天线、绕圆周旋转无方向性天线，以及采用基线测量法等。
二.无线电测量原理距离测量原理无论是对距离（即矢径长度），还是距离差、距离和的测量，都是利用电磁波在均匀介质空间中传播的直线性和等速性为条件的，主要有相位、频率和脉冲（时间）三种测量距离的方法。
二.无线电测量原理相位法相位测距是通过测量电磁波在运载体和导航台之间信号相位的变化来确定距离的。
相位差和距离差之间的关系：二.无线电测量原理频率法频率测距是利用发射信号与反射信号的差频来进行测量的。
二.无线电测量原理脉冲法脉冲法测距，实质上是用尖锐的脉冲对时间轴进行标定，然后通过脉冲间隔读取时间，进而测量距离。
脉冲测距通常有有源和无源两种方式。
有源测距:信号在用户和导航台站之间经历了往、返两个传播过程（这时用户需要发射信号），通过测量信号在空间的往返传播时间计算出用户和导航台站之间的距离。
其测距示意图如下：二.无线电测量原理三.无线电导航定位原理无线电导航定位是通过无线电信号参量所测量到的几何、物理参量来确定用户的方位、距离、位置、姿态等。
用户的位置参量则需要较复杂的导航解算，主要有两种方法：通过测量的几何参量与几何位置之间的数学关系进行定位，通常称为位置线法；通过测量的物理参量（如速度、加速度等）与几何位置之间的运动学关系确定位置，一般称为推航定位法。
三.无线电导航定位原理位置面与位置线定位无线电导航中测得的电参数所对应的几何参量往往为一个固定的数值，对应于标量场中的某一个等位面，称为位置面，如角位置面、距离位置面和距离差位置面等。
两个位置面的交线称为位置线，位置线与另一条位置线或与另外的位置面相交就得到用户的位置。
特别需要指出的是，在地球表面的运载体，在没有高度测量设备的情况下，可以将地球表面作为它的一个位置面，因此只需要测量两个几何参量（或两个位置面），就可以进行较为粗略的平面二维定位。
三.无线电导航定位原理角位置面角参量都是相对一定的基准而言的，若基准方向为直线，则角位置面为圆锥面若基准方向为某一平面，则角位置面为平面三.无线电导航定位原理距离位置面测量的是物理距离，则位置面为球面，其代数方程为：若测量的是距离差，则位置面为双曲面，其代数方程为：三.无线电导航定位原理定位解算利用几何参量获得导航参数的方法主要有闭合形式解、迭代及最小二乘解、最优估值解，下面介绍最常用的是迭代及最小二乘解法。
设导航参数为与导航参数相关的测量几何参量为通常导航参数和几何参量之间的数学映射关系比较复杂，很难直接求得其闭合形式解，通常采用迭代逼近的形式求解。
三.无线电导航定位原理定位解算先设导航参数的概约值（初值）为则几何参量在该估值点展开为定义其中：三.无线电导航定位原理最小二乘解法若为非奇异方阵，则可以求得：通常其也是未知导航参量的函数，因此上述得到的导航参量误差未必能真正将初值一次性修正到真值。
将修正后的导航参量值作为新初值继续进行迭代，一直到或小到满足要求为止。
在实际工程中经常见到为非方阵的情况（n m），此时不存在唯一解，但按照最小二乘方法将能够得到最小范数解：三.无线电导航定位原理推航定位推航定位是许多自备式导航系统和设备的主要定位方式，其基本原理是运动学方程的积分关系，它的主要步骤为：给定用户或载体出发时刻的位置坐标；测定用户在运动过程中的速度参量（通常在用户的载体坐标系中）；利用航姿系统所测量的姿态信息（横滚角r、俯仰角p、航向角y），将测量的载体坐标系中的速度分量转换到地平坐标系。
经积分运算，求速度与时间乘积的累加和，即运动的距离，通过计算得到用户的位置坐标。
四.无线电导航系统的工作区导航系统的工作区，是指导航系统能够向载体提供既定质量要求如精度、完好性、连续性、可用性等的导航定位服务的空间区域。
一般情况下如无特殊说明，通常都是指狭义工作区，即由仅满足给定导航精度要求的区域形成的覆盖范围。
工作区的范围影响因素：几何配置工作频段辐射功率天线的方向性接收机性能大气噪声地理环境条件其他因素四.无线电导航系统的工作区无线电导航系统的导航精度不仅与距离有关，而且与载体和导航台站的相对几何位置有关，即相同距离上的用户定位精度可能存在较大差别，这是由其定位误差在空间的形状和走向决定的。
四.无线电导航系统的工作区误差椭球所有的导航定位功能都是通过测量直接或间接实现的由于各种噪声、干扰和不可预见因素的存在，测量总会存在误差通常认为测量误差是随机变量，一般很难通过理论或建模等方法对其进行精确描述。
在误差相对较小、影响因素较多的情况下，根据中心极限定理，可以将其近似作为正态分布的随机变量来处理，这与很多实际情况也符合较好。
当测量的无线电参量有测量误差时，所对应的位置面和位置线也要发生变动，从而导致最终的定位误差。
四.无线电导航系统的工作区误差椭球由上面的结果分析可以得到如下结论：定位误差在每个坐标轴向的误差分量也为零均值正态分布。
用户的测量定位误差随几何位置的变化而变化。
用户定位误差的三维概率密度函数，其形状为椭球四.无线电导航系统的工作区几何因子以卫星导航中的伪距定位为例，说明导航系统中与定位精度密切相关的几何因子的定义。
对于伪距定位而言，若要同时完成时、空的四维解算，需要同时测量四个独立的伪距方程。
四.无线电导航系统的工作区为研究及分析的方便，定义几何精度衰减因子（Geodetic Decline of Precision）为：还可以分别定义位置误差几何因子PDOP、水平位置误差几何因子HDOP、垂直位置误差几何因子VDOP和时钟误差几何因子TDOP为：四.无线电导航系统的工作区几何工作区系统的定位精度与几何位置有关，即在某些区域中，导航系统的精度下降可能已经不能满足正常导航的需要。