无线电导航原理和机载设备简介及使用
无线电导航系统1.
航海仪器
组合导航系统
（Ⅱ）
罗兰C导航系统 卫星导航系统
自动识别系统 航行数据记录仪
结 束
电子定位导航系统的产生与发展
• 电子定位与导航系统的出现，开创了精确航行的 新时代： • 最早出现的具有导航功能的电子系统是测向系统 （DF 20～30年代 ） 。 • 其次是雷达； （30～40年代 ） • 排在第三位的是双曲线导航系统； （40～70年代
概
述
船舶在航行中，要求航海人员尽一切 可能随时确定本船的船位所在。确定船位 的过程成为船舶定位。
一、船舶定位方法 • 航迹推算：推算方法是人类最早应用的航海方
法之一，可以说是伴随着船舶的出现即已开始。 – 航迹绘算：13世纪磁罗经在船上应用，使得推算方
法进了一步。使得推算更进一步的是1500－1600年间 计程仪的出现。从此开始推算方法逐步走向完善，精 度也越来越高。
双曲线系统－Loran，Omega） • 第四是卫星导航系统。 （70～90年代 ） • 第五是AIS和VDR （90～2000年代 ） 无线电导航发展方向：全天候、全球覆盖、高精度、实时、 多功能、自动化
天文定位的发展情况
• 天文定位也是人类最早使用的方法之一， 人类自从走出河道离开岸边航行起便开始 使用天体指航并大概估计位置，开始只是 能够确定南北方向（纬度）上的位置，而 东西方向（经度）上的位置只是到了18世 纪钟表的发现后才能测定。此后逐渐形成 了完整天文定位并应用了几百年。 • 现在，随着高精度定位系统的出现，天文 定位的位置已发生了根本性的变化。
三、无线电导航系统分类
近程：50～100海里 中程：300～600海里 作用距离 1500海里 b 远程： 全球 二维：直线(测角)、圆(测距)、双曲线(测距离差) 位置线形状 三维：平面(测角)、球面(测距)、双曲面(测距离合) 自备式：信号发射接收一体 雷达 设 置 它备式：导航台＋船台 陆基：导航台在地球上 导航台位置 空基：导航台在外层空间
如何使用无线电定位仪进行定位和导航
如何使用无线电定位仪进行定位和导航无线电定位仪是一种基于无线电通信原理的定位和导航工具，通过接收和解析无线电信号来确定用户的位置和导航方向。
本文将介绍如何使用无线电定位仪进行定位和导航。
1. 介绍无线电定位仪的原理无线电定位仪利用无线电信号的传播和接收特性来实现定位和导航。
它通过接收来自卫星或地面基站发射的无线电信号，并利用信号传播的时间差或信号强度等信息来计算用户的位置和导航方向。
2. 定位功能的使用方法使用无线电定位仪进行定位需要将设备接收到的信号传输到定位算法中进行处理。
首先，确保无线电定位仪的天线朝向开放，接收到的信号质量较好。
然后，启动定位仪设备并等待设备自动搜索卫星或地面基站的信号。
一旦信号被接收到并稳定下来，设备将会计算用户的位置，并显示在设备的屏幕上。
3. 导航功能的使用方法无线电定位仪的导航功能可以将用户的位置和目的地进行比对，并通过设备的屏幕或声音提示等方式指引用户前进方向。
在使用导航功能前，需要首先设置目的地。
可以通过设备的菜单或导航界面进行设置，输入目的地的地址或坐标信息。
确定目的地后，设备会根据当前位置和目的地自动生成导航路线，并提供具体的导航指引。
4. 常见问题及解决方法使用无线电定位仪进行定位和导航时，可能会遇到一些问题，如信号质量不稳定、导航路线错误等。
对于信号质量不稳定的问题，可以尝试调整设备的天线朝向，或切换到其他卫星或基站的信号。
对于导航路线错误的问题，可以检查目的地输入是否正确，或重新设置目的地。
此外，还可以参考设备使用手册或在线帮助文档，寻找解决问题的方法。
5. 无线电定位仪的发展趋势随着技术的不断进步，无线电定位仪也在不断发展。
未来，无线电定位仪有望具备更加精确和稳定的定位能力，以满足用户对精准定位的需求。
同时，无线电定位仪可能会与其他设备进行融合，如智能手机、车载导航系统等，提供更加方便和全面的导航服务。
总结：无线电定位仪是一种利用无线电信号进行定位和导航的工具。
机载电子设备-第八章_无线电导航设备与系统3
3.1 自动测向器(ADF)（3）
ADF指示的角度是飞机纵轴方向到地面导 航台的相对方位。因此，若要得到飞机相 对于导航台的方位，还必须获知飞机的航 向，这需要与磁罗盘或其他航向测量设备 相结合。 飞机上通常把磁罗盘和ADF的指示部分结 合在一起，构成无线电磁指示器（RMI, Radio Magnetic Indicator）。
利用两个地面导航台为飞机定位
判断飞机飞越导航台的时间
3.1 自动测向器(ADF)（5）
判断飞机飞越导航台的时间：当飞机飞向 导航台时，根据相对方位角的变化来判断 飞越导航台的时间。如方位指示由0 °转向 180 °的瞬间即为飞越导航台的时间； 利用方位指示保持沿预定航路飞行，即向/ 背台飞行； 由于工作于中长波段，可接收民用广播信 号，并可用于定向。
3.1 自动测向器(ADF)（7）
机载设备
自动测向接收机：一般为超外差式设计； 控制盒：用于控制各种工作状态的转换、 频率选择和远、近台的转换等，并可进行 调谐； 方位指示器 天线
3.1 自动测向器(ADF)（8）
机载天线
采用两个(正交)环形天线和一个垂直天线， 一个环形天线的环面与飞机纵轴垂直，当 飞机对准导航台时接收信号最小，另一个 环形天线的环面与飞机横轴垂直，当飞机 对准导航台时接收信号最大，即接收信号 的强弱随飞机的纵轴移动而变化，而接收 信号的相位在最小值时转换。这一信号再 与垂直天线(用于辨向)接收信号叠加即可 确定方位。
相对 方位 观测线
飞机到地面导航台的相对方位
3.1 自动测向器(ADF)（2）
系统的工作频率在150kHz～1800kHz范围 内，属中长波波段，因此主要依靠地波或 直达波传播。 地波的传播距离可以达到几百公里，但易 受到天波的污染，特别在夜间。只有当飞 机离地面导航台站较近时，方位读数才比 较可靠，测向精度可达2°左右。
无线电导航的原理与应用
无线电导航的原理与应用一、导言无线电导航是一种利用无线电信号进行定位和导航的技术。
它广泛应用于航空、航海、车载导航和无人机系统等领域。
了解无线电导航的原理与应用对于理解现代导航系统的工作方式至关重要。
本文将深入介绍无线电导航的原理和其在不同领域的应用。
二、无线电导航原理无线电导航是基于无线电波传播的定位和导航技术。
其原理基于以下几个关键要素：1. 信号发射器无线电导航的系统中，会有一个或多个信号发射器，常用的是卫星导航系统中的卫星。
信号发射器会发送特定频率的无线电波信号。
2. 接收器接收器负责接收信号发射器发出的无线电波信号，并将其转化为导航系统能够识别和处理的信息。
3. 测距原理无线电导航中常用的测距原理包括时间测距、多普勒效应和信号强度测距等。
这些原理可以通过接收到的信号特征来确定位置和距离。
4. 三角定位法利用多个信号发射器和接收器，可以采用三角定位法来确定准确的位置。
通过测量不同信号到达接收器的时间差和距离，可以计算出接收器的位置。
三、无线电导航的应用1. 航空导航航空领域是无线电导航最常见的应用之一。
航空导航系统利用全球定位系统（GPS）等技术，能够实时、准确地定位飞机的位置。
无线电导航在航空领域中的应用使得飞行变得更加安全和高效。
2. 航海导航航海导航依赖于无线电导航系统来确定船只的位置和航向。
借助GPS和其他卫星导航系统，船只可以在海上定位和导航，避免撞船和迷航等危险情况。
3. 车载导航车载导航系统利用无线电导航原理来为驾驶员提供路线指引和实时导航。
通过全球定位系统和地图数据，驾驶员可以更好地规划行驶路线并避开交通拥堵。
4. 无人机导航无人机的导航是依赖于无线电导航技术实现的。
无人机可以利用GPS等定位系统精确导航，实现自主飞行和遥控飞行。
5. 军事应用无线电导航在军事领域也有广泛的应用。
军事导航系统能够为士兵和战机提供准确的定位和导航信息，提升军事行动的效率。
结论无线电导航作为一种基于无线电信号的定位和导航技术，广泛应用于航空、航海、车载导航和无人机等领域。
无线电导航设备与系统
无线电导航设备与系统概述无线电导航是借助于载体上的电子设备接收和处理无线电波在空间传播时的无线电信号参量（如幅度、频率及相位等）获得载体相对导航台的导航参量（如方位、距离、速度等），从而获取载体的实时位置信息，以保障载体安全、准确、及时地到达目的地的一种导航手段。
无线电导航具有不受时间、天气的限制；精度高；定位时间短；设备简单、可靠等优点。
无线电导航的主要缺点在于它必须辐射和接收无线电波因而易被发现和干扰，且绝大多数无线电导航设备需要载体外的导航台支持工作，一旦导航台失效，将使与之相应的无线电导航设备在此期间无法使用。
航空导航系统所必备●确定所产生的信号特性的方法；●带有天线的发射机，用来产生和发射无线电波；●飞机接收设备和天线，用来截获信号并对接收到的信号进行选择和译码；●为驾驶员提供的适当的视觉显示装置，用来对接收到的信号进行适当的评价。
导航参量●用于描述载体的航行状态●载体航行状态指的是载体作为一个刚体在空间运动时所表现的物理状态，通常与一定的参照系（如载体坐标系、当地地理坐标系等）相联系，它们可以从不同的角度来进行描述，如方位、距离、位置、速度、姿态等，而狭义的航行状态通常仅仅局限于速度和姿态的描述。
●方位：以经线北端为基准，顺时针测量到水平面上某方向线的角度。
●相对方位：以飞机纵轴的前端与观测线在水平面上的夹角来表示目标的方向。
方位相对方位基本原理在二维或三维空间中，若导航台的位置已知，相对于该位置的某一导航参量相同的点的轨迹应为一条曲线或一个曲面，该曲线或曲面称为位置线或位置面；单值确定载体的位置，至少需要测定两条位置线（在二维空间内）或三个位置面（在三维空间内），根据相交定位法实现定位。
位置线(a)圆位置线;(b)直线位置线;(c) 等高线;(d)双曲线位置线相交定位 位置线定位原理☐ 如果通过无线电方式测量到了三个独立的几何参量，则可以得到，三个独立的位置面方程：⎪⎩⎪⎨⎧===),,(),,(),,(332111z y x f u z y x f u z y x f u☐ 因而可以得到载体在空间中的三维位置。
地基无线电导航基本原理及系统简介.ppt
（4）地基无线电空中测距定位原理
P
ρ1
ρ3
ρ
ρ4
2
测量4个地面站至 载体的无线电信号传
播时间延迟，将时间
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
求解载体坐标及钟差。
28
伪距观测方程为
i X p Xi c t
其中
i ：伪距观测值；
X p ：载体位置矢量，未知； X i ：地面站位置矢量，已知，i=1、2、3和4； c ：光速；
飞机
对于无源测距而言，
t
d c t
但存在时间同步问题，
用于罗兰－C系统。
对于有源测距而言，
d c t 2
但存在电磁暴露问题，用于测距器系统。
20
P'
导 航 台
A dA
导
航
台
dB
B
P
测距定位原理
d A X p X A dB X p X B
测距水平位置线是以导航台为中心、导航台与载体间 距离为半径的圆。用户分别测得载体相对导航台 A 和 B 的距离，确定两条位置线，其交点为载体的位置。
M B
Xp XM Xp XB
A
23
测距差定位原理
依靠布设于海岸上的一系列导航台，周期性地同步发射脉
冲或载波信号。船载接收机接收到来自主台和副台 A 的信号后，
测量脉冲（包络）信号达到的时间差（相位差），然后计算得 到船至两台的距离差。于是，可以确定一条以2个台为焦点的 双曲线（位置线）。测量主台与副台B的脉冲信号，可以确定
26
脉冲-相位测距差法
d AM
=c
2N AM
AM
其中 AM 为载体所测主台M、副台A的脉冲包络信号的相
导航工程技术专业学习教程无线电导航原理与技术
导航工程技术专业学习教程无线电导航原理与技术导航工程技术专业学习教程：无线电导航原理与技术无线电导航是现代导航系统中的重要组成部分，它利用无线电信号来确定目标位置和导航航行的技术。
本文将介绍无线电导航的原理及相关技术。
一、无线电导航原理无线电导航的原理基于无线电信号的传播和接收。
导航系统通过测量无线电信号的时间、频率和幅度等参数，来判断接收器与发射器之间的距离和方向，从而实现目标的定位和导航。
1. 无线电信号传播无线电信号在空间中传播时会受到衰减和干扰。
衰减是指信号在传播过程中损失能量，其程度与距离和介质特性有关。
干扰是指其他无线电信号或物体对信号传播造成的影响。
了解信号传播的特性对于设计和优化导航系统至关重要。
2. 接收信号处理导航系统的接收器通过接收信号并进行处理来获取目标的位置和导航信息。
接收信号处理的关键是信号的解调和解调。
解调是指恢复信号的调制特性，包括频率、幅度和相位等。
解调则是指从解调信号中提取目标信息，例如距离、速度和方向等。
二、无线电导航技术无线电导航技术应用广泛，包括卫星导航系统、无线电信标和无线电方位器等。
1. 卫星导航系统卫星导航系统是利用卫星发射无线电信号，通过接收卫星信号来确定目标位置和导航。
全球定位系统（GPS）是最常用的卫星导航系统之一，它由多颗卫星组成，可提供全球覆盖的导航服务。
其他卫星导航系统还包括伽利略导航系统和北斗导航系统等。
2. 无线电信标无线电信标是一种用于导航的无线电设备，它发射特定的无线电信号，标记着特定的位置。
航空器和船舶等可以通过接收和识别无线电信标的信号，来确定自身的位置和导航航行。
无线电信标的种类有很多，例如雷达信标、无线电信号灯和无线电浮标等。
3. 无线电方位器无线电方位器是一种利用无线电信号进行方位测量的设备，常用于航空和海洋导航中。
通过测量接收到的信号到达时间差异和信号强度，无线电方位器可以确定目标相对于其位置的角度和方向。
无线电方位器的应用包括无线电导航台和无线电方位查找器等。
民航常用无线电导航设备
3．地面设备的基本工作原理 3.1．航向信标和下滑信标的主要组成部分 航向信标和下滑信标主要由设备机柜、电源、天线信号分配箱、天线阵等组成，如图 1—3、 1—4、1—5 所示。
图 1—3 挪威 NM7000 型机柜及电源示意图
图 1—4 航向信标 12 单元天线阵示意图
3
图 1—5
M 型下滑信标天线阵
覆盖区边缘——C 点 覆盖区边缘——A 点 A 点—————B 点 B 点——基准数据点
均从 0.035 线性降到 0.023 0.023
6
0.023
图 1—11
下滑道结构示意图
(4) 下滑道宽度 下滑信标的接收机同样也校准到下滑道宽度边缘为 150μA，其等于 0.175ddm；在宽度边缘 内的区域，称为下滑道扇区，宽度为 1.4°。 (5) 覆盖范围：天线前方左右各 8°，上至 1.75θ、下至 0.45θ，距离至少为 10NM，如图 1—12 所示。
图 1—13
指点信标设备机柜示意图
7
图 1—14
机房和天线示意图
图 1—15 4．机载设备及基本工作原理
覆盖范围示意图
机载设备包括接收天线、接收机、控制器及指示器等，如图 1—16 所示。
8
图 1—16
机载设备示意图
4.1．航向和下滑信标的基本工作原理 图 1—17 为 ILS 系统的典型示意图，对于航向和下滑信标来说，从一架正在着陆的飞机上 看，在航道线左边和下滑道上面，90Hz 调制占优势；在航道线右边和下滑道下面，150Hz 调制 占优势；在航道线和下滑道上，两个调制信号的幅度相等。把这些信号作用到机载指示器上， 就能给飞行员提供正确的引导信息。
1．地面设备的组成 ① 航向信标：航向信标的主要作用是给进近和着陆的飞机提供对准跑道中心延长线航向道 (方位)信息。 工作在 VHF 频段，频率范围为 108.1~111.975MHz ，每个频道之间的间隔为 0.05MHz ；并 优先使用以 MHz 为单位的小数点后一位为奇数的那些频率点，例如 109.7、110.3 等；小数点后 一位为偶数的那些频率点则分配给了全向信标。因此，航向信标只有 40 个频道可使用。 ② 下滑信标：下滑信标的主要作用是给进近和着陆的飞机提供与地面成一定角度的下滑道 (仰角)信息。 工作在 UHF 频段，频率范围为 328.6~335.4MHz ，每个频道之间的间隔为 0.15MHz，其工 作频道与航向信标的工作频道配对使用，因此也只有 40 个频道可供使用。 ③ 指点信标：用于给进近和着陆的飞机提供距跑道入口固定点的距离信息。工作在 VHF 频段，固定频率为 75MHz。 ④ 测距仪：用测距仪代替指点信标时，能给进近和着陆的飞机提供至测距仪台或着陆点或 跑道入口的连续距离。工作在 L 波段，频率范围为 962~1215MHz。与 ILS 合用时，其工作频率 与航向信标配对使用。 各台的典型位置如图 1—1 所示。
简述无线电定位的原理及应用范围
简述无线电定位的原理及应用范围1. 无线电定位的原理无线电定位是一种通过利用无线电波的传播和接收特性，确定物体位置的技术。
它基于无线电信号的传播时间、信号强度、频率等参数的变化，利用数学算法和信号处理来计算物体或者信号源的位置。
1.1 无线电定位的基本原理无线电定位的基本原理是利用无线电信号在空间中的传播时间差和信号到达的角度差来计算物体的位置。
主要包括以下几个步骤：•发射信号：通过无线电发射设备，发送特定频率和功率的无线电信号。
•接收信号：通过接收设备，接收到发射设备发送的无线电信号。
•信号处理：通过计算信号的到达时间差和角度差，利用三角定位法或者其它数学算法计算出物体的位置。
1.2 无线电定位的技术方法无线电定位可以通过多种技术方法实现，主要包括以下几种：•时间差测量（Time Difference of Arrival，TDOA）：利用接收设备同时接收多个信号源发射的信号，通过测量信号到达时间的差异计算物体的位置。
•相位差测量（Phase Difference of Arrival，PDOA）：利用接收设备测量不同信号源发射的信号的相位差，计算物体位置。
•信号强度测量（Received Signal Strength Indicator，RSSI）：通过测量不同位置接收到的信号强度，计算物体位置。
•角度测量（Angle of Arrival，AOA）：利用接收设备测量接收到信号的方向，计算物体位置。
2. 无线电定位的应用范围无线电定位技术在许多领域中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用范围：2.1 跟踪定位无线电定位技术可以用于物体的跟踪定位，如车辆定位、人员追踪、宠物定位等。
通过在这些物体上搭载无线电设备，可以实时获取物体的位置信息，以实现精确的跟踪和定位。
2.2 安全监控无线电定位技术在安全监控领域有广泛的应用。
例如，利用无线电定位技术可以实时监测建筑物内的人员位置，以及火灾等紧急事件的发生。
船用无线电导航系统
（3）优缺点
无线电导航: 优点：不受时间、天气限制，精度高， 作用距离远方,定位时间短，设备简单可靠； 缺点：必须辐射和接收无线电波而易 被发现和干扰，需要载体外的导航台支持， 一旦导航台失效，与之对应的导航设备无 法使用；同时，易发生故障。
（4）分类
无线电导航根据运载工具的不同有不同的分类: 船舶无线电导航和飞行器导航。 船舶无线电导航，又称无线电航海，是利用 无线电波测定船位和引导船舶沿预定航线航行的 技术。 飞行器导航指利用无线电引导飞行器沿规定 航线安全达到目的地的技术。利用无线电波，可 以测定飞行器的方位、距离、速度等参数，计算 出与规定航线的偏差，再由驾驶员或自动驾驶仪 进行操作消除偏差。
2、排除罗盆气泡 1） 气泡产生的原因： a. 因胶皮垫圈老化导致罗盆密封处漏水； b. 浮室漏水。 2） 罗盆内有气泡，会影响观测航向和方位， 应及时予以排除。 3） 消除气泡方法： a. 先鉴别罗盆内是何种液体； b. 配制相同的液体； c. 注液孔朝上，用注射器注入液体，直 至气泡完全消除为止。
•
•
罗盘（compass card） 罗盘是指示方向的灵敏部件. 罗盘组成：刻度盘，浮室，磁钢和轴帽 1) 刻度盘由铜片,环氧玻璃布等非磁性材制作,上面刻有0－ 360度刻度和方向点。 2) 浮室：为水密空气室以增加罗盘浮力减小轴针与轴帽之 间的摩擦力。 3) 轴帽：轴帽中心处嵌有宝石，轴针尖端由铱金等硬金属 制成，以减小与轴帽间的摩擦力。 4) 磁钢：磁钢轴线与刻度盘0－180度对称平行罗盘磁钢有 条形磁棒和环形磁钢两种类型。
2.罗经柜 (binnacle stand)
罗经柜由非磁性材料制作，用于放置罗盆 和自差校正器。
③磁罗经的安装
1.磁罗经安装位置应满足的条件: 1) 罗经应安装在船首尾面内，否则因船铁不 对称，易使罗经产生较大的剩余自差； 2) 船舶上特别是顶甲板上的钢铁器件应尽量 远离罗经，至少大于1米以上； 3) 罗经周围应是开敞的，以便于观测方位。
无线电导航原理
无线电导航原理无线电导航呢，就像是有一群超级小的小精灵在空中飞舞着给你指路。
这些小精灵其实就是无线电波啦。
你知道吗，无线电波这东西可神奇了，它能在空气中到处跑，就像调皮的小娃娃在大街小巷乱窜。
我们先来说说最基本的一种无线电导航设备——无方向信标（NDB）。
这个NDB就像是一个超级大喇叭，一直在喊：“我在这儿呢，我在这儿呢！”它不停地向四周发射无线电波。
那飞机或者轮船上面的接收设备呢，就像一个超级灵敏的小耳朵，听到这个声音之后，就能知道这个“大喇叭”在哪个方向啦。
比如说，你在一片大雾的森林里迷路了，突然听到有个人在一个方向大喊，你是不是就大概能知道往哪边走啦？这NDB就是这么个道理。
然后呀，还有甚高频全向信标（VOR）。
这个VOR就更高级一点啦，它就像是一个会发光的灯塔，不过这个光不是我们肉眼能看到的光，而是无线电波组成的“光”。
它发射出的电波就像一圈一圈的光环一样，每个光环都代表着不同的方向。
飞机或者船上的设备接收到这些电波之后，就能精确地知道自己相对于这个VOR台的方向啦。
这就好比你在一个大圆盘中间，圆盘上有很多彩色的线条，你只要看自己站在哪个线条的方向上，就知道自己该往哪走了。
再来说说测距仪（DME）。
这东西就像是一把超级精确的尺子。
它是怎么量距离的呢？它也是通过无线电波来工作的。
飞机或者船向DME台发射一个信号，然后这个台再回一个信号，就像两个人互相扔球一样。
通过计算这个信号来回的时间，就能算出两者之间的距离啦。
你想啊，你大喊一声，然后听到回声，如果你知道声音传播的速度，是不是就能算出你和那个反射声音的东西之间的距离呢？这DME就是这么聪明。
全球定位系统（GPS）那可就是无线电导航里的超级明星啦。
GPS就像天上有好多好多小眼睛在看着你。
这些小眼睛就是卫星啦。
卫星不停地向地球发射无线电信号，然后你的GPS接收设备就接收这些信号。
通过接收好多颗卫星的信号，就能算出自己在地球上的位置，精确到很小很小的范围呢。
无线电导航原理和机载设备简介及使用
★无线电导航原理和机载设备简介★导航概述早期的飞行器在空中飞行仅依靠地标导航--飞行中盯着公路、铁路、河流等线状地标；山峰、灯塔、公路交汇点等点状地标；湖泊、城镇等面状地标。
后来，空勤人员利用航空地图、磁罗盘、计算尺、时钟等工具和他们的天文、地理、数学知识，根据风速、风向计算航线角，结合地标修正航线偏差，这种工作叫做“空中领航”。
这种方法虽然“原始”，但航空先驱林伯当年就是依靠这些东西驾驶一架活塞式单发动机飞机“圣路易斯精神号”独自由美国西海岸起程，直接飞越大西洋到达巴黎的，他飞越茫茫大西洋时还通过观察海上的洋流、夜空中的星座来辨别方向、确定位置。
空中领航学是飞行员的一门必修课，其核心是用矢量合成原理修正风对飞行航迹的影响。
随着无线电技术的发展，各式各样的电子设备为飞行器提供精确的导航信息：有用于洲际导航的奥米加导航系统（OMEGA）、适用于广阔海面的罗兰系统（LORAN-A，LORAN-C）、用于近距导航的甚高频全向无线电信标导航系统（VORTAC），另外还有一些专为军事用途开发的导航信标和雷达系统。
现在，利用同步卫星工作的全球定位系统（GPS）已开始广泛使用。
但 VORTAC 仍是近距导航的主流，绝大多数现代军民用飞机，包括民航客机、小型通用飞机都配备有VOR接收机（VOR，very high frequency ommi-directional range）。
VORTAC是VOR/DME和TACAN的统称。
VOR/DME是民用系统，TACAN是为适应舰载、移动台站而开发的军用战术空中导航系统（即塔康导航系统）。
两者的工作原理和技术规范都不同，但使用上它们是完全一样的。
事实上，有的VOR/DME和TACAN发射台站是建在一起、使用同一个频率的，对空勤人员来说，只是一个VOR信标。
VOR信标是世界上最多、最主要的无线电导航点。
许许多多的VOR台站相隔一定距离成网络状散点分布，当飞机上的接收机收到VOR信标的信号，飞行人员就可通过专用仪表判断飞机与该发射台站的相对位置，如果台站信号是带测距的（DME，distance measuring equitment），还可知道飞机与台站的距离，从而确定飞机当前的位置，并知道应以多少度的航线角飞抵目的地。
《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。
如何利用无线电导航进行测绘
如何利用无线电导航进行测绘无线电导航是一种利用电波传输和接收信号来确定位置和测量地理数据的技术。
它广泛应用于测绘领域，提供精确的地理信息和地图制作。
本文将探讨如何利用无线电导航进行测绘，并介绍其中的原理、设备和应用场景。
一、无线电导航的基本原理无线电导航主要依靠卫星信号和接收设备来实现。
全球定位系统（GPS）是最常用的无线电导航技术之一。
GPS系统由一组地球轨道卫星和地面接收设备组成。
卫星发射精确的信号，并传输到地面接收器。
接收器通过计算信号到达的时间差来确定位置。
这种技术不仅可以确定位置，还可以提供高度、速度和方向等信息。
二、无线电导航设备无线电导航设备由接收器和天线组成。
接收器可以是手持设备、车载设备或者是安装在航空器中的设备。
天线用于接收卫星信号，并将其传输到接收器。
接收器通过解码信号以获取位置信息。
现代的无线电导航设备不仅支持GPS系统，还可以与其他导航系统（如GLONASS、Galileo等）兼容，提高定位的准确性和可用性。
三、测绘应用无线电导航在测绘领域具有广泛的应用。
首先，无线电导航可以用于地图制作。
通过在地面上安装接收设备，调查员可以收集卫星信号并精确测量地理坐标。
这些测量数据用于地图制作，提供准确的地理信息。
其次，无线电导航可以用于测量地形和地物高度。
接收设备可以通过接收卫星信号来计算高度差，从而提供地物和地形的高度信息。
这对于城市规划、土地开发和环境管理等领域至关重要。
此外，无线电导航还可以用于测量海洋和大洋的深度和水位，为海洋测绘和航海提供关键数据。
四、无线电导航的发展趋势随着科技的进步，无线电导航技术正不断发展和完善。
一方面，无线电导航系统将不断增加卫星数量和覆盖范围，提供更好的定位准确性和可用性。
另一方面，无线电导航设备将进一步小型化和智能化，使其更易于携带和使用。
此外，无线电导航还将与其他技术相结合，如惯性测量单元（IMU）和地理信息系统（GIS），提供更多的功能和应用。
ADF
第四章自动定向机·····一、系统概述二、系统组成三、机载设备组成及控制显示四、ＡＤＦ定向原理五、机载接收机举例一、系统概述···自动定向机（ADF）是一种具有广泛用途的无线电导航设备，1925年开始试验，1927年首次使用。
自动定向机（ADF）系统是一种导航辅助系统。
ADF接收机使用来自地面站的调幅（AM）信号来计算ADF地面站相对于飞机纵轴的方位。
ADF系统也接收标准调幅无线电广播。
自动定向机的功用：1.测量飞机到选择地面台的相对方位角（主要的），进行向台（TO）或背台（FROM）飞行，2.收听气象报告和中波广播。
二、系统组成➢地面发射台地面电台有两种：NDB（或称为归航台），190～550 kHz标准中波广播电台，550～1750 kHz➢机载设备一般包括定向接收机、控制盒、方位指示器、环形大线和垂直天线。
选用中长波的原因：ADF定向主要使用地面波（天波，由于电离层变化，不稳定），中长波地波衰减少。
NDB地面台·按用途分，地面导航台分为两种：1. 航线导航台：装在航路上某些检查点上，供飞机在航线上定向和定位用。
发射功率大：400W～1000W工作距离远：≮150Km2. 双归航台着陆系统：装在跑道中心延长线上，供飞机进近着陆用。
（因需两个导航台，故称双归航台）通常，与外指点信标台安装在一起的，叫远台，一般兼做航线导航台用，发射功率大；与中指点信标台安装在一起的，叫近台。
发射功率约100W，工作距离约50Km。
· NDB地面台发射信号的方向性图：全向发射，故叫无方向信标（NDB）电波极化方向：垂直极化波·台识别码发射：莫尔斯电码，由2～3个字母组成，发射速率20～30个字母/分；等幅报发射：键控等幅信号，莫尔斯电码点或划期间发射等幅载波。
调幅报发射：载波连续发射，莫尔斯电码点或划期间键控1020Hz调幅。
无线电导航
测角位置线是一根径向线，测距的位置线是一个圆
以极坐标显示位置，又叫“极坐标系统”
N r M
α O
只 需 一 个 导 航 台就可定位
S
3.1.3 双曲线导航系统
罗兰-C采用测距差原理进行导航定位
罗兰-C的特点
采用100kHz低频率，传播范围远；
利用脉冲和相位测量电波延迟时间，提高了测
DM —— P点到M点距离
tS ——收到S点发出脉冲信号时刻
tM ——收到M点发出脉冲信号时刻
（二）相位法
相位测距法是测量两个导航台发射的信号到达航行 体的相位差。
λ
DA
DB
A
B
A 2
DA
B 2
DB
A —— P点收到A导航台的相位
B —— P点Βιβλιοθήκη 到B导航台的相位DA —— P点到A导航台距离
TSi —卫星i时钟偏置（相对GPS时）
dGi —各种误差引起的时延（是时间t和距离r的函数）
罗兰－C测量的伪距为：
i (t ) Li(t ) u(t ) CTL (t ) TLi (t ) d Li (t, r)
Li’—罗兰－C导航台i发射机经地球曲率修正的位置矢量
u
罗兰－C测量的伪距为：
i (t ) Li(t ) u(t ) CTL (t ) TLi (t ) d Li (t, r)
量精度。
作 用 距 离 1 2 0 0 n
0.25n mile（460m）。
mile，定位精度
双曲线导航原理
距离差位置线：测定航行体到两个导航台的距离 之差，可得到距离差位置线； 用距离差位置线来确定航行体位置的方法，称作 测距差导航； 因为距离差位置线为双曲线，所以又称作双曲线 导航。
无线电导航原理与系统
无线电导航原理与系统无线电导航是一种通过使用无线电技术来确定位置和导航的方法。
它通过接收和处理从地面或者卫星发射的信号来确定接收器的位置和方向。
无线电导航系统的原理涉及到以下几个方面。
首先，无线电导航依赖于距离和方向的测量。
无线电导航系统通常使用三角测量原理来确定位置。
接收器同时接收到至少三个信号，并测量每一个信号到达接收器的时间差。
通过测量这些时间差，接收器可以计算出到每个信号源的距离。
而通过将这些距离和信号源的位置进行三角测量，接收器可以得出自身的位置。
其次，无线电导航还依赖于卫星。
全球定位系统（GPS）是无线电导航系统中应用最广泛的卫星导航系统之一。
GPS系统由多颗卫星组成，这些卫星都在地球轨道上运行。
接收器接收到这些卫星发射的信号，并使用这些信号来计算出自己的位置。
通过接收到多颗卫星的信号，接收器可以通过三角测量计算出自身的位置。
此外，无线电导航还涉及到信号处理和解调。
当接收器接收到从地面或卫星发射的信号时，它需要将这些信号进行处理和解调，以便得到有用的信息。
信号处理涉及到去除噪音、增强信号等操作，以保证接收到的信号的质量。
解调则是将信号转化为数字信息，从而可以进行位置和导航计算。
最后，无线电导航还依赖于地面设备。
除了卫星之外，无线电导航系统还依赖于地面设备，如基站和测量站。
这些设备用来发射信号，并与接收器进行通信。
地面设备的准确性和稳定性直接影响到无线电导航系统的精确度和可靠性。
综上所述，无线电导航系统的原理涉及到距离和方向的测量、卫星导航、信号处理和解调以及地面设备。
通过利用这些原理，无线电导航系统能够准确地确定位置和导航。
无线电导航在航空、航海、军事等领域有着广泛的应用，为人们的出行和导航提供了重要的帮助。
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★无线电导航原理和机载设备简介★导航概述早期的飞行器在空中飞行仅依靠地标导航--飞行中盯着公路、铁路、河流等线状地标；山峰、灯塔、公路交汇点等点状地标；湖泊、城镇等面状地标。
后来，空勤人员利用航空地图、磁罗盘、计算尺、时钟等工具和他们的天文、地理、数学知识，根据风速、风向计算航线角，结合地标修正航线偏差，这种工作叫做“空中领航”。
这种方法虽然“原始”，但航空先驱林伯当年就是依靠这些东西驾驶一架活塞式单发动机飞机“圣路易斯精神号”独自由美国西海岸起程，直接飞越大西洋到达巴黎的，他飞越茫茫大西洋时还通过观察海上的洋流、夜空中的星座来辨别方向、确定位置。
空中领航学是飞行员的一门必修课，其核心是用矢量合成原理修正风对飞行航迹的影响。
随着无线电技术的发展，各式各样的电子设备为飞行器提供精确的导航信息：有用于洲际导航的奥米加导航系统（OMEGA）、适用于广阔海面的罗兰系统（LORAN-A，LORAN-C）、用于近距导航的甚高频全向无线电信标导航系统（VORTAC），另外还有一些专为军事用途开发的导航信标和雷达系统。
现在，利用同步卫星工作的全球定位系统（GPS）已开始广泛使用。
但 VORTAC 仍是近距导航的主流，绝大多数现代军民用飞机，包括民航客机、小型通用飞机都配备有VOR接收机（VOR，very high frequency ommi-directional range）。
VORTAC是VOR/DME和TACAN的统称。
VOR/DME是民用系统，TACAN是为适应舰载、移动台站而开发的军用战术空中导航系统（即塔康导航系统）。
两者的工作原理和技术规范都不同，但使用上它们是完全一样的。
事实上，有的VOR/DME和TACAN发射台站是建在一起、使用同一个频率的，对空勤人员来说，只是一个VOR信标。
VOR信标是世界上最多、最主要的无线电导航点。
许许多多的VOR台站相隔一定距离成网络状散点分布，当飞机上的接收机收到VOR信标的信号，飞行人员就可通过专用仪表判断飞机与该发射台站的相对位置，如果台站信号是带测距的（DME，distance measuring equitment），还可知道飞机与台站的距离，从而确定飞机当前的位置，并知道应以多少度的航线角飞抵目的地。
VOR/DME/NDB基本原理VOR：very high frequency ommi-directional range，甚高频全向无线电信标VOR信号发射机和接收机的工作频率在108.0-117.95 MHz 之间。
VOR台站发射机发送的信号有两个：一个是相位固定的基准信号；另一个信号的相位是变化的，同时象灯塔的旋转探照灯一样向360度的每一个角度发射，而向各个角度发射的信号的相位都是不同的，它们与基准信号的相位差自然就互不相同。
向360度发射的信号（指向磁北极）与基准信号是同相的，而向180度发射的信号（指向磁南极）与基准信号相位差180度。
飞机上的VOR接收机根据所收到的两个信号的相位差就可判断飞机处于台站向哪一个角度发射的信号上。
也就是说，可以判断飞机在以台站发射机为圆心的哪一条“半径”上。
VOR台站发送的信号形成360条“半径”，辐射状向各个方向传送，每条“半径”就是一条航道，称为“Radial”。
假如：飞机位于平州VOR台站（该台站代号为POU）的正东南方，朝台站飞去，飞越台站时即改航向，往正西南方飞去。
用导航术语来说就是：飞机沿POU的 135 Radial（R-135），飞向（inbound）台站，即其磁航向为315度，到达POU后，沿R-225，飞离（outbound）台站，即其磁航向为225度。
注意：当飞机沿某条Radial飞离台站，其磁航向就是该条Radial号数；但当飞机沿某条Radial飞向台站，其磁航向就与该条Radial的号数差180。
由于VOR的无线电信号与电视广播、收音机的FM广播一样，是直线传播的，会被山峰等障碍物阻隔，所以即使距离很近，在地面也很少能接收到VOR信号，通常要飞高至离地2000-3000英尺才收到信号，飞得越高，接收的距离就越远。
在18000英尺（5486米）以下，VOR最大接收距离约在40到130海里（1海里=1.852公里）之间，视障碍物等因素而定。
在18000ft以上，最大接收距离约为130海里。
DME：distance measuring equitment，测距装置前面提过，有的VOR台站是带有DME的，DME工作在UHF频段，但空勤人员不必理会它的频率，只要调好VOR的频率，接收到信号，过一会，距离数字就会计算出来显示在仪表板上。
简单工作原理是这样的：机载DME发射信号给地面台站上的DME，并接收地面DME应答回来的信号，测量发射信号与应签信号的时间差，取时间差的一半，就可计算出飞机与地面台站的直线距离。
但应注意，仪表板上显示的距离是飞机与地面台站的斜边距离，单位为海里。
由勾股定理可知，飞机在地面的投影与台站的距离应略小于这个斜边距离的。
同样道理，DME仪表板上显示的速度也是“斜”的，表示飞机与台站的“距离缩短率”，单位是节，它既不等于地速，也不等于表速。
根据DME显示的距离、速度，可大致估算飞机的地速和到达台站所需时间。
NDB：non-directional beacon，无方向性信标，或称“归航台”NDB是现今仍在使用中，最古老的电子导航设备，在一些没有仪表着陆系统的小机场附近，常建有廉价的NDB台站，用作导航、着陆指引。
其名称“无方向性”是指台站向各个方向发射的信号都是一样的，不象VOR那样互相有（相位）差别。
飞机上的NDB信号接收机叫做ADF(automatic direction finder，方位角指示器)。
ADF的仪表头只有一支指针，当接收到NDB信号，ADF的指针就指向NDB台站所在的方向。
如果飞机径直朝台站飞去，指针就指着前方，当飞机飞过台站并继续往前飞，指针会转过180度指向后方。
机载电子导航设备简介这里先明确一下：VOR和NDB都是地面的台站，分别发射VOR信号和NDB信号给飞机上的Nav1、Nav2和ADF接收机，在FS98里面，飞Cessna182S时按键 Shift-2 或用Mouse 点击仪表板下方的“航空电子设备总开关”就可见到这些接收机的控制面板（同时还见到机载DME、自动驾驶仪等设备的控制面板）。
Nav1、Nav2和ADF这三台接收机除有控制面板外，还各有一个圆形仪表头安装在飞机主仪表板的右侧，指示具体的导航信息。
与Nav1和Nav2接收机连接的仪表头都称为OBI，分别为OBI1和OBI2。
机载DME也连接一个长方形的数字表头，安装在这三个圆形表头上方。
一、航空电子设备控制面板COM1和Nav1面板COM1：甚高频无线通讯电台，频率范围118.0-136.975MHz。
Nav1：可接收VOR信号和完整的ILS信号，频率范围108.0-117.95MHz。
Nav2面板Nav2只用于接收VOR信号。
用Mouse点击数字以改变接收频率。
ADF面板接收NDB信号，频率范围200-400KHz机载DME面板左边数字为计算出的距离和速度。
右边R1/R2开关用来切换显示Nav1和Nav2的DME计算结果。
应答器面板(transponder)接收空中交通管制雷达的信号，并回应发射四位数字信号给空中交通管制雷达，让空管员在雷达上看到飞机的位置，甚至高度。
自动驾驶仪控制面板(autopilot)二、仪表头DME表头：从左到右显示距离、速度和到达所选VOR台站所需时间，下方还带有Nav1、Nav2的显示切换关。
OBI2：Omni-Bearing Indicator，与Nav2接收机连接的仪表，显示VOR信息。
OBS旋钮：Omni-Bearing Selector，使刻度盘转动以选定航线（Radial）CDI指针：Course Deviation Indicator，航线偏差指针，指示飞机当前位置在OBS所选的航线（Radial）上、偏向左边或偏向右边。
To/From/Off 标志：三角形向上表示To；三角形向下表示From；红白间条表示Off--未接收到OBS所选的Radial信号OBI1：Omni-Bearing Indicator，与Nav1接收机连接的仪表，除具OBI2的功能外，还显示仪表着陆系统（ILS）的进近航路的水平及垂直位置信息。
标志：To/From/Off标志移到下方。
增加GS标志，表示是否接收到ILS的下滑道（Glide Slope）信号。
红白间条表示接收不到信号，此时下滑道指针未被激活，不起作用。
下滑道指针：指示飞机当前高度与ILS下滑道规定高度的偏差。
ADF：Automatic Direction Finder，与NDB接收机连接的表头,称为“方位角指示器”。
接收到信号后指针直接指向台站所在方位。
旋钮和刻度盘是纯机械的辅助显示装置，与指针指向、信号接收无关。
旋钮和刻度盘的作用是：指示飞向台站应取的航向与当前飞机航向相差的度数。
左图所示，台站在飞机的左前方，角度偏差在20-25度之间。
总结：1、VOR是地面发射台站，Nav是机载接收机。
2、接收机Nav有控制面板，按Shift-2打开的就是控制面板，在上面可调节Nav的接收频率。
3、接收机Nav还有仪表头，叫OBI，它装在飞机的主仪表板右侧，显示具体的导航信息。
4、整个OBI（仪表头）由四部分组成：CDI指针、To/From/Off 标志、OBS旋钮、刻度盘。
5、Nav1所接的仪表头OBI1本身可指示VOR信息（与OBI2一样）。
6、为了指示仪表着陆系统的ILS信息，OBI1比OBI2多了一个GS标志和一支下滑道指针。
GS标志表示是否接收到信号，下滑道指针和CDI共两支指针，分别指ILS的水平、垂直方向的位置信息。
下一篇开始将具体讲述如何使用VOR/DME、NDB、ILS信号和机载电子设备进行导航和着陆。
但首先必须理解上面提到原理，熟记有关概念及其英文缩写。
★机载VOR设备使用详解★机。
Nav1作VOR使用时与Nav2是一样的。
下面以Nav2为例说明VOR的使用方法。
★VOR设备使用详解★按Shift-2打开电子设备控制面板，调好Nav2的频率接收信号。
在Nav接收到信号前(Flag为“OFF”)，旋转OBS旋钮（用mouse连续点击它）也会令刻度盘转动，但这时CDI指针是不会动的。
接收到信号后(Flag为“To”或“From”)，旋转OBS旋钮令刻度盘转动的同时，CDI 会根据OBS读数、飞机与地面台站的相对位置偏移。
一、测定方向方法有两种：（1）旋转OBS，直至Flag指示为“To”，即三角形向上，并且CDI指针位于中间，假设此时OBI刻度盘顶上读数为270，那么：飞机沿270度航向（向西飞）可飞至台站上空。