第八章复合无线电导航系统
8第八讲：通信和导航设备(下)
罗兰－C系统的主要技术指标
定位精度
460m 18~9ห้องสมุดไป่ตู้m 18~90m
相对定位精度
定位速率 10次/min ~20次/min 定位维数 二维 用户容量 无限 可用性 99％以上 有，但易解 决
重复定位精度
可靠性（三台组）99.7% 覆盖范围
海上最大 多值性 约2000km
仪表着陆系统（ILS）
ILS引导显示（ON PDF）
五.塔康（TACAN）
1.TACAN系统的由来 TACAN（战术空中导航）是由美国海军在1956 年研制的，是世界上第一个同时为飞机提供 方位和距离信息的系统。为实现舰空配合， 海军需要为航母舰载飞机提供相对于军舰的 方位和距离信息。 TACAN系统由台站和机载设备组成，工作在 960MHz~1215MHz的脉冲信号体制（同DME）。
六.罗兰－C（续）
用户设备（接收机）：接收来自发射台的导航信号。 传播媒介：指无线电导航信号由发射台到用户接收 机之间所经过的地球表面和大气条件，包括可能受 到的各种自然和人为干扰。使用罗兰－C系统必须要 考虑传播媒介的影响。 应用方法：发射台的几何体制、信号形式及接收机 的信号处理技术等。不同的应用方法会产生不同的 导航效果。例如，使用圆－圆定位体制就要求用户 接收机具有高质量的时间基准设备；使用天波定位 相比使用地波定位，应用工作区大，但定位精度降 低。
表 ：VOR系统误差分配表
地面台 机载设备 航向选择（CSE） 飞行技术 RSS 1.4°（2σ） 3.0°（2σ） 2.0°（2σ） 2.3°（2σ） 4.5°（95％）
四.测距器（DME）
1.DME的由来 DME是ICAO的标准导航系统，由地面台和机载设备组成，为飞机提供相对 于地面台的斜距。 1956年美国军方研制成功TACAN系统，1959年ICAO决定采用TACAN的测距 部分作为标准系统，这就是现今的DME系统。 DME分为DME/N（窄频带）（简称DME）和DME/P（精密）。 当DME/N地面台和VOR地面台装在一起时，形成ICAO的标准ρ－θ（距离 －方位）系统，用于航路和终端区域导航，DME/N还可以和ILS或MLS相配， 用于飞机精密进近； 新的趋向是将DME/N单独使用，利用多个DME/N地面台，形成ρ－ ρ（距 离－距离）区域导航系统。 DME/P只与MLS相配，用作飞机的精密进近，是在1978年MLS出现后才发 展的。
无线电导航系统01
无线电导航概论
2 按所测量的几何参量（或位置线的几何形状）划分
（1）测角无线电导航系统：位置线是与通过导航台的指 北线有一定角度的一族半射线（直线无线电导航系统）；
（2）测距无线电导航系统：位置线是以导航台为中心的 一族同心圆（圆周无线电导航系统）； （3）测距差无线电导航系统：位置线是运载体与两个地 面台成恒定距离差的一族双曲线（双曲线无线电导航系统）。
无线电导航概论
4 它备式无线电导航系统按无线电导航台（站）的安装地点 划分 （1）陆基无线电导航系统，导航台（站）安装在地面 （或海上/船舰上）；
（2）空基无线电导航系统，导航台（站）安装在飞机上；
（3）星基无线电导航系统，导航台（站）安装在人造地 球卫星上，也称卫星导航系统。
无线电导航概论
5 按有效作用距离划分 （1）近程导航系统：其有效作用距离在500km之内； （2）远程导航系统：有效作用距离大于500km。 6 按工作方式划分
根据以上导航系统测量到的几何参量对运载体进行定位， 常用的定位方式有极坐标定位方式、双曲线定位方式、圆（位 置线）定位方式、角度定位方式等。
无线电导航概论
3 按系统的组成情况划分
（1）自主式（自备式）无线电导航系统：仅包括运载体 上的无线电导航设备，可独立产生或得到导航信息；
（2）非自主式（它备式）无线电导航系统：包括运载体 上的无线电导航设备和运载体外的无线电导航台（站），两者 利用无线电波配合工作得到的导航信息。 其中装在运载体上的无线电导航设备根据运载体的不同， 可分别称作机载、船（舰）载或车载导航设备。
无线电导航概论
无线电导航的定义及任务
定义：
引导各种运载体（飞机或舰船）以及个人按既定航线航行的 过程称为导航。 ——保证运载体安全、准确地沿着选定路线准 时到达目的地的一种手段。 利用无线电技术对运载体航行的全部（或部分）过程实现导 航，就称为无线电导航。能够完成全部或部分无线电导航功能 （或任务）的技术装置组合，称为无线电导航系统或设备。 置于地面、船舰或已知运动轨迹的卫星上，为其他用户提供 导航定位功能的无线电导航系统或设备，称为无线电导航台 （站）。
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。
第3章 经典无线电导航系统(1-3)
刘磊
电子科技大学 航空航天学院
1
第三章 经典无线电导航系统
3.1 无线电罗盘(ADF) 3.2 甚高频全向信标系统（VOR） 3.3 无线电高度表 3.4 测距器(DME) 3.5 塔康系统（TACAN） 3.6 多普勒导航系统(Doppler) 3.7 罗兰-C系统
30
发展历程
1.
2.
3. 4.
5.
1936年由德国SEL公司研制成功； 1947年国际民航组织将其定为标准近 程导航设备； 1952年英国马尼克公司开始生产； 1958年美国开始使用； 1965年DVOR出现，并得到迅速发展；
14
3.1.3 基本工作原理
15
1、方向性图的转动
无线电罗盘在测向过程中，需要随时转动环 状天线的8字形方向性图，使其最小值(零值 点)对准被测的地面导航台。 为使方向性图能够旋转，一种方法是用电机 直接拖动环状天线转动，另一种方法是天线 固定不动，通过测角器实现方向性图转动。 前者已少用，目前多采用后者，现将其原理 加以介绍。
4
早在1912年，人们就开始研制世界上第一个无线电 导航系统 无线电信标台一般安装在机场附近，使飞机能够沿 精确的航线向信标台飞行，然后执行向跑道的非精 密进场。 在第一次世界大战期间，开始使用该系统引导船只 的出航与归航，后来很快发展到航空导航。 无线电罗盘有半自动和全自动之分，采用前者测向 时，必须人工旋转环状天线或搜索线，采用后者时， 无论是测向还是归航，都完全有罗盘本身自动完成。
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测角器中形成一个合成磁场,测角器的活动线圈(亦 称搜索线圈)，在合成磁场作用下所产生的感应电 势为：
船用无线电导航系统教学教材
法规与标准
阐述船用无线电导航系统 相关的法规与标准，强调 遵守相关规定的重要性。
案例分析与实践
结合实际案例，分析船用 无线电导航系统在航海中 的应用，提高实践应用能 力。
教学方法与手段
理论教学
采用讲授、演示、图解等 多种方式，帮助学生理解 船用无线电导航系统的理 论知识。
实验教学
模拟训练
通过实验操作，让学生亲 身体验船用无线电导航系 统的操作过程，加深理解。
企业合作
与企业合作，安排学 生参与实际项目，提 高实践应用能力。
技能考核
制定技能考核标准， 对学生的实践操作能 力进行考核，确保达 到教学要求。
THANKS
感谢观看
提高船舶航行的安全性和效率。
物联网技术将船用无线电导航系统与船舶其他设 03 备连接起来，实现信息共享和协同工作，提高船
舶运营效率。
未来船用无线电导航系统的展望
01 未来船用无线电导航系统将更加注重环保和节能， 采用新能源和绿色技术，降低船舶排放。
02 未来船用无线电导航系统将更加注重用户体验， 提供更为丰富和个性化的服务，如虚拟现实（VR） 导航、语音识别等。
定。
信号强度
信号强度决定了无线 电导航系统的覆盖范
围和定位精度。
系统容量
船用无线电导航系统 的系统容量决定了同 时服务的用户数量。
可靠性
船用无线电导航系统 的可靠性决定了其在 实际应用中的稳定性
和可靠性。
03
船用无线电导航系统应用
海上航行导航
航迹推算
利用船舶的航向、速度和 时间，通过航迹推算确定 船舶的预计位置和航向。
特点
船用无线电导航系统具有高精度、高可靠性和实时性的 特点，能够满足船舶在复杂水域和恶劣天气条件下的导 航需求。
无线电导航系统(第2版)-教学大纲、授课计划 吴德伟
《无线电导航系统（第2版）》教学大纲一、课程信息课程名称：无线电导航系统（第2版）课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分，4先修课程：无选用教材：《无线电导航系统（第2版）》，吴德伟主编，2023年，电子工业出版社教材。
适用专业：本课程可作为导航专业课程教学的课程，也可供其他相关专业学生和工程技术人员阅读参考，还可作为导航理论的培训课程。
课程负责人：二、课程简介无线电导航是在20世纪初发展起来的导航门类口第二次世界大战以后，尤其是进入21世纪后，由于军、民用航空导航的需求日益增多和电子技术的飞速发展，无线电导航成为各种导航手段中应用最广、发展最快的种7成为导航中的支柱门类。
本课程从系统的角度完整地介绍了军、民用现代无线电导航系统，内容包括导航的基本概念、相关知识，无线电导航系统的任务、构成、性能和发展；用于近程航空导航的中波导航系统、超短波定向系统、伏尔系统、地美仪系统、塔康系统、俄制近程导航系统，用于远程航空导航的罗兰-C系统、卫星导航系统和自主无线电导航系统：用于飞机着陆引导的米波仪表着陆系统、分米波仪表着陆系统、微波着陆系统和精密进场霄达系统。
三、课程教学要求求与相关教学要求的具体描述。
“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。
关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“U”或"1”。
”课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。
四、课程教学内容五、考核要求及成绩评定六、学生学习建议(-)学习方法建议1.依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。
2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。
3.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的智能终端产品应用相关实例，对己有技术持续进行更新。
4.通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队协作能力，学会如何与他人合作、沟通、协调等等。
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。
航空无线电导航系统
第一章绪论1.1.1导航与导航系统的基本概念1.导航导航的基本含义是引导运行体从一地到另一地安全航行的过程。
导航强调的是“身在何处，去向哪里”是对继续运动的指示。
导航之所以定义为一个过程，是因为它贯穿于运动体行动的始终，遍历各个阶段，直至确保运行达成目的。
应当说大部分运行体都是由人来操纵的，而对那些无人驾驶的的运行体来说，控制是由仪器或设备来完成的，这时的导航就成为了制导。
近年来人们将定位于导航并列提出。
事实上定位提供的位置参量是一个标量，只有将其与方向数据联合起来成为矢量，才能服务于运行体的航行。
因此定位与测角、测距一样是导航的技术之一，通过定位可以实现导航。
也可以说定位是静态用户要求的；但对动态用户而言要求的是导航。
2.导航系统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调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。
1.1.3 导航及无线电导航系统的分类导航是一门基于“声、光、电、磁、力”的综合性的应用科学，实现导航的技术手段很多，按其工作原理或主要应用技术可分为下述类别：（1）天文导航——利用观测自然天体（空中的星体）相对于运行体所在坐标系中的某些参量实现的导航称为天文导航。
（2）惯性导航——利用牛顿力学中的惯性原理及相应技术实现的导航称为惯性导航。
（3）无线电导航——利用无线电技术实现的导航称为无线电导航。
（4）地磁导航——利用地球磁场的特性和磁敏器件实现的导航称为地磁导航。
（5）红外线导航——利用红外线技术实现的导航称为红外线导航。
（6）激光导航——利用激光技术实现的导航称为激光导航。
（7）声纳导航——利用声波或超声波在水中的传播特性和水声技术实现的导航（用于对水下运行体的导航）称为声纳导航。
（8）地标或灯标导航——利用观测（借助光学仪器或目视）已知位置的地标或灯标实现的导航称为地标或灯标导航。
无线电导航系统概论
无线电导航系统概论——发展简史
10、其它导航系统 （1）前苏联及俄国建设情况 ①曾建立相应的双曲线定为系统，包括 BRAS
（ Б р а с ） 、 RS-10 （ р с -10 ） 、 MARS-75 、 Chayka (ЧАЙКА)、 α 系统。 BRAS ： 相 当 于 DECCA 系 统 ， 精 度 达 12m （ 双 距 ） 12～60m（双曲线），包括1主台2副台，使用1660～2115 kHz，有6个频率，初始定位时间8～10分钟，提供位置间 隔1分钟。 RS-10类似于BRAS，但有5～6个副台。
2012-3-9 37 - 15
无线电导航系统概论——发展简史
（2）欧洲卫星导航系统建设情况 ①Navsat卫星导航系统 欧洲空间局于1982年提出建议,想通过国际合 作，研制满足海、空导航、搜索、营救、进出港、 民航机着陆等要求的民用卫星导航系统－Navsat卫 星导航系统。 特点：卫星网计划24颗星，提供三维定位、三 维速度和时间，定位精度分为10米和100米。
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无线电导航系统概论——定位原理
它可利用天线灵 敏度最小(理论灵敏 度为零)来确定电波 传播方向； 也利用天线方向性图的最大值来确定来波方向。 (2) 相位法
2π 4π ∆φ = 2 rd = D AB cos θ λ λ
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无线电导航系统概论——定位原理
2012-3-9
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无线电导航系统概论——发展简史
地面系统： 主要由2个位于欧洲的Galileo控制中心（GCC） 和20个分布全球的Galileo传感器站（GSS）组 成，另外还有一个用于进行控制与卫星之间数 据交换的分布全球的5个S波段上行站和10个C波 段上行站。控制站与传感器站之间通过冗余通 信网络连接。
无线电导航系统讲义
无线电导航系统讲义-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1航空无线电导航系统第一章绪论导航与导航系统的基本概念 1.导航导航的基本含义是引导运行体从一地到另一地安全航行的过程。
导航强调的是“身在何处，去向哪里”是对继续运动的指示。
导航之所以定义为一个过程，是因为它贯穿于运动体行动的始终，遍历各个阶段，直至确保运行达成目的。
应当说大部分运行体都是由人来操纵的，而对那些无人驾驶的的运行体来说，控制是由仪器或设备来完成的，这时的导航就成为了制导。
近年来人们将定位于导航并列提出。
事实上定位提供的位置参量是一个标量，只有将其与方向数据联合起来成为矢量，才能服务于运行体的航行。
因此定位与测角、测距一样是导航的技术之一，通过定位可以实现导航。
也可以说定位是静态用户要求的；但对动态用户而言要求的是导航。
2.导航系统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调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。
导航及无线电导航系统的分类导航是一门基于“声、光、电、磁、力”的综合性的应用科学，实现导航的技术手段很多，按其工作原理或主要应用技术可分为下述类别：（1）天文导航——利用观测自然天体（空中的星体）相对于运行体所在坐标系中的某些参量实现的导航称为天文导航。
（2）惯性导航——利用牛顿力学中的惯性原理及相应技术实现的导航称为惯性导航。
（3）无线电导航——利用无线电技术实现的导航称为无线电导航。
（4）地磁导航——利用地球磁场的特性和磁敏器件实现的导航称为地磁导航。
（5）红外线导航——利用红外线技术实现的导航称为红外线导航。
（6）激光导航——利用激光技术实现的导航称为激光导航。
（7）声纳导航——利用声波或超声波在水中的传播特性和水声技术实现的导航（用于对水下运行体的导航）称为声纳导航。
《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。
导航系统-无线电导航
导航系统
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传统导航—无线电导航 向/背台指示
2019年11月26日
导航系统
46
传统导航—无线电导航 机载VOR设备
天线、控制盒、VOR接收机、显示设备
2019年11月26日
导航系统
47
传统导航—无线电导航 VOR机载接收系统
2019年11月26日
导航系统
48
传统导航—无线电导航 机载VOR系统
测量基准相位信号和可变相位信号的差。
2019年11月26日
导航系统
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传统导航—无线电导航 VOR系统原理
地面台发射基准30Hz相位信号；
2019年11月26日
导航系统
34
传统导航—无线电导航
VOR台的发射信号
基准相位信号的发射
先用30Hz对9960Hz副载波调频，然后调频副载波再对载波调幅。 而30Hz调频信号的相位在 VOR台周围 360°方位上是相同的。
传统导航—无线电导航 ADF定向
2019年11月26日
导航系统
15
传统导航—无线电导航
机载设备组成及控制显示
机载ADF的类型
按天线类型分： 旋转环形天线式ADF---当环形天线线圈平面对准电波来向时，天线停止转 动； 固定环形天线式ADF---环形天线线圈不转动，转动接收机内测角器的搜索 线圈，当搜索线圈感应信号为零时，停止转动，这时搜索线圈的转角 就是相对方位角。
2019年11月26日
导航系统
53
传统导航—无线电导航
仪表着陆系统---ILS
1. 作用：使用地面台和机载设备，能够对飞机进近到跑 道提供水平、垂直和距离引导。
2019年11月26日
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。
机载电子设备-第八章_无线电导航设备与系统5
3.7 罗兰- C系统(11)
测量时间差而得到距离差的测量方法精度 不高，只能起粗测作用。 主台和副台发射的载频信号的相位相同 （由于时钟同步），因而飞机上接收到的 主、副台载频信号的相位差仅由与距离差 决定。测量相位差就可得到距离差，这种 测量方法能起精测作用。而测量相位差的 多值问题，可以用粗测的时间差来解决。
3.7 罗兰- C系统(7)
脉冲组重复周期（GRI） 一个台链中所有发射台的GRI均相同，取 值范围为40,000~99,990us。 发射时间 各副台相对于主台的发射延时不同。 副台相对于主台的发射延时按如下准则选 取：
3.7 罗兰- C系统(8)
（1）第一副台与主台间最小时间间隔是 10900us； （2）任两个副台间的最小时间间隔是9900us； （3）最大时差值等于GRI～99000us； （4）任一个台链的脉冲组中最后一个脉冲与 同一台链下一脉冲组第一个脉冲间的最小 时间间隔是2900us；前者若是主台时，最 小时间间隔将为1900us。
cosgs发射两个左右对称波束测量偏流角飞机纵轴方向地速方向36多普勒导航雷达7实际上多普勒雷达同时发射两个与飞机纵向平面对称的波束同时测量偏流角和其中为两波束中心与飞机纵向平面的夹dagsdags36多普勒导航雷达8当飞机上升下降或在平飞时受到气流的影响飞机除了有水平速度还有垂直速度这一垂直速度也会在波束方向上产生分量
第八章 无线电导航设备与系统
2010 . 12 . 31
3. 航空无线电导航系统
自动测向器（ADF） 全向信标系统（VOR） 仪表着陆系统（ILS） 测距器（DME） 无线电高度表（RA） 多普勒导航雷达 罗兰-C系统 GPS （全球定位系统）
3. 航空无线电导航系统
民航机载导航设备 典型的大型民航飞机上装有：3套惯性导航 设备或2套多普勒雷达、2套伏尔系统、2套 DME系统、2套无线电罗盘，以及气象雷 达、罗兰系统、仪表着陆设备、无线电高 度表。 可靠性对于民航导航极为重要。
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第八章 复合无线电导航系统
一. 复合无线电导航基本概念
复合体制的运用及意义
➢ 电磁场强度可以用公式 e E sin(t ) 来表示，根据与
被测导航参量发生联系的是哪一个电气参量（ E 、 、
或t），分别称为振幅式、相位式、频率式或脉冲/时间 式导航系统。
➢ 以前所讨论的每一种导航系统或设备都只用了上述四个 参量中的一个来获取导航信息，其它的三个参量虽然都 不可避免地存在于无线电波中，但却未加以利用。
旋转的心脏形图形用于方位测量
二. TACAN测角—测距系统
方位测量（续）
➢ 当图示的心脏形方向性图以f=15Hz（即15r／s）顺时针方 向旋转时，函数可表示为：
( ) 1 Acos( t)
式中 2 f 。并且系统在函数值为最大值且与Ox重合的 时刻，发射测量的参考脉冲N。 这样，在该坐标系内的每个θ方向都可得到一个随扫描时间 t变化的正弦波形，频率为15Hz，而参考脉冲N恰好在该正 弦波的θ相位出现。 如在方位角θ=0°、90°、180°、270°位置上得到的正弦 波形，参考脉冲N就正好在正弦信号的0°、90°、180°、 270°相位上出现。因此只要解算出参考脉冲N所在处的正 弦波相位θ，就可实现方位的测量。
➢ 同时利用电磁波的几个参量，分别建立起与不同导航参 量之间的关系，得到更加完善的、在功能上加强或在性 能上提高的无线电导航系统，是复合无线电导航系统的 基本思路。
一. 复合无线电导航基本概念
复合体制导航举例
相位无线电导航系统
➢测距离和距离差的精度很高 ➢多值性缺点（多值性的周期 等于相位循环的周期）
二. TACAN测角—测距系统
距离测量
➢ 塔康系统距离测量依据二次雷达工作原理 。
➢ 机载设备以80～120Hz（搜索状态）或20～30Hz （跟踪状态）的频率发射询问脉冲对信号，地面 信标接收到询问脉冲信号后，经过一个固定延迟， 再向机载设备发射应答脉冲对信号。
一. 复合无线电导航基本概念
复合无线电导航系统的工作原理
（三）精密测距的相位—时间复合系统
➢图中脉冲A出现在上面一 行扫描线上，脉冲B出现在 下面一行扫描线上。下扫 描线相对于上扫描线的延 迟时间是和被测距离（或 距离差）成比例的。上、 下脉冲的位置调整的愈准 确（重合得愈准确），则 测量精度愈高。
（二）测向—测距的相位—时间复合系统
➢在运载体上装设脉冲 询问器，而在地面安装 信标回答器。信标回答 器的接收方向性图是全 向的，而发射方向性图 在最简单的情况下可采 用心脏形的方向性图 ➢这种复合方式利用脉 冲幅度来传送运载体相 对于回答器的方位信息， 距离信息仍由脉冲之间 的时间间隔来传送。
相位—时间复合系统
复合时间系统（测距—测距差系统）的构制原理
一. 复合无线电导航基本概念
复合无线电导航系统的工作原理
（五）振幅—频率—时间复合系统
➢振幅—频率—时间复合系统的典型应用为用于选择运动目标的雷达系统， 它用时间（脉冲）法测量到目标的距离（由入射脉冲和反射脉冲的时间 间隔来确定），由接收—发射天线的尖锐方向性图确定目标的方位，利 用反射信号的多普勒频移来选择运动目标。
综上所述，无线电波的四个参量根据实际需要可以 复合成各种不同类型的导航系统，在实践中也都得到了 较好地应用。 目前被广泛采用的是： ✓相位—时间复合的测角—测距系统（TACAN系统） ✓相位—时间复合的精密测距差系统（LORAN-C系统）
二. TACAN测角—测距系统
概述
➢ 塔康（TACAN）是战术空中导航系统（Tactical Air Navigation System）的简称，是美国1955年研制并投入 装备的近程无线电导航系统。
脉冲无线电导航系统
➢不存在多值性问题 ➢测量精度不高
两种系统在信息质量方面 互补，复合成一种测量精 度高、没有多值性系统。
雷达
➢雷达是另一种测角—测距系统， 它用来测定到目标的方位角（或 高低角）和距离，这时方位角是 由方向性图很尖锐的天线波束确 定的，即是用振幅来测定的； ➢而距离则是用反射脉冲来测定 的，是利用时间法测量的。 ➢除此以外，在许多雷达站中， 还利用多普勒效应来识别运动目 标。
一. 复合无线电导航基本概念
复合无线电导航系统的工作原理
（一）测向—测距的振幅—时间复合系统
（a）说明了振幅—时 间复合设备的工作原理。 （b）中的（i）、（ii） 和（iii），表示运载 体处于和给定方向不同 位置时的指示。
振幅—时间复合系统
一. 复合无线电导航基本概念
复合无线电导航系统的工作原理
利用相位测量使脉冲读数更准确的相位-时间复合系统
一. 复合无线电导航基本概念
复合无线电导航系统的工作原理
（四）测距—测距差的时间复合系统
➢系统的测距功能可以按下述方 式实现:在运载体上对高稳定度振 荡器的振荡分频，产生重复频率 等于电台A的脉冲重复频率的稳定 脉冲。设运载体从A点开始起飞， 且机上的基准脉冲调整到和电台A 的脉冲在时间上一致。 ➢在飞行过程中，随着运载体离 开地面台A距离的增大，脉冲A对 机上基准脉冲的时间滞后将愈来 愈大，且和运载体到电台A的距离 成正比。测出这一时间间隔，就 得到了运载体和电台A之间的距离。
➢ TACAN属于相位—时间复合系统，从导航参量来看属于测 角—测距系统，其特点是只需要一个导可以为以导航台为中心、半径350～370km范围内的 飞机提供导航服务，可连续给出飞机所在点相对于信标台 的方位角和距离（斜距）。
二. TACAN测角—测距系统
塔康工作原理
塔康系统采用极坐标方式定位，图中已知点O为塔康信标，B点为装载 了机载设备的飞机。在B点，以磁北N为参照方向，测量出顺时针方向 的θ角和OB的距离D，即定出了飞机（B）相对于信标（O）的位置。
塔康工作原理图
二. TACAN测角—测距系统
方位测量
塔康系统借鉴了第七章中伏尔系统测向的基本原理，即采用将方 向性图加以旋转的方法实现方位的测量，并且对其进行了改进， 提高了测量方位的精度。