自动定向机(ADF)与多普勒甚高频全向信标(VOR)的导航原理分析
VOR
甚高频全向信标（VOR）系统原理概述及维护2011-09-17 18:00:41| 分类：技术交流|字号订阅VOR(VHF Omnidirectional Range)是一种相位比较测向近程导航系统。
机载设备通过接收地面VOR导航台发射的甚高频电波,可直接测量从飞机所在位置的磁北方向到地面导航台的方位(VOR方位)以进一步确定飞机相对于所选航道的偏离状态。
被ICAO(国际民航组织)所采用，1949年起成为国际标准航线的无线电导航设备用作航路导航?也用作非精密进近引导。
下面讲述两个概念：VOR方位：飞机所在位置的磁北方向顺时针测量到飞机与VOR台连线之间的夹角?是以飞机为基准来观察VOR台在地理上的方位。
飞机磁方位：从VOR台的磁北方向顺时针测量到VOR台与飞机连线之间的夹角?是以VOR台为基准来观察飞机相对VOR台的磁方位。
工作频率高?108M~118MHz)，因此受静电干扰小，指示较稳定。
但作用距离受视距离的影响，与飞行高度有关。
地面导航台站的场地要求较高?如果地形起伏较大或有大型建筑物位于附近?则由于反射波的干涉，将引起较大的方位误差。
与同样是测向导航导航设备的ADF相比，VOR具有以下特点：ADF采用地面无方向性天线发射，机上采用方向性天线接收的方法测向，VOR 则采用地面导航台用方向性天线发射，机上采用无方向性天线接收的方法测向。
可以直接提供飞机的方位角，相对于地面导航台?而无需航向基准，且测向精度高于ADF。
VOR的主要功能1. 对飞机进行定位。
VOR机载设备测出从两个已知的VOR台到飞机的磁方位角，便可得到两条位置线?根据位置线相交定位原理即可确定飞机的地理位置。
VOR台通常和测距台(DME)安装在一起（利用VOR测量飞机磁方位角，利用DME测量飞机到VOR/DME台的距离）也可确定飞机的地理位置。
2.沿选定的航路导航。
飞机沿预选的航道飞向或飞离VOR台，通过航道偏离指示指出飞机偏离预选航道的方向和角度，以引导飞机沿预选航道飞往目的地。
浅谈甚高频全向信标（VOR）系统
浅谈甚高频全向信标（VOR）系统
浅谈甚高频全向信标（VOR）系统
张旭;
【期刊名称】《中国科技博览》
【年(卷),期】2013(000)015
【摘要】甚高频全向信标（VOR）是现代航空无线电测向的一种地面导航设备，被广泛应用于短距及中距制导。
多普勒甚高频全方位信标（DVOR）是常规VOR的进一步发展。
它利用多普勒效应及宽孔径天线系统从而使它能产生更加精密得多的方位角信号。
本文通过对甚高频全向信标原理介绍，使我们能够对其有一个初步的了解。
【总页数】1页(P.142-142)
【关键词】甚高频;全向信标;导航
【作者】张旭;
【作者单位】广西河池市广西河池机场有限公司,545900;
【正文语种】英文
【中图分类】F764.6
【相关文献】
1.甚高频全向信标改造成数字通信测向综合化系统的几种新方案[J], 宋茂忠
2.试析甚高频全向信标系统机载接收机数字信号处理[J], 孙志浩; 殷飞
3.甚高频全向信标系统机载接收机数字信号处理浅析 [J], 梅晓华
4.甚高频全向信标VOR的发展和应用 [J], 时琳
5.浅谈多普勒甚高频全向信标的数字化设计 [J], 冉银龙。
【无线电导航原理】第2章_自动定向机
sin
b
cos
cos
ωct
E
h O,,
O,
O
x ✓ 天线在水平面具有方向
A
F D Sk
性✓ ；e0(t)与 (t)存在90 相
y
位差。
中国民航大学 CAUC
2.2 环形天线特性分析
二、天线的方向性图（1）
(t)
2Emoh
sin
b
cos
cos
ωct
令F (
)
2
Emoh
s
in
b
cos
垂直面
中国民航大学 CAUC
2.4 无方向信标
二、莫尔斯（Morse）识别码（1） ➢ 每个NDB台都必须辐射台站识别码，否则其 辐射的场无效； ➢ 一个NDB台的台站识别码一般是本地地名的 2~3个英文字母缩写的Morse电报码； ➢ ICAO规定：
✓ “点”的持续时间为0.1~0.160 s ，“划”的 持续时间为“点”的3倍，即0.3~0.480s ；
；✓ 终端NDB必须工作在“调幅报
”状态。
e(t)=Emcos ct
NDB
中国民航大学 CAUC
2.5 自动定向机工作原理
一、ADF的一般特性（1）
➢ 工作频段与波道
f =190.00~535.00kHz，
道。 ➢
波的传播与极化方式
✓ 地波传播；
✓ 垂直极化。
➢ 工作体制
f =1kHz，共345个频
2.1 概 述
四、ADF-NDB在导航中的应用（1）
1. 定位
N
A
NDB-A
LB
LA
N
M
B
NDB-B
航空无线电导航设备第2部分：甚高频全向信标(VOR)
MH/T4006.2－1998航空无线电导航设备第2部分；甚高频全向信标（VOR）技术要求1 范围本标准规定了民用航空甚高频全向信标设备的通用技术要求，它是民用航空甚高频全向信标制定规划和更新、设计、制造、检验以及运行的依据。
本标准适用于民用航空行业各类甚高频全向信标设备。
2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的条方应探讨使用下列要求最新的版本的可能性。
GB6364－86 航空无线电导航台站电磁环境要求MH/T4003－1996 航空无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范中国民用航空通信导航设备运行维护规程（1985年10月版）国际民用航空公约附件十航空电信（第一卷）（第4版1985年4月）国际民航组织8071文件无线电导航设备测试手册（第3册1972年）3 定义本标准采用下列定义。
3.1 甚高全向信标very high frequency omnidirectional range （VOR）一种工作于甚高频波段，提供装有相应设备的航空器相对于该地面设备磁方位信息的导航设备。
3.2 多普勒甚高频全向信标doppler VOR（DVOR）利用多普勒原理而产生方位信息的甚高频全向信标。
3.3 基准相位reference phase甚高频全向信标辐射的两个30Hz调制信号中的一个调制信号的相位与观察点的方位角无关。
3.4 可变相位variable phase甚高频全向信标辐，射的两个30Hz调制信号中的一个调制信号的相位与观察点的方位角有关，在同一时刻的不同方位上，该调制信号的相位不同。
4 一般技术要求4.1 用途甚高频全向信标是国际民航组织规定的近程导航设备，它提供航空器相对于地面甚高频全向信标台的磁方位。
具体作用如下：a)利用机场范围内的甚高频全向信标，保障飞机的进出港；b)利用两个甚高频全向信标台，可以实现直线位置线定位；c)利用航路上的甚高频全向信标，保证飞机沿航路飞行（甚高频全向信标常和测距仪配合使用，形成极坐标定位系统，直接为民航飞机定位）；d)甚高频全向信标还可以作为仪表着陆系统的辅助设备，保障飞机安全着陆。
VOR
甚高频全向信标（VOR）系统原理概述及维护2011-09-17 18:00:41| 分类：技术交流|字号订阅VOR(VHF Omnidirectional Range)是一种相位比较测向近程导航系统。
机载设备通过接收地面VOR导航台发射的甚高频电波,可直接测量从飞机所在位置的磁北方向到地面导航台的方位(VOR方位)以进一步确定飞机相对于所选航道的偏离状态。
被ICAO(国际民航组织)所采用，1949年起成为国际标准航线的无线电导航设备用作航路导航?也用作非精密进近引导。
下面讲述两个概念：VOR方位：飞机所在位置的磁北方向顺时针测量到飞机与VOR台连线之间的夹角?是以飞机为基准来观察VOR台在地理上的方位。
飞机磁方位：从VOR台的磁北方向顺时针测量到VOR台与飞机连线之间的夹角?是以VOR台为基准来观察飞机相对VOR台的磁方位。
工作频率高?108M~118MHz)，因此受静电干扰小，指示较稳定。
但作用距离受视距离的影响，与飞行高度有关。
地面导航台站的场地要求较高?如果地形起伏较大或有大型建筑物位于附近?则由于反射波的干涉，将引起较大的方位误差。
与同样是测向导航导航设备的ADF相比，VOR具有以下特点：ADF采用地面无方向性天线发射，机上采用方向性天线接收的方法测向，VOR 则采用地面导航台用方向性天线发射，机上采用无方向性天线接收的方法测向。
可以直接提供飞机的方位角，相对于地面导航台?而无需航向基准，且测向精度高于ADF。
VOR的主要功能1. 对飞机进行定位。
VOR机载设备测出从两个已知的VOR台到飞机的磁方位角，便可得到两条位置线?根据位置线相交定位原理即可确定飞机的地理位置。
VOR台通常和测距台(DME)安装在一起（利用VOR测量飞机磁方位角，利用DME测量飞机到VOR/DME台的距离）也可确定飞机的地理位置。
2.沿选定的航路导航。
飞机沿预选的航道飞向或飞离VOR台，通过航道偏离指示指出飞机偏离预选航道的方向和角度，以引导飞机沿预选航道飞往目的地。
浅谈甚高频全向信标(VOR)系统
浅谈甚高频全向信标(VOR)系统关键词甚高频全向信标导航摘要甚高频全向信标（ＶＯＲ）是现代航空无线电测向的一种地面导航设备，被广泛应用于短距及中距制导。
多普勒甚高频全方位信标（ＤＶＯＲ）是常规ＶＯＲ的进一步发展。
它利用多普勒效应及宽孔径天线系统从而使它能产生更加精密得多的方位角信号。
本文通过对甚高频全向信标原理介绍，使我们能够对其有一个初步的了解。
一、甚高频全向信标系统概念VOR（甚高频全向信标测距）是一种用于航空的无线电导航系统,由美国从20世纪20年代的“旋转信标”发展而来，1946年作为美国航空标准系统，1949年被ICAO采纳为国际标准导航系统。
其工作频段为108.00 兆赫- 117.95 兆赫的甚高频段，并且在全球范围内作为中短距离航空器引导方式的无线电导航设备。
这一设备可以进行远程控制和远程监视。
DVOR导航设备是传统VOR设备的改进。
通过利用多普勒效应和宽幅度天线，它可以提供相对来说更加精确的方位角信息。
DVOR导航系统一般应用于地理条件恶劣的地区。
VOR系统的运行的理论基础是测量地面站发射的2个30Hz的信号的相位偏移。
一个信号（参考信号）在所有方向上的相位都相同。
而对于第2个30Hz的信号（变化信号）来说，它与参考信号之间的相位偏移就是与方位角相关的函数。
机载的接收机通过测量两个信号之间的相位偏移就可以计算得到方位角。
DVOR系统可以和DME（Distance Measuring Equipment）系统联合使用形成DVOR/ DME台站。
这样飞行器就可以通过单个DVOR/DME台站的位置来判定自身的位置。
DVOR设备可以安装在10英尺高的建筑内。
DVOR天线系统则安装在地网上，其高度依据实际情况而定。
二、VOR/DVOR信号的产生VOR台产生的射频信号由2个30Hz的正弦波调制。
这两个30Hz的信号之间有确定的相位关系，与从什么方向接收到此信号有关。
相位关系反映了地面台站的正北方向和飞行器方向相对于地面台站之间的夹角（方向角）。
无线电领航
CDI
HSI
例1 飞机保持磁航向265°飞行，ADF指示器指 示相对方位为065°瞬间，表明飞机正飞越电台 磁方位为330°的方位线
例2 ADF调频至某一无线电信标，指示相对方位 角 290 °，如果磁航向为 040 °，飞机位于该信 标台的哪个方位上 150°
用HSI检查航迹
调谐，辨明呼号； 120°
转动航道旋钮，设定MC120°；
据偏离杆所压点数，直观判 定飞机航迹偏右6°；
MTK126°，罗盘读出 MH115°，故DA＋11°
背电台切入
适用范围： 偏航较大，可能影响飞行安全；仪表 进、离场和仪表进近中，要求飞机切入 指定方位线，背台飞至指定位置。 背电台切回预定航线 背电台切入指定方位线
Nm MC QDR=MTK TKE
RB
DA
MTK=QDR
DA=QDR-MH 平 或 DA=RB-180°
TKE=QDR-MC
用ADF指示器判断
MH90°
心算法： DA=RB-180° =0° TKE=QDR-MC=10°
QDR(MTK)90°
MC80°
直观判断： 人工转动HDG对 航向，针尾QDR, 和MC对比， 大偏右，小偏左
平时准备 搜集和 研究领航有关的航行资料、准备地图、 熟悉领航设备、准备好领航工具
飞行前领航准备
预先领航准备 直接领航准备
离场入航方法
VFR离场入航方法
1. 直接离场入航 2.通场入航
IFR离场入航方法
1. 标准仪表离场（SID）－－离场图 2. 非标准仪表离场
非标准仪表离场
甚高频全向信标(VOR)导航基础
甚高频全向信标（VOR）导航教程--不适用于真实飞行教学机型：C172-基本型仪表使用机模：A2A-Cessna172一．关于VOR对于非紧密进近，VOR算是比较普及的一种，导航中常常也会用到VOR导航，许多飞友对各种机型已经非常熟悉了，但是对于VOR导航还是非常头疼的一件事。
1.简介（该段取自百度百科）Very High Frequency Omnidirectional Radio Range是一种用于航空的无线电导航系统。
其工作频段为108.00 兆赫- 117.95 兆赫的甚高频段，故此得名。
VOR是以地面设施上放射出30Hz回转的心型图形后，撘载受讯机会输出30Hz之讯号。
另外，地面设施也会发送出不含方位数据，由基准30Hz讯号变调而成的无向性讯号。
两个30Hz之间之向位差就成为地面上之磁方位。
使用VHF的VOR虽然容易因为地面发送设施附近之地形影响而产生误差，但是由于不受空间波的妨碍而没有传送特性之变动。
地面设施的基地误差是VOR的缺点。
一般来说，在地面发送讯号站半径五百公尺以内没有树木，没有大型反射建筑物的平滑地面，通常是设置VOR基地之地点，但是，由于预定场所通常不得已会选在非良好条件的地方，这时候就可以设置多普勒VOR（D-VOR）。
D-VOR乃利用广开口面天线使误差减小，在其半径6.7公尺的圆周上等间隔地设置50基Alford环型天线，然后在一圆中心设置传统型VOR（Conventional VOR）的天线。
中心天线乃无指向性的放射以30Hz进行振幅调变后所得之连续波，此讯号是方位的基本讯号，至于圆周上配列的Alford环型天线，则由中心所放射的讯号周波数，顺次传送9960Hz高连续波过去。
VOR系统于1949年被国际民航组织批准为国际标准的无线电导航设备，是目前广泛使用的陆基近程测角系统之一。
VOR台的发射机有两种形式即普通VOR(CVOR)和多普勒VOR(DVOR)。
机载VOR接收机对两种VOR台都是兼容的。
航空无线电系统简介
高频通信系统由收发机组、天线耦合器、控制盒和天线组成，它的输出功率较大，需要有通风散热装置。现代民航机用的高频通信天线一般埋入飞机蒙皮之内，装在飞机尾部，不过目前该系统很少使用。
HF-9000
HF系统维修常用测试设备
无线电通信监视器(CMS 57) 射频功率计 50Ω射频负载(500～1000W) 频谱分析仪 天线模拟器 与之相对应的专用测试仪或转接盒
3.选择呼叫系统（ SELCAL ）
它的作用是用于当地面呼叫一架飞机时，飞机上的选择呼叫系统以灯光和音响通知机组有人呼叫，从而进行联络，避免了驾驶员长时间等候呼叫或是由于疏漏而不能接通联系。每架飞机上的选择呼叫必须有一个特定的四位字母代码，机上的通信系统都调在指定的频率上。
当地面的高频或甚高频系统发出呼叫脉冲，其中包含着四字代码，飞机收到这个呼叫信号后输入译码器，如果呼叫的代码与飞机代码相符，则译码器把驾驶舱信号灯和音响器接通，通知驾驶员进行通话。
ILS维修测试设备
无线电通信监视器(CMS 57) 专用测试仪
5.无线电高度表(RA)
无线电高度表用于测量飞机相对于地球表面的实际高度.通过测量地面反射回来的回波与发射信号之间的时间间隔来计算高度.工作频率为4200～4300MHz之间选择.
无线电高度表一般由收发机、收、发天线及高度表指示器组成.
机载应答机系统由应答机,天线,控制盒等组成.
ATC维修所需测试设备
ATC专用测试仪(ATC 1400(A)) 专用转接测试盒
7.气象雷达(WXR)
气象雷达系统提供机组沿着飞机飞行路线两侧60o范围或其内的X—频段雷达可测到的降雨雪地区的显示。
气象雷达用于在飞行中连续的向飞行员提供飞机前方航路上及两侧的气象状况及其他障碍物的平面显示图象.以帮助飞行员识别地标,判断飞机位置.
多普勒甚高频全向信标
2. 频道分配（1）
200个频道
VOR：160个频道 (108.00~117.95MHz)
航路VOR：120个频道 (112.00~117.95MHz)
终端VOR：40个频道 (108.00~111.85MHz)
(108.oo~117.95MHz)
LOC：40个频道
(108.10~111.95MHz)
中国民航大学 CAUC
基准相位信号波形
可变相位信号的发射
用30Hz对载波调幅，相位随VOR台的径向方位而变化
中国民航大学 CAUC
3. 合成辐射场为旋转的心形方向性图
中国民航大学 CAUC
4. V OR空间合成信号波形图
中国民航大学 CAUC
中国民航大学 CAUC
5. 基准和可变 30HZ的相位关系
LOC，40个给终端区VOR。
✓ LOC只用在108.00~111.95MHz中的以MHz为单位的
小数点后第一位是奇数的频率点 ；
✓ 终端VOR只用在108.00~111.95MHz中的以MHz为单
位的小数点后第一位是偶数的频率点（其中108.00MHz 只用于机载VOR接收机的自检RF） ；
中国民航大学 CAUC
fTd = fT－fR
中国民航大学 CAUC
3.4 DVOR系统可变相位信号的产生
一、多普勒效应（2）
1.接收天线不动，发射天线向着接收天线在同一直
线上运动
fT
fR
T
v
R
fR
fT
c cv
fd
fT
fR
fT
v cv
fT
v c
飞机VORDMENDB基本原理
飞机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。
第3章 多普勒甚高频全向信标
接近（但不超过）10%
中国民航大学 CAUC
3.5 DVOR信标的工作原理
一、DVOR信标的辐射场（6）
调频副载波
DVOR的RF辐射场（不包括话音和识别）
中国民航大学 CAUC
3.5 DVOR信标的工作原理
一、DVOR信标的辐射场（7）
f-9960Hz
f-1020Hz f-30Hz
2R
T
cos(t )]
vR vR2 vR
B E
30Hz基准相位信号（30Hz AM） 30Hz AM信号与30Hz FM信号 同频
T
A
t
vR1
R D
O
30Hz AM信号的相位与无关
在N方向，30Hz AM信号与 30Hz FM信号同相 30Hz基准相位信号：sint
中国民航大学 CAUC
ICAO建议，对于航路VOR，应优先选用112～117.95MHz范围内 小数点后第一位为奇数的频率，然后考虑该频率范围内小数点后第一位
为偶数的频率。
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3.2 VOR的一般特性
一、工作频段与频道分配（2）
2. 频道分配（2） 在108.00~111.95MHz之间的80个频道，40个分配给 LOC，40个给终端区VOR。
副载波频率:FS=9960Hz±1% 30Hz AM、30Hz FM信号频率：F=30Hz±1%（Ω=2πF） 识别音频频率：1020Hz±50Hz
中国民航不使 用DVOR的话 音功能
调频指数：kf=2R/=16±1（即最大频偏Fm=480Hz±30Hz ） m =30%±2%，m =30%±2%，m 最大不超过30% ， m 尽量
甚高频全向信标(VOR)导航基础
甚高频全向信标（VOR）导航教程--不适用于真实飞行教学机型：C172-基本型仪表使用机模：A2A-Cessna172一．关于VOR对于非紧密进近，VOR算是比较普及的一种，导航中常常也会用到VOR导航，许多飞友对各种机型已经非常熟悉了，但是对于VOR导航还是非常头疼的一件事。
1.简介（该段取自百度百科）Very High Frequency Omnidirectional Radio Range是一种用于航空的无线电导航系统。
其工作频段为108.00 兆赫- 117.95 兆赫的甚高频段，故此得名。
VOR是以地面设施上放射出30Hz回转的心型图形后，撘载受讯机会输出30Hz之讯号。
另外，地面设施也会发送出不含方位数据，由基准30Hz讯号变调而成的无向性讯号。
两个30Hz之间之向位差就成为地面上之磁方位。
使用VHF的VOR虽然容易因为地面发送设施附近之地形影响而产生误差，但是由于不受空间波的妨碍而没有传送特性之变动。
地面设施的基地误差是VOR的缺点。
一般来说，在地面发送讯号站半径五百公尺以内没有树木，没有大型反射建筑物的平滑地面，通常是设置VOR基地之地点，但是，由于预定场所通常不得已会选在非良好条件的地方，这时候就可以设置多普勒VOR（D-VOR）。
D-VOR乃利用广开口面天线使误差减小，在其半径6.7公尺的圆周上等间隔地设置50基Alford环型天线，然后在一圆中心设置传统型VOR（Conventional VOR）的天线。
中心天线乃无指向性的放射以30Hz进行振幅调变后所得之连续波，此讯号是方位的基本讯号，至于圆周上配列的Alford环型天线，则由中心所放射的讯号周波数，顺次传送9960Hz高连续波过去。
VOR系统于1949年被国际民航组织批准为国际标准的无线电导航设备，是目前广泛使用的陆基近程测角系统之一。
VOR台的发射机有两种形式即普通VOR(CVOR)和多普勒VOR(DVOR)。
机载VOR接收机对两种VOR台都是兼容的。
自动定向机（ADF）与多普勒甚高频全向信标（VOR）的导航原理分析
⾃动定向机（ADF）与多普勒甚⾼频全向信标（VOR）的导航原理分析导航原理与系统技术报告技术报告题⽬：⾃动定向机(ADF)与多普勒甚⾼频全向信标（VOR）的导航原理分析班级：姓名：学号：指导⽼师：⽬录摘要 (3)ADF/NDB导航系统概述 (4)⼀、ADF系统概述 (4)⼆、ADF/NDB系统组成 (5)（⼀）地⾯发射台 (5)（⼆）机载设备 (5)三、机载设备组成及控制显⽰ (6)（⼀）机载ADF的类型 (6)（⼆）ADF机载设备构成 (6)四、ADF/NDB⼯作原理 (7)（⼀）NDB⼯作原理 (7)（⼆）ADF⼯作原理 (8)1.天线定位 (8)2.测⾓器 (9)3.⽆线电磁指⽰器RMI (9)五、ADF/NDB系统⼩结 (10)（⼀）定向误差 (10)（⼆）特点 (10)（三）缺点 (10)VOR导航系统概述 (11)⼀、VOR系统概述 (11)⼆、VOR系统组成 (12)（⼀）地⾯发射台 (12)1.VOR导航台 (12)2.DME测距仪 (13)（⼆）机载设备 (13)1.VOR控制盒 (13)2.天线 (13)3.接收机 (14)4.指⽰仪表 (14)三、VOR⼯作原理 (15)（⼀）VOR台⼯作原理 (15)（⼆）VOR导航原理 (15)四、VOR系统⼩结 (16)（⼀）定向误差 (17)（⼆）特点 (17)（三）缺点 (17)ADF与VOR导航系统对⽐ (17)⼀、相同点对⽐ (17)⼆、不同点对⽐ (18)三、总结 (18)摘要民⽤航空的基础是导航技术。
对于航空运输系统来说，导航的基本作⽤就是：引导飞机安全准确地沿选定路线、准时到达⽬的地，为空域提供基准，确定空域、航线的关键位置点。
航空导航应⽤的安全性要求⾼，需达到精准导航的要求，空中交通管理可称为航空导航的最⾼端应⽤。
空管的发展推动着航空导航新技术和装备的研发，⽽航空导航技术也不断地满⾜空管的发展需求，从⽽促进了世界民⽤航空事业的发展。
VOR导航原理
VOR导航原理前⾔我⼀贯是本着有趣的原则在玩FS，经历了最初的新奇、乱飞、坠机、装各种插件、飞各种⽓象、飞航路、做视频、不断地挑战管制的极限后，终于觉得⽆趣了。
前⼏天开螺旋桨飞机找找感觉，发现很多机机都有2个类似航向表的东东，⾥⾯还带杠杠，如下图。
⽹上搜了⼀下，⼤概是说，“那是VOR导航仪表，竖杆往左偏，说明飞机偏离VOR台航线了，就要向左飞回航线，竖杠向右偏就要向右飞回航线，保持竖杆⼀直居中就能飞到VOR信标了“。
好，原来这么简单，于是上天飞，这下可把我坑苦了，因为我看到的很多情况都不是那么回事，经历了各种迷茫后，决定好好研究⼀下这个东东，最终发现上⾯的红⾊字体部分是极特殊的情况下才有效的，当然正常飞VOR导航的⼤部分时间⾥也是在利⽤这个极特殊的规则，但是，可但是，但可是，如果你仅仅知道这个特殊规则，那么百分百的，你会和以前的我⼀样，迷失在VOR仪表中的指⽰中。
为了让初学者少⾛弯路，迅速的理解和掌握VOR导航，我们将利⽤赛纳斯C172SP这个⼩飞机，做⼀次⾃由飞⾏，对⼀些常见的VOR导航知识和应⽤做⼀次深⼊的探讨。
经过这次探讨后，你就应该理解VOR导航这个东东了。
如果你对VOR导航完全没有概念，建议你耐⼼的按顺序从上往下看。
如果你想带着疑问了解VOR，那么可以从第三章开始倒着看。
⼀、基本原理所谓导航，就是要知道⽬标相对⾃⼰的位置，或者说⾃⼰相对⽬标的位置，然后调整⾃⼰的⽅向，向⽬标前进。
VOR这个东东就是⽤来指⽰你与地⾯固定点的相对位置的，其英⽂原⽂是：Very HighFrequency Omnidirectional Radio Range，翻译成中⽂就是甚⾼频全向信标，这是个什么东西呢？看下图：VOR台实例1VOR台实例2VOR电波⽅向图VOR发射机发送的信号有两个：⼀个是相位固定的基准信号；另⼀个信号的相位随着围绕信标台的圆周⾓度是连续变化的，也就是说各个⾓度发射的信号的相位都是不同的。
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导航原理与系统技术报告技术报告题目：自动定向机(ADF)与多普勒甚高频全向信标（VOR）的导航原理分析班级：姓名：学号：指导老师：目录摘要 (3)ADF/NDB导航系统概述 (4)一、ADF系统概述 (4)二、ADF/NDB系统组成 (5)（一）地面发射台 (5)（二）机载设备 (5)三、机载设备组成及控制显示 (6)（一）机载ADF的类型 (6)（二）ADF机载设备构成 (6)四、ADF/NDB工作原理 (7)（一）NDB工作原理 (7)（二）ADF工作原理 (8)1.天线定位 (8)2.测角器 (9)3.无线电磁指示器RMI (9)五、ADF/NDB系统小结 (10)（一）定向误差 (10)（二）特点 (10)（三）缺点 (10)VOR导航系统概述 (11)一、VOR系统概述 (11)二、VOR系统组成 (12)（一）地面发射台 (12)1.VOR导航台 (12)2.DME测距仪 (13)（二）机载设备 (13)1.VOR控制盒 (13)2.天线 (13)3.接收机 (14)4.指示仪表 (14)三、VOR工作原理 (15)（一）VOR台工作原理 (15)（二）VOR导航原理 (15)四、VOR系统小结 (16)（一）定向误差 (17)（二）特点 (17)（三）缺点 (17)ADF与VOR导航系统对比 (17)一、相同点对比 (17)二、不同点对比 (18)三、总结 (18)摘要民用航空的基础是导航技术。
对于航空运输系统来说，导航的基本作用就是：引导飞机安全准确地沿选定路线、准时到达目的地，为空域提供基准，确定空域、航线的关键位置点。
航空导航应用的安全性要求高，需达到精准导航的要求，空中交通管理可称为航空导航的最高端应用。
空管的发展推动着航空导航新技术和装备的研发，而航空导航技术也不断地满足空管的发展需求，从而促进了世界民用航空事业的发展。
按照设施类型，导航技术分为自主式导航和他备式导航，他备式导航又可分为陆基导航和星基导航：NDB、VOR、DME和ILS属于陆基导航；GNSS属于星基导航；INS属于自主式导航。
而自动定向机(ADF)与多普勒甚高频全向信标（VOR）的工作方式类似，都是通过机载设备和陆基设备进行配合通信以达到导航的目的。
在本次技术报告中，将着重于自动定向机(ADF)与多普勒甚高频全向信标（VOR）的导航原理、优缺点以及技术对比等方面进行研究和分析。
ADF/NDB导航系统概述一、ADF系统概述自动定向机ADF是一种进程振幅测角导航系统，用于作为辅助导航，1925年开始实验，1927年首次使用。
ADF接收机使用来自地面站的调幅信号来计算ADF地面站（NDB）相对飞机纵轴的方位，ADF也接收标准调幅无线电广播。
特别地，ADF选用的是中长波，其原因是ADF定向主要使用地面波，中长波衰减少。
ADF的功能：测量飞机到达选择地面台的相对方位角，进行定位、导航、引导进近和向背台飞行；收听气象报告和中波广播。
如图为机载ADF及NDB导航台共同组成的导航系统二、ADF/NDB系统组成ADF/NDB系统如名称一般，分为机载设备部分和路基设备两个部分，两部分互相配合完成辅助导航任务。
（一）地面发射台1.归航台NDB，190~550kHZNDB是构成ADF/NDB系统不可或缺的路基系统，按用途来分又可划分为两种，即航线导航台和双归航台着陆系统，前者安装在航路某些检查点上，供飞机在航线上的定向和定位用，其发射功率大，工作距离远；后者安装在跑到中心延长线上，供飞机ILS系统使用（需要两个导航台，故称双归航台），通常与外指点信标台安装在一起的叫远台，发射功率大，与中指点信标台安装在一起的叫近台。
因为DBD的信号是全向发射的，故叫做无方向信标。
其电波极化方向为垂直极化波。
识别码发射：NDB识别码为摩斯电码，分为等幅报发射和调幅报发射，前者键控等幅信号，摩斯电码点划期间发射等幅载波；后者载波连续发射，摩斯电码电码点划期间监控1020Hz调幅。
一般归航台以调幅方式发射识别码，防止载波中断引起的ADF指针摆动。
2.标准中波广播电台，550~1750 kHZ（二）机载设备机载设备部分主要包括定向接收机、控制盒、方位指示器、环形天线及垂直天线。
在之后的机载设备中将会具体介绍。
三、机载设备组成及控制显示（一）机载ADF的类型按天线类型分有旋转环形天线式和固定环形天线式。
前者是当环形天线线圈平面对准电波来向时，天线停止转动；后者环形天线不动，转动接收机内测的搜索线圈，当其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。
按接收机类型分有调幅式（M型）ADF和调相式ADF。
前者是通过环形天线信号和辨向天线信号相加，获得一个调幅信号的ADF；后者为通过环形天线信号和辨向天线信号相加，获得一个相位调制信号的ADF，相位变化作为定向误差信号。
（二）ADF机载设备构成如图展示了ADF机载设备的各组成部分及控制盒可控旋钮和窗口等。
四、ADF/NDB工作原理（一）NDB工作原理我们知道ADF/NDB导航系统中，地基设备无方向信标（NDB）台是引导飞机飞行定位的参考点，属中频（中波）中距离区域导航系统，工作频率在190-1750KHz，有效距离约250公里。
它不像天波，不用担心有视野遮挡导致无法使用，NDB台正如其名，是全向发射电波信号的，ADF通过天线接收其发射信号并确定其位置，每个NDB 台拥有自己的名称、识别码（摩斯码）以及特定的频率。
NDB的发报方式又有两种，即之前提到过的等幅报即调幅报，前者具有发射效率高，作用距离较远的特点，主要用于航路定位上；后者发射频率较低，作用距离较近，终端NDB必须工作在这一状态下。
NDB因为造价低，早期研发等原因，在如今VOR,TACAN等导航台的竞争下仍保留着较大基数，但它没有测距功能，如果需要测距时，则需要靠飞两条方位线，计两方位线夹角，计时，看地速计算三角形来确定。
（二）ADF工作原理自动定向机ADF作为机载部分，其工作片段是190kHz—535kHz，有345个频道。
1.天线定位大多数的飞机采用两个环形天线和一个垂直天线来确定角度。
使一个环形天线固定于当飞机对准电台时接收信号最大，另一个环形天线对准电台时接收信号最小，也就是让接收信号的强弱与飞机的纵轴移动而变化，其接收信号的强弱则在最小点时转换。
这一信号在同垂直天线接收的信号叠加就可以确定电台的方位。
a.环形天线环形天线除与来波正交时为零，其他角度上会反应接收信号的强弱，如果只使用一个环形天线，则无法判断对称角度，于是再加入一个环形天线，让二者所得波相加便可判断出对称点（除180°）的角度。
如图所示，两个环形天线叠加后的电势，对称的角度其相位不同。
b.垂直天线垂直天线及前文提到的辨向天线，它是一种无方向天线，利用环形天线同垂直天线相结合的方法可实现单值定向。
其原理是环形天线信号与辨向天线信号相位差90°，环形天线与辨向天线信号结合可消除一个零点，即实现了单值定向。
2.测角器老式的ADF采用旋转环形天线式ADF，需要外置的环形天线长度增加，安装和使用不便，于是在环形天线和垂直天线下安装了搜索线圈形成了测角器，作为固定环形天线式ADF使用，采用旋转测角器来代替环形天线的选择。
3.无线电磁指示器RMI无线电罗盘指示的角度是以飞机纵轴为基准顺时针转向飞机到导航台连线的夹角，而要知道飞机相对于导航台的方位，就必须知道飞机的航向，所以飞机通常把罗盘和自动测向仪的指示部分结合在一起，即构成了无线电指示器RMI。
如图所示，RMI和航向指示器相结合，当航向指示器为30°，ADF显示120°时，那么飞机需要150°的转角才能对准NDB台。
五、ADF/NDB系统小结通过上述对ADF/NDB组成及工作原理的简述，可以总结出以下工作任务中会发生的误差及使用优缺点：（一）定向误差由于ADF依靠NBD发射的无线电波实现定向，而无线电波在传播过程中会受到：电离层的反射误差、飞机表面的二次辐射造成的象限误差、夜间效应、山区效应以及飞跃海岸线时一起指向海面方向的海岸效应等。
（二）特点ADF体积小，重量轻，价格便宜以及使用方便；可以使用NDB、海岸信标、民用无线电条幅广播台辐射的信号，可以与无线电高度表，航向信标系统等配合ILS着陆。
（三）缺点没有故障旗，需要频繁确认NDB台信号，没有测距功能。
VOR导航系统概述一、VOR系统概述甚高频全向信标VOR也是一种无线电导航系统，因为它的工作频段为108.00MHz—117.95 MHz的甚高频段，VOR发射机发送的信号有两个：一个是相位固定的基准信号；另一个信号的相位随着围绕信标台的圆周角度是连续变化的，也就是说各个角度发射的信号的相位都是不同的。
向360度（指向磁北极）发射的与基准信号是同相的（相位差为0），而向180度（指向磁南极）发射的信号与基准信号相位差180度。
飞行器上的VOR接收机根据所收到的两个信号的相位差就可以计算出自身处于信标台向哪一个角度发射的信号上。
VOR通常与测距仪(DME)同址安装，在提供给飞行器方向信息的同时，还能提供飞行器到导航台的距离信息，这样飞行器的位置就可以唯一的被确定下来。
VOR的功能：提供给飞行器距离VOR台的方向和距离信息，进行定位导航、引导进近和向背台飞行；配合ILS系统引导飞机着陆。
两个VOR台可以确定飞机的位置二、VOR系统组成首先VOR可以分为两类，即传统甚高频全向信标CVOR和多普勒甚高频全向信标DVOR，二者对比来看，前者可变信号为AM信号，而后者可变信号为FM信号，对于机载接收机而言二者没有多大区别，加之目前更多的使用的是多普勒甚高频全向信标DVOR，在下文中我们将着重简述多普勒甚高频全向信标，简称VOR。
与ADF/NDB系统相类似，VOR系统也分为机载和路基设备，两部分互相配合，共同完成辅助导航的任务。
（一）地面发射台1.VOR导航台作为整个VOR系统的核心，VOR导航台采用360°全向发射两种信号的方式，通过让飞机收到带有相位差的信号来判断方位的方式来工作。
安装在机场的叫终端VOR台（TVOR），使用108.00—111.95MHz 之间的40个波道，发射功率为50W，工作距离有25海里，其短距离低功率的原因是作为机场导航使用，建筑物密集会影响VOR精度且不能干扰同频率上工作的其他VOR台。
常与LOC装在一起引导飞机着陆。
安装在航路上的叫航路VOR台（EVOR），通常需要选址在无障碍物的地点以降低因地形效应引起的台址误差和多路径干扰等，使用112.00—117.95MHz之间的120个波道，发射功率为200W，工作距离有200海里。
常与DME装在一起引导飞机向背台飞行及定位。