导航功能

三、导航计算方法
FMC导航计算基本原理：要求飞机在整个飞行过程中 不断地计算出飞机的当时坐标位臵（经纬度）以及 飞机的应飞航向A，并要不断测定飞机的实际航向 r。 这样，当飞机偏离到A点时，FMC应计算飞机的应飞航 向A，从IRS得到飞机的实际航向r，求取飞机在A 点的航向误差=r-A 。然后，FMC把误差输 到飞机的飞行控制系统，操纵舵面使飞机改变飞行 姿态，一直到航向误差为0，飞机便沿AZ航线飞 行。
确定自动调谐频率和其它调谐信息的 和数据有：
飞机在空中； 自动调谐； IRS有效信号； ILS选择通道信号；以及 该FMC是主机还是属于从机等信号。 这些都是确定自动调谐的先决条件。 计算得来的飞机当时位臵数据； 飞机当时高度； 制导部分电路来的：

航路代码名称； 航路程序要求的导航设备； 当时实施的航路段等。
经“导航管理”处理后，输出：
选定的导航方式和导航设备； 调协VOR/DME的频率值；响应遥控的调谐要求 （由CDU输入）。
导航管理模块设计的准则
导航设备按导航定位方式的优先级来选择。其优先级： 测距—测距（/）； 测距—测角（/）。 前者优先级最高。 当无线电导航不能实现时，则只能选用惯性基准系统 （IRS）。 如果途中导航设备出现故障，则仍按上述优先级降级重 选导航设备。当无线电导航的定位方式确定后（即选 定了/或/后），选择EFIS提供的20个导航台中最 佳的导航台。 当导航台选定后，必须检验该导航台是否满足要求，例 如：飞机是否处在VOR的混乱圆锥区等等。 这些设计的准则，其目的是确保导航的正常进行和导航 的精度。
三、导航计算方法
经导航管理选定了导航方式和相应的导航 设备，并经调谐后，根据导航设备输出 的相应值，即可计算飞机当前位臵等导 航参数。由导航功能给出的各值，为 EFIS和CDU提供必要的显示信息，也为 以后的制导提供所需的参数。
三、导航计算方法
假设北京的位臵为P，经度为P
纬度为P， 济南的位臵为Z，经度为Z纬度 为Z， 北京到济南段的理论航线就 是北京和济南的连线PZ，如果 飞机始终沿着PZ飞行，也就是 始终保持飞机的应飞航向P （P是PZ线和磁北方向的夹 角），那么，飞机能准确地飞 达济南。
FMC导航计算基本原理（续）
(一)位臵计算
飞机在飞行中任何瞬时的坐标经纬度由FMC根据无线电 信号和IRS信号进行计算。北京的经纬度为P和P ， 飞机飞到A点，其纬度的增量为，经度的增量为 ，那么在任一瞬时的经、纬度为：
A p p
2 180 t r )dt 0 K V g cos( 2 ( Re H )
无线电导航的定位方案有
测距—测距（即/导航方式）：通过机上二 台测距装臵（DME），测量飞机到二个地面台 的距离，由此确定飞机当前位臵的一种无线电 导航方案； 测距—测角（即/导航方式）：通过机上的 一台测距设备DME测量飞机到地面台的距离， 通过机上的VOR接收设备测量飞机相对该地面 台的方位角，由此确定飞机当前位臵的一种导 航方案。 同样，如果用塔康台也可实现/导航方案。 除此之外，尚有测角—测角和双曲线系统 等导航方案，在此不在一一介绍了。
AB ( X B X A ) 2 ( Z B Z A ) 2
直线AB相对OZd轴的方位角AB为:
AB
XB XA arctg( ) ZB ZA由Biblioteka 弦定理可得BC边的对角的余弦值为:
导航系统都需要解决的三个主要问题是：
如何确定飞机当时的位臵； 如何确定飞机从一个位臵向另一个位臵前进的方向； 如何确定离地面某一点的距离或速度、时间。 当然，现代飞机导航系统所要解决的问题还很 多，但主要的是这几个基本问题。 从根本上说，导航就是给飞行员提供飞机飞行中位臵、 方向、距离和速度等导航参量。
方向的加速度以达到事先确定的飞行速度。 输送到自动飞行控制系统的指令有的是产生横向加 速度以改变飞机的航向；有的产生垂直加速度以使 飞机爬高或下降。
在整个飞行过程中，自动操纵飞机由起飞机场以预 定航线、以经济方式飞向目的地。
本节所述的“导航”是指飞行管理系统实 现的其中一个功能，而不是泛指的导航。 飞行管理系统的导航功能已把早期的惯 性导航、无线电导航和仪表着陆系统功 能结合在一起，由它提供一个综合导航 功能。即用来完成： 导航管理； 确定飞机的当前位臵和速度； 计算当前的风值。
一、导航（接收机）的管理
导航管理是指对导航接收机的管理。 导航管理是导航功能块的一个子模块，可用 来选取待自动调谐的导航设备和实现自动 调谐。如果某些导航设备一旦出现故障或 距离/几何要求不满足时，可重新选择导 航设备和重新调谐。此外，还可人工参与 调谐。
“导航管理”要求输入
电子飞行仪表系统（EFIS）：选定的最接近飞 机当前位臵的20个导航台，以供“导航管理” 选择； VOR控制板给出的自动/人工调谐信息； ILS选定信息；以“导航管理”在决策时的依 据； 导航数据库给出的相对应的一些导航数据：导 航台位臵、频率、海拔高度等等。 飞行管理计算机内部制导功能块提供的参数，
导航台选取原则：
在/导航方式中：选择相应两个地面台时，这一对 地面台必须满足一定的几何关系，即： 当飞机高度小于12000英尺，交会角必须在30-150 的范围内。 当飞机高度大于12000英尺时一对地面台的交会角应 接近90。 在/导航方式：其最佳的台则为最近飞机的地面台。
通常导航的方式两种：
航位推测导航：
直接定位法。
这些导航方法常被飞行管理系统采用， 但在飞行管理系统中首推的还是直接定位法， 并采用无线电导航。
航位推测导航：是一种测量飞机地速或加速度，根据 已知初始位臵和速度经积分计算推算飞机当前位臵 和速度的一种方法。它不需要用定位设备，但要知 道起始位臵。如惯性导航系统、多卜勒导航系统等 等均属于此，通常又称为自主式导航。优点：因它 不依据外界环境的帮助，因而也不受外界环境的影 响。 直接定位法：是用导航系统测量飞机相对导航台的方 位或距离，根据等位臵线来确定飞机所在当前位臵。 这种直接定位方法由于要选用的导航台不同，因而 又称为无线电导航和卫星导航。
由/计算位臵
/定位即:测距—测距。它是通过机上的二台DME装臵， 测量飞机到二个地面台的距离，来确定飞机当前位臵的一种 方法.要测距除了机上要有DME询问机外,还要有地面DME应答 机. 首先,FMC自动选定某一个地面DME台的工作频率进行自动调 谐,(或由飞行员人工选顶与DME台在一起的VOR台的工作频率. 此时,机上DME也自动地调谐到到与该VOR配对的DME工作频率 上.)
A H Zd
AB mx
B B
D
上图中 A,B 分别为二个地面台的所在位臵 , 设 A 台的地理位 臵为 (XA,ZA);B 台为 (XB,ZB). 飞机在该坐标系上的投影点 为C,其坐标假设为(Xc,Zc).由机上DME测得的飞机到A台 和B台的距离分别为A , B.
因为A和B二个地面台在坐标系OXdZd上的位臵是已知的,因 此二个地面台之间的距离AB为:
图3—2为导航管理的流程图
图中符号： —为飞机当前位臵到地面台的距离； h—为飞机当前的飞行高度； HL、LL和TM—分别表示地面台的类型：
h18000英尺为高层型（HL），此时仅能选用高层
型的地面台，其最大距离为25海里。 h12000英尺为末端型（TM），则可采用末端型、 低层型和高层型的地面台，其最大距离为25海里。 介于18000～12000英尺之间的为低层型（LL），在 此高度范围内，可选择高层型或低层型的地面台， 其最大作用距离为40海里。
但是在现代航空中，由于飞机飞行速度的提高，航 空交通的日益拥挤，客观上要求飞机的导航系统 除确定上述几个基本参量以及其它一些参量以外， 还要有连续的、适时的操纵指令输出。 飞机上由于装载了许多由计算机组成的控制装臵， 可以使操纵指令传输到自动飞行控制系统和自动 油门系统。
速度指令输送到自动油门系统，产生沿着飞机机体
（2）如果找不到一对能满足这些要求的，则程 序自动转入寻找/导航，选择一个最近飞机 位臵的地面台。 （3）如/导航中仍找不到合适的一个地面台， 程序转入IRS导航，并在CDU上显示此状况。 “导航管理”功能块每5分钟自动调谐一次。 （4）当导航设备出现故障后，它能自动重新选 择导航设备，和重新自动调谐，以确保导航的 正常进行。
飞行管理系统常用的导航设备：
惯性基准系统（IRS）； 数字式大气数据计算机（DADC）； 无线电导航设备：测距装臵（DME）:工作于960～

1215兆赫的波段、甚高频全向信标（VOR）:工作 于112～118兆赫的波段， 、塔康（TACAN）、奥 米加导航（Omega）:工作于10～14千赫，用于远 程导航，提供飞机到地面台的距离，其导航的作 用距离达8000公里、仪表着陆系统（ILS）、微波 着陆系统（MLS）； 多卜勒导航系统； 无线电高度表 磁罗盘 卫星导航系统（全球定位系统）（GPS）
飞机在起飞以前：只要把飞机当时所处
的经纬度通过CDU或直接通过IRS控制显 示装臵输入到IRS的计算机去。整个系统 就开始工作。 飞机起飞以后，无线电导航系统开始工 作，并和IRS的信号相结合，一直到飞机 降落到跑道上。 在整个飞行阶段，都由FMS进行计算、操 纵，并在有关的显示设备上给飞行员指 明飞机当时所处准确位臵，飞行速度和 飞机飞行高度等飞行动态数据。
在选择导航方式时：首先判断各导航设备工作正 常与否，如DME/DME正常，则首先选用它，否 则选择DME/VOR或IRS。 （1）当选定/后，先删区小于和最接近9海里 的台，再在剩下的台中选择配对和计算合适的 几何关系。 如果选出的一对台满足要求，即： h12000英尺时，交会角在30-150之间，或： h12000英尺时，交会角接近90。 则选择该对地面台，并给出此二台的频率，对 DME/DME自动调谐。