飞机导航系统讲义
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A320机型 第34章导航系统
34章重点1. 在PFD上能看见高度、姿态、垂直速度、飞行速度、FMA(飞行方式指引)、航向；PFD上不能看见时间信息。
2. 无线电导航系统的调谐方式有3种，分别为：自动调谐方式（FMGC）、人工调谐方式（MCDU）、备用调谐方式（RMP）3. 两个FMGC都故障，导航台调节由RMP（备用方式）控制。
机长用RMP控制本侧导航，F/O一侧用RMP2控制。
4. DDRMI由ADIRU 1和ADIRU 3提供导航的显示数据信号，正常由1供，ATT切换电门可以切换到3号供。
5. 导航系统中显示磁航向的仪表是：PFD、ND、备用罗盘（ISIS）6. 备用高度表在高度低于1万时，左边鼓轮显示：黑色白色条纹。
7.无线电调谐的时候，FMGC 1坏了，FMGC2可自动调谐所有的导航收发机的频率。
MCDU可以人工调谐所有导航接收机频率。
FMGC1坏了，本身使用的A口就不能用了，可以通过RMP的A/B切换电门切换到B口，由FMGC2直接调谐。
（P68）正常情况下，本侧RMP只能调谐本侧。
7. 导航系统中有故障旗的系统是：备用地平仪。
8. ND显示正确的是：ADF的系统不在计划方式显示，ROSE有ILS,VOR,NAV三种方式。
10.PLAN方式以磁北方向为参考基准。
11. 什么时候热电瓶汇流条给ISIS供电？计算空速>50节，且DC ESSBUS失效的时候。
12. ISIS的空速数据来自于ADIRU 1和3，ISIS的ILS数据来自于MMR1。
13. ISIS在地面，同时按压BUGS和LS 2秒可以进入维护模式14. 白色校准灯闪烁表示：校准出现问题，如校准时移动，未输入经纬度等。
15. 惯导ADM，有3个全压（空速管3个），5个静压（静压口6个，两个备用的用1个ADM）16. 惯导2失效，ATC 2的气压高度数据来自于：ADIRU 3（将大气数据电门切换到F/O3，当源有问题的时候，只能人工切换，不能自动切换）17. SD上的总温信息来自ADIRU1或者3。
飞机导航系统ppt课件
导航和监视
导航用GNSS卫星信息是以GPS为主,提供飞机导航所需要的信 息,并以多种方式显示给飞行员。 一方面飞机用伪距测量出的定位数据通过空地数据链发送到 地面管制中心。 另一方面,在飞机响应地面管制中心的询问或访问时,发出合 适的测距码信号,地面设备测量和处理这种测距信号的相对 到达时间就可以确定飞机的位置。地空数据链除了向飞机提 供管制信息外,还可以向飞机提供差分校正数据、卫星和地 面管制中心质量状况等信息,以保证导航和监视的可靠性和 精度,进而减小飞行间隙,增加飞行流量,让飞机以最佳的飞 行轨迹和飞行剖面飞行,降低成本,提高经济效益,同时可以 减少因天气原因造成的延误,提高航班正点率。
系统特点3自动相关监视将高精度的卫星导航与数据通信结合起来不仅扩展了监视能力缩短了飞行间隔而且能使空中交通管理中心在全面实时准确掌握空情时减少地面设备的需要量从而减少基础设施建设与维护费4空中交通管理是以新型的通信导航和监视为基础的自动化管理能为飞机提供最佳飞行剖面及灵活的流量控制提高交通管制的实时性应变性并将从程序性管制过渡到战术性管制
如果预先知道基线的精确长度,则附加一个基线长度约 束方程： 这样,只需同时观测两颗卫星即可解得基线向量。
正常GPS卫星信号下 飞行参数的计算
3. GPS导航信号失锁处理 1. 飞机位置的推算 辅助方式导航： 由于信号存在误差,在计算机屏幕上表现为当定位位置
固定不变时,的位置在一个圆内变化。当飞机飞行 时,位置的偏差对飞机航迹、航向的影响就比较大, 不能反映真实的航迹和航向,这时就要通过辅助方 式进行导航。 2.航向修正 a) 对点飞行 b) 按预定航线飞行 c) 航线切换
“ ” GPS飞机导航分析
GPS在飞机导航中 工作方式
虽然GPS有极高精度的突出优点,但它属于被动式导航, 有受外界因素影响和少数地区覆盖不到等缺点。 而惯导系统有自主导航能力强、相对精度较高的优点, 但存在误差随时间积累的缺点。 因此,在飞行管理系统中,往往将这两个系统数据结合 应用。一方面,将惯导系统数据送至GPS接收机,可改 善其重新捕获卫星信号的能力,在卫星覆盖不好的周期 内,帮助GPS提高精度。另一方面,用GPS位置数据校 准惯导传感器,以减少惯性基准系统的漂移。 在GPS飞机导航中的工作方式有4种方式： 截获方式、导航方式、高度辅助方式和辅助方式。
飞机导航系统(机电)机电设备维修 电子设备维修 电子设备舱 机务专用 教育
输入接收机。定向机只能用以接收所选择电台的信号，相当于 一台收音机，不能定向。
• 测试（TEST） • 用于测试定向 • 机系统。
3、方位指示器
无线电方位磁指示器RMI
4、天线
• 环形天线 接收电磁波磁场部分 • 环形天线是一种有方向性的天线，用
来提供方位信息。其方向性图为以环形 天线为中心的“8 ”字图形。 • 垂直天线 接收电磁波电场部分 • 无方向性天线，接收信号来调谐接收 机并与环形天线信号叠加实现单值定向。
无线电磁指示器（RMI）： 可指示磁航向、VOR方位、 相对方位角。 • 水平状态显示器（EHSI） 如下图。
4、天线
VOR/LOC接收天线安装在飞机垂直安 定面的顶部，可接收VOR信标和航向LOC 信标的108-117.95MHz的甚高频信号。
三、基本工作原理
有关的角度定义
•
1、 VOR方位角
• 现代机载自动定向机大多采用超外差式调 幅接收电路。
2、控制盒与定向机的工作方式
• 功用：用来选择接收机的工作频率和工作方式。 • 定向（ADF）方式 • 此时定向机可利用方向性天线（环形天线）和垂直天线（无方
向性天线）的信号实现自动定向。
• 天线（ANT方式） • 当方式开关置于天线方式时，只有垂直天线所接收的信号可以
2、着陆标准等级
• Ⅰ类设施的运用性能：在跑道视距不小于800m 的条件下，以高的进场成功概率，能将飞机引 导至60m的决断高度。
• Ⅱ类设施的运用性能：在跑道视距不小于400m 的条件下，以高的进场成功概率，能将飞机引 导至30m的决断高度。
• Ⅲ类设施的运用性能：没有决断高度限制，在跑道 视距不小于200m的条件下，着陆的最后阶段凭外界 目视参考，引导飞机至跑道表面。因此目叫“看着 着陆”（see to land）。
• 测试（TEST） • 用于测试定向 • 机系统。
3、方位指示器
无线电方位磁指示器RMI
4、天线
• 环形天线 接收电磁波磁场部分 • 环形天线是一种有方向性的天线，用
来提供方位信息。其方向性图为以环形 天线为中心的“8 ”字图形。 • 垂直天线 接收电磁波电场部分 • 无方向性天线，接收信号来调谐接收 机并与环形天线信号叠加实现单值定向。
无线电磁指示器（RMI）： 可指示磁航向、VOR方位、 相对方位角。 • 水平状态显示器（EHSI） 如下图。
4、天线
VOR/LOC接收天线安装在飞机垂直安 定面的顶部，可接收VOR信标和航向LOC 信标的108-117.95MHz的甚高频信号。
三、基本工作原理
有关的角度定义
•
1、 VOR方位角
• 现代机载自动定向机大多采用超外差式调 幅接收电路。
2、控制盒与定向机的工作方式
• 功用：用来选择接收机的工作频率和工作方式。 • 定向（ADF）方式 • 此时定向机可利用方向性天线（环形天线）和垂直天线（无方
向性天线）的信号实现自动定向。
• 天线（ANT方式） • 当方式开关置于天线方式时，只有垂直天线所接收的信号可以
2、着陆标准等级
• Ⅰ类设施的运用性能：在跑道视距不小于800m 的条件下，以高的进场成功概率，能将飞机引 导至60m的决断高度。
• Ⅱ类设施的运用性能：在跑道视距不小于400m 的条件下，以高的进场成功概率，能将飞机引 导至30m的决断高度。
• Ⅲ类设施的运用性能：没有决断高度限制，在跑道 视距不小于200m的条件下，着陆的最后阶段凭外界 目视参考，引导飞机至跑道表面。因此目叫“看着 着陆”（see to land）。
飞机导航系统PPT课件
2022/3/22
7
基于空基的飞机导航系统—— 空中交通管理系统：硬件系统CNS/软件系统ATM 其中硬件系统中分为通信、导航、监视三部分,软件系 统包括空域管理、空中交通服务和空中交通流量管理 三大部分内容。
2022/3/22
8
“ ” GPS 飞机导航 工作原理
2022/3/22
9
系统概述
GPS飞机导航系统是利用全球定位系 统,结合数字地图显示功能，能提供飞 机导航的实时位置和环境信息的系统, 并按照需要有效地引导飞机的设备安 全顺利地完成飞行任务。
飞机导航、进场着陆与空地通信等。系统的核心是导航处理器完成
导航计算、控制通信、支持各种显示设备。通信实现空地双工数据
交换。
3、地面系统
地面系统主要包括地面雷达网链、VHF网、ARTCC和TCC,以及
DGNSS基准台等,主要任务是对空中飞机进行交通管理，使之安全、
有序地飞行与进场着陆,以提高空间利用率,进而提高运营效益。
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2022/3/22
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导航和监视
导航用GNSS卫星信息是以GPS为主,提供飞机导航所需要的 信息,并以多种方式显示给飞行员。 一方面飞机用伪距测量出的定位数据通过空地数据链发送到 地面管制中心。 另一方面,在飞机响应地面管制中心的询问或访问时,发出合 适的测距码信号,地面设备测量和处理这种测距信号的相对 到达时间就可以确定飞机的位置。地空数据链除了向飞机提 供管制信息外,还可以向飞机提供差分校正数据、卫星和地 面管制中心质量状况等信息,以保证导航和监视的可靠性和 精度,进而减小飞行间隙,增加飞行流量,让飞机以最佳的飞行 轨迹和飞行剖面飞行,降低成本,提高经济效益,同时可以减少 因天气原因造成的延误,提高航班正点率。
飞机导航系统
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系统构成
系统由空间、机载和地面3部分组成。 空间部分为全球导航卫星系统的所有星座以及用于 卫星通信的卫星。 机载部分包括全球卫星导航接收机,以及各种数据、 话音通信设备与通信管理器。 地面部分就是话音通信设施与通信管理器、数据处 理、数据显示以及ATM工作站和自动化设备。另外 还包括利用差分技术提高精度的基准站与监测站等。
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工作原理
卫星系统具有全球覆盖,全天候通信、导航和监视 能力。 导航的作用就是向ATM系统内的飞机提供位置、速 度、航向和时间等导航信息。 监视就是向所管制的飞机提供可靠、安全的飞行管 理信息通信就是要在地面和飞机间完成数据交换, 包括话音和数据通信。
导航和监视
监视采用GNSS卫星信息和地面雷达组合,部分地区可以只采 用GNSS进行航路监视,这样既保证监视和导航的相对独立性, 也可以改进监视精度。 在监视过程中,飞机信息的获取和跟踪需要一定时间,获取过 程涉及进入管制范围新飞机的识别和初始位置确定。 当地面管制中心获得足够信息,则监视过程进行跟踪方式,在 跟踪过程中飞机通过空地通信链有规律地向地面提供数据, 管制中心通过查询方式或时分多址访问方式接收飞机报告的 数据。
A320机型 第34章导航系统
34章重点1.在PFD上能看见高度、姿态、垂直速度、飞行速度、FMA(飞行方式指引)、航向；PFD上不能看见时间信息。
2.无线电导航系统的调谐方式有3种，分别为：自动调谐方式（FMGC）、人工调谐方式（MCDU）、备用调谐方式（RMP）3.两个FMGC都故障，导航台调节由RMP（备用方式）控制。
机长用RMP控制本侧导航，F/O一侧用RMP2控制。
4.DDRMI由ADIRU 1和ADIRU 3提供导航的显示数据信号，正常由1供，ATT切换电门可以切换到3号供。
5.导航系统中显示磁航向的仪表是：PFD、ND、备用罗盘（ISIS）6.备用高度表在高度低于1万时，左边鼓轮显示：黑色白色条纹。
7.无线电调谐的时候，FMGC 1坏了，FMGC2可自动调谐所有的导航收发机的频率。
MCDU可以人工调谐所有导航接收机频率。
FMGC1坏了，本身使用的A口就不能用了，可以通过RMP的A/B切换电门切换到B口，由FMGC2直接调谐。
（P68）正常情况下，本侧RMP只能调谐本侧。
7.导航系统中有故障旗的系统是：备用地平仪。
8.ND显示正确的是：ADF的系统不在计划方式显示，ROSE有ILS,VOR,NA V三种方式。
10.PLAN方式以磁北方向为参考基准。
11.什么时候热电瓶汇流条给ISIS供电？计算空速>50节，且DC ESS BUS失效的时候。
12.ISIS的空速数据来自于ADIRU 1和3，ISIS的ILS数据来自于MMR1。
13.ISIS在地面，同时按压BUGS和LS 2秒可以进入维护模式14.白色校准灯闪烁表示：校准出现问题，如校准时移动，未输入经纬度等。
15.惯导ADM，有3个全压（空速管3个），5个静压（静压口6个，两个备用的用1个ADM）16.惯导2失效，A TC 2的气压高度数据来自于：ADIRU 3（将大气数据电门切换到F/O3，当源有问题的时候，只能人工切换，不能自动切换）17.SD上的总温信息来自ADIRU1或者3。
飞机 导航系统
第十四章 导航系统 A320
第十四章 导章 导航系统
A320
第十四章 导航系统
A320
第十四章 导航系统
指点信标
（1）作用 提供距离引导，向飞行员提示到跑道入口的距离。
指点标机向上空发射一束锥形波束，当飞机通过指点标 上空时，飞机内的接收显示设备即发出灯光和音响信号， 使飞行员知道自己所处位置。
组合导航的方式很多，目前多以惯性导航系统为主， 辅之以无线电导航系统，如 VOR/DME/ 惯性导航系统等。还 有GPS/INS，组合卫星定位系统（GPS/GLONASS）
第十四章 导航系统
本章重点
1.导航的定义 2.航向的定义，航向的种类 3.航线、航路、航迹的定义 4.惯性导航系统的组成和工作原理是什么？ 5.惯性导航系统的特点是什么？ 6.NDB导航系统是如何工作的，它测量的是什么参 数？ 7.VOR导航系统是如何工作的，它测量的是什么参 数？ 8.ILS系统是如何引导飞机着陆的？ 9.一次、二次雷达的区别是什么？ 10.GPS导航的特点是什么？
第十四章 导航系统 （3）二次雷达
工作原理
由询问机和应答机组成。 二次雷达由地面询问雷达发射一定模式的询问信号； 机载应答机收到询问信号后，经过信号处理、译码，然 后由应答机发回编码的回答信号。 地面雷达收到这个回答信号，也经过信号处理，把飞机 代号、高度、方位、距离和速度显示在终端显示器上。
第十四章 导航系统 S模式二次雷达 S模式的优点： （1）有选择地询问，防止信号范围内的所有飞机同时应 答所引起的系统饱和、混淆发生； （2）一机一码，防止询问信号串扰其他飞机； （3）为ATC服务提供数据链能力，为VHF话音通信提供备 份； （4）实现对飞机状态的跟踪监视； （5）使用单脉冲技术有效地改善了角度分辨能力，提高 了方位数据的精度。
C919机组培训-导航系统
集成式备用仪表
➢ 控制和指示
✓ 亮度控制
1. 按压BRT按钮，进入亮度模式； 2. 旋转BARO旋钮，调节LCD亮度。
集成式备用仪表
➢ 控制和指示
✓ 气压控制
旋转BARO旋钮，调节气压基准； 按压STD按钮，设置标准气压基准。
集成式备用仪表
➢ 控制和指示
✓ 维护模式
• 同时按压BRT按钮和STD按钮； • 条件：地面，指示空速低于60节。
大气数据系统
➢ 功能
大气数据系统还包含探头加温控制系统，通过大气数据软件的加热控制 逻辑、电源系统的智能配电系统和相应的探头加热元件给全压探头、机 身静压孔、总温传感器、攻角传感器加热除冰，并监控加热电流，将相 应的告警信息输出到EICAS。
大气数据系统
➢ 组成
三套大气数据软件，驻留在飞控计算机中； 两对静压孔，安装在机头和前机身； 一对全静压探头，安装在机头； 一对全压探头，安装在机头； 一对总温传感器，安装在机头； 两对攻角传感器，安装在前机身； 八个ADM，安装在传感器附近； 三套大气数据加温控制器，安装在前EE舱； 一套全静压管路安装在前电子设备舱和驾驶舱。
✓ 广播式自动相关监视接收功能（ADS-B IN）；
✓ 广播式自动相关监视发送功能（ADS-B OUT) 。
综合监视系统
➢ 组成
一套综合监视系统处理单元，安装在前EE舱； 一套精简型综合监视系统处理单元，安装在前EE舱； 一套气象雷达收发模块（与平板天线及驱动装置组合安装），安装在
雷达舱； 两套交通监视天线，分别安装在机身顶部和底部； 八个交通监视天线继电器，安装在前EE舱； 两个光电转换器，安装在前EE舱。
无线电高度表
➢ 组成
两套无线电高度表收发机，安装在后货舱三角区； 四个无线电高度表天线，安装在机身底部。
【空客A320培训PPT课件】导航系统ADIRS系统概述
导航系统
MENU ADIRS 概述
22/45
ALIGN
ALIGN
ALIGN
导航系统
“ON BAT”灯亮表明ADIRU正仅由飞机电瓶供电。 在全校准开始时此灯也亮几秒钟，表明电瓶电路正在测 试。在正常和非正常操作程序中我们将对此做进一步讨论 。
MENU ADIRS 概述
23/45
ALIGN
ALIGN
ALIGN
导航系统
MENU ADIRS 概述
24/45
ALIGN
ALIGN
ALIGN
导航系统
每一惯性基准组件有各自的指示器。
当相应的IRU正处于正常的“校准（ALIGN）”过 程时，白色的“ALIGN”灯亮。
MENU ADIRS 概述
25/45
导航系统
MENU ADIRS 概述
26/45
导航系统
导航系统
ADIRS 选择器
此板可分成上、下两部分，它们分别用于IR 和ADR的操作。
三个旋转方式选择器控制IR和ADR。
MENU ADIRS 概述
19/45
ADIRU1
ADIRU3
ADIRU2
导航系统
三个ADIRU的控制指示器组合在一起并按1 号、3号和2号排列。
MENU ADIRS 概述
20/45
机组利用系统选择器可关闭显示或选择显示 三个ADIRU之一中的信息。
现在，我们将以系统3为例。请注意，现在 的显示是3号ADIRU的现时位置（PPOS）信息 。
MENU ADIRS 概述
33/45
导航系统
MENU ADIRS 概述
34/45
北在那个 方向...
导航系统
飞机通信与导航系统PPT课件
• 加速计（测飞机加速度） • 陀螺仪（测量角度） • 根据牛顿惯性定理，利用惯性原件，测算
的飞机航向的数据。
惯性基准导航系统
• IRS • 提供飞机姿态，航向，飞机当前位置等信
息
惯性导航
• （1）不依赖于任何外部信息．也不向外部辐射能 量的自主式系统．故隐蔽性好且不受外界电磁干 扰的影响；
• （2）可全天侯全球、全时间地工作于空中地球表 面乃至水下．
飞机导航系统
飞机导航系统可以确定飞机的位置并引 导飞机按预定航线飞行的整套设备 （包括飞机上的和地面上的设备）
导航方法
• 导航的关键在于确定 飞机的瞬时位置 • 5种方法： • 目视定位：起飞和降落过程 • 航位推算：飞行速度， 航向，风向（人工，电脑）
几何定位：距离，角度测算， 电脑完成
导航方法
• 在地面，飞机通信寻址与报告系统由一个 有多个无线电收发机构成的网络组成，它 可以接受（或发送）数据链消息，并将其 分发到网络上的不同航空公司。
应用工作流程OOOI
• 自动检测和报告飞机在主要飞行阶段 • Out of the gate推出登机门 • Off the ground；离地起飞 • On the ground；着陆 • Into the Gate，停靠登机门 • 工业上简称OOOI • 数据保存下来事实的与地面进行数据交换
black box
• “黑匣子”是飞机 专用的电子记录设 备之一。飞机各机 械部位和电子仪器 仪表都装有传感器 与之相连。
• 每架飞机上首尾部 各有一个。
黑匣子
• 飞行数据记录器 Flight Data Recorder，FDR
• 能记录飞机的系统工作状况和引擎工作参数等飞行参数，内 容包括：空中飞行速度、高度、航向、发动机推力资料、俯 仰与滚动资料、纵向加速度资料及许多参数资料
的飞机航向的数据。
惯性基准导航系统
• IRS • 提供飞机姿态，航向，飞机当前位置等信
息
惯性导航
• （1）不依赖于任何外部信息．也不向外部辐射能 量的自主式系统．故隐蔽性好且不受外界电磁干 扰的影响；
• （2）可全天侯全球、全时间地工作于空中地球表 面乃至水下．
飞机导航系统
飞机导航系统可以确定飞机的位置并引 导飞机按预定航线飞行的整套设备 （包括飞机上的和地面上的设备）
导航方法
• 导航的关键在于确定 飞机的瞬时位置 • 5种方法： • 目视定位：起飞和降落过程 • 航位推算：飞行速度， 航向，风向（人工，电脑）
几何定位：距离，角度测算， 电脑完成
导航方法
• 在地面，飞机通信寻址与报告系统由一个 有多个无线电收发机构成的网络组成，它 可以接受（或发送）数据链消息，并将其 分发到网络上的不同航空公司。
应用工作流程OOOI
• 自动检测和报告飞机在主要飞行阶段 • Out of the gate推出登机门 • Off the ground；离地起飞 • On the ground；着陆 • Into the Gate，停靠登机门 • 工业上简称OOOI • 数据保存下来事实的与地面进行数据交换
black box
• “黑匣子”是飞机 专用的电子记录设 备之一。飞机各机 械部位和电子仪器 仪表都装有传感器 与之相连。
• 每架飞机上首尾部 各有一个。
黑匣子
• 飞行数据记录器 Flight Data Recorder，FDR
• 能记录飞机的系统工作状况和引擎工作参数等飞行参数，内 容包括：空中飞行速度、高度、航向、发动机推力资料、俯 仰与滚动资料、纵向加速度资料及许多参数资料
飞机通信与导航系统课件
飞机导航系统的历史与发展
早期飞机导航
依靠地面标志、罗盘和地图等简单工具进行导航。
无线电导航技术
20世纪初开始应用无线电导航技术，如无线电测向和无线电罗盘等。
惯性导航系统
20世纪50年代开始应用惯性导航系统，该系统利用陀螺仪和加速度 计等惯性传感器测量和补偿飞机的运动参数。
卫星定位系统
20世纪70年代以后，卫星定位系统如GPS、GLONASS等逐渐取代传 统的导航方式，成为现代飞机导航的主要手段。
导航系统能够实时监测和纠正飞机的位置和航向，避免飞机偏离 预定航线或与其他障碍物相撞，从而保证飞行安全。
提高飞行效率
通过导航系统，飞行员可以更准确地判断飞行距离和时间，选择最 佳航线，提高飞行效率，减少燃油消耗和飞行时间。
增强机场运行能力
机场的导航设施能够引导飞机准确降落和起飞，提高机场的运行能 力和航班正点率。
CHAPTER
05
飞机通信与导航系统的应用与 挑战
飞机通信与导航系统的应用场景
飞机通信系统
空地通信：确保飞机与地面控制塔之 间的信息传递，包括飞行计划、位置
更新、天气信息等。
机内通信：机组人员之间的内部通信 ，包括飞行员、乘务员和空中交通管 制员之间的沟通。
飞机导航系统
空中导航：通过卫星、地面站和惯性 导航系统确定飞机位置，并引导飞机 沿着预定航线和高度飞行。
优点
覆盖范围广、精度高、可靠性高、全 天候工作。
缺点
受卫星数量和分布限制，信号可能受 到干扰或遮蔽。
自动定向机
自动定向机
利用地磁感应原理进行飞机航 向测量的导航设备。
工作原理
通过测量地球磁场并比较飞机 上安装的三个磁力计的读数， 确定飞机航向。
无线电导航系统讲义
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。
第15章导航系统知识讲解
再通过一次积分运算得到载体的位移信息，在载体初 始位置已知的情况下，便又得到载体相对导航坐标系的即 时位置信息。
由于飞机的速度和位置是由测得的加速度经过积分而得 到的，因此必须知道初始条件，如初始速度和位置。在静 基座(地面)情况下，初始速度为零，初始位置为当地的经、 纬度。
第十五章 导航系统
2.特点
第十五章 导航系统
一、惯性导航 1.基本工作原理
惯性导航系统利用惯性敏感元件（陀螺仪和加速度计） 通过测量飞机相对于惯性空间的线性加速度和角加速度，在 给定运动初始条件下，由计算机计算出飞机的经纬度位置、 航迹、航向、姿态、升降速度和地速等信息，并将这些信息 传送给飞行仪表系统、飞行管理系统和自动飞行系统。 而实现的远程自主式导航方法。
第十五章 导航系统
第十五章 导航系统
惯性基准组件IRU (2个)-导航计算； 方式选择组件MSU( 1个)-提供系统方式选择功能； 惯性系统显示组件ISDU(1个)-提供操作者与系统之间的联
系；
数模转换器DAA(2个)-将接收到的数字输入信号转换成模
拟信号输出。
第十五章 导航系统
（1）惯性基准组件-IRU
第十五章 导航系统
校准惯导： 1.IRS进入导航方式前先 输入飞机当前位置。 通常用FMC的MCDU输 入； 也可以用惯导组件的键 盘输入。 2.校准惯导 校准期间飞机必须保持静 止。 正常校准：10分钟 快速校准：30秒
A320
第十五章 导航系统
（3）惯性系统显示组件
惯性系统显示组件（ISDU）提供机组与IRU之间的联 系，主要用来做数据输入、系统状态通告、导航信息选 择显示。
第十五章 导航系统
第十五章 导航系统
显示选择：控制左、右显示窗上导航数据的显示： TK/GS——真航迹角/地速； PPOS——飞机当前位置的纬、经度； WIND——风速和真风向； HDG/STS——真航向/状态； TEST——提供测试信号给选择的IRU； BRT——调节显示窗的亮度。
由于飞机的速度和位置是由测得的加速度经过积分而得 到的，因此必须知道初始条件，如初始速度和位置。在静 基座(地面)情况下，初始速度为零，初始位置为当地的经、 纬度。
第十五章 导航系统
2.特点
第十五章 导航系统
一、惯性导航 1.基本工作原理
惯性导航系统利用惯性敏感元件（陀螺仪和加速度计） 通过测量飞机相对于惯性空间的线性加速度和角加速度，在 给定运动初始条件下，由计算机计算出飞机的经纬度位置、 航迹、航向、姿态、升降速度和地速等信息，并将这些信息 传送给飞行仪表系统、飞行管理系统和自动飞行系统。 而实现的远程自主式导航方法。
第十五章 导航系统
第十五章 导航系统
惯性基准组件IRU (2个)-导航计算； 方式选择组件MSU( 1个)-提供系统方式选择功能； 惯性系统显示组件ISDU(1个)-提供操作者与系统之间的联
系；
数模转换器DAA(2个)-将接收到的数字输入信号转换成模
拟信号输出。
第十五章 导航系统
（1）惯性基准组件-IRU
第十五章 导航系统
校准惯导： 1.IRS进入导航方式前先 输入飞机当前位置。 通常用FMC的MCDU输 入； 也可以用惯导组件的键 盘输入。 2.校准惯导 校准期间飞机必须保持静 止。 正常校准：10分钟 快速校准：30秒
A320
第十五章 导航系统
（3）惯性系统显示组件
惯性系统显示组件（ISDU）提供机组与IRU之间的联 系，主要用来做数据输入、系统状态通告、导航信息选 择显示。
第十五章 导航系统
第十五章 导航系统
显示选择：控制左、右显示窗上导航数据的显示： TK/GS——真航迹角/地速； PPOS——飞机当前位置的纬、经度； WIND——风速和真风向； HDG/STS——真航向/状态； TEST——提供测试信号给选择的IRU； BRT——调节显示窗的亮度。
飞机导航系统
导航系统
• 引导飞机沿着预定航线飞到预定地点 • 随时给出飞机准确的即时位置
• 在军事上，导航系统还要配合其他系 统完成武器投放、侦察、巡逻、反潜、 预警和救援等任务。
一、无线电导航
• 测向无线电设备 接收地面导航台信号，确定自身方位 • 测距无线电设备 根据无线电信号的传输时间，计算距离 • 测距差无线电设备 远程导航系统，测量各个导航台信号的相 位差 • 测速无线电设备 利用多普勒效应 • 通信、导航、识别综合系统
地形匹配
景象匹配
电子地图
五、天文导航
• 观测天体 • 获取飞行器位置和航向信息
六、组合导航
• 惯性导航
自主性强、隐蔽性好、短时间精度高 定位误差随时间积累 定位误差不积累
• 无线电导航
易受外界干扰、易被发现，需导航台
• 图像匹配导航 • 天文导航
• 层 定位精度高，全球、全天候 需要复杂的定位设备
二、惯性导航
加速度
积分
速度
积分
位移
• 存在误差积累
三、卫星导航系统
GPS • 导航卫星 18颗导航卫星，运行周期接近12h • 地面站组 四个监控站、一个上行注入站和一个主控 站 • 用户设备 接收机
美国全球定位系统（GPS）
四、图像匹配导航
• 获取地理特征的图像信息 • 与原图匹配
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• 引导飞机沿着预定航线飞到预定地点 • 随时给出飞机准确的即时位置
• 在军事上，导航系统还要配合其他系 统完成武器投放、侦察、巡逻、反潜、 预警和救援等任务。
一、无线电导航
• 测向无线电设备 接收地面导航台信号，确定自身方位 • 测距无线电设备 根据无线电信号的传输时间，计算距离 • 测距差无线电设备 远程导航系统，测量各个导航台信号的相 位差 • 测速无线电设备 利用多普勒效应 • 通信、导航、识别综合系统
地形匹配
景象匹配
电子地图
五、天文导航
• 观测天体 • 获取飞行器位置和航向信息
六、组合导航
• 惯性导航
自主性强、隐蔽性好、短时间精度高 定位误差随时间积累 定位误差不积累
• 无线电导航
易受外界干扰、易被发现，需导航台
• 图像匹配导航 • 天文导航
• 层 定位精度高，全球、全天候 需要复杂的定位设备
二、惯性导航
加速度
积分
速度
积分
位移
• 存在误差积累
三、卫星导航系统
GPS • 导航卫星 18颗导航卫星，运行周期接近12h • 地面站组 四个监控站、一个上行注入站和一个主控 站 • 用户设备 接收机
美国全球定位系统（GPS）
四、图像匹配导航
• 获取地理特征的图像信息 • 与原图匹配
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1、空间系统 新CNS/ATM的空间系统是一种导航、监视和通信功能都依赖于空间卫 星的纯空间系统。 飞机的位置数据由监视通信卫星地面卫星控制中心（SCC），命令 指令与请求数据由控制中心监视通信卫星飞机。SCC收集与处理 监视数据,且与飞机及管制中心进行数据通信。 2、机载系统 机载系统包括航处理器、数据记录及显示器等，所要完成的任务是 飞机导航、进场着陆与空地通信等。系统的核心是导航处理器完成 导航计算、控制通信、支持各种显示设备。通信实现空地双工数据 交换。 3、地面系统 地面系统主要包括地面雷达网链、VHF网、ARTCC和TCC,以及DGNSS基 准台等,主要任务是对空中飞机进行交通管理，使之安全、有序地飞 行与进场着陆,以提高空间利用率,进而提高运营效益。 DGNSS供飞机导航与监视； ARTCC主要提供航路服务,同时作为TCC之间的通信接口； TCC则进行终端区域的飞行管理确保飞机安全起飞与着陆。
工作原理
卫星系统具有全球覆盖,全天候通信、导航和监视 能力。 导航的作用就是向ATM系统内的飞机提供位置、速 度、航向和时间等导航信息。 监视就是向所管制的飞机提供可靠、安全的飞行管 理信息通信就是要在地面和飞机间完成数据交换, 包括话音和数据通信。
导航和监视
监视采用GNSS卫星信息和地面雷达组合,部分地区可以只采 用GNSS进行航路监视,这样既保证监视和导航的相对独立性, 也可以改进监视精度。 在监视过程中,飞机信息的获取和跟踪需要一定时间,获取过 程涉及进入管制范围新飞机的识别和初始位置确定。 当地面管制中心获得足够信息,则监视过程进行跟踪方式,在 跟踪过程中飞机通过空地通信链有规律地向地面提供数据, 管制中心通过查询方式或时分多址访问方式接收飞机报告的 数据。
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系统构成
系统由空间、机载和地面3部分组成。 空间部分为全球导航卫星系统的所有星座以及用于 卫星通信的卫星。 机载部分包括全球卫星导航接收机,以及各种数据、 话音通信设备与通信管理器。 地面部分就是话音通信设施与通信管理器、数据处 理、数据显示以及ATM工作站和自动化设备。另外 还包括利用差分技术提高精度的基准站与监测站等。
全球定位系统—— 组成：卫星导航系统由导航卫星、地面台站和用户定 位设备组成。 原理：“导航星”全球定位系统采用时间测距导航定 位法。用户接收设备精确测量出系统中颗卫星发来信 号的传播时间,然后完成一组包括个方程式的数学模 型运算,就可以算出用户位置的三维坐标经度、纬度 和高度。
基于空基的飞机导航系统—— 空中交通管理系统：硬件系统CNS/软件系统ATM 其中硬件系统中分为通信、导航、监视三部分,软件 系统包括空域管理、空中交通服务和空中交通流量管 理三大部分内容。
为飞行器提供位置、 速度和时间信息。
仪表导航——飞机上有了简单的仪表，靠人工计算 得出飞机当时的位置。 无线电导航——利用无线电波的传播特性可测定飞 行器的导航参量(方位、距离和速度)，算出与规定 航线的偏差，由驾驶员或自动驾驶仪操纵飞行器消 除偏差以保持正确航线。 惯性导航系统——以牛顿力学定律为基础，通过测 量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积 分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导 航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。
导航和监视
导航用GNSS卫星信息是以GPS为主,提供飞机导航所需要的信 息,并以多种方式显示给飞行员。 一方面飞机用伪距测量出的定位数据通过空地数据链发送到 地面管制中心。 另一方面,在飞机响应地面管制中心的询问或访问时,发出合 适的测距码信号,地面设备测量和处理这种测距信号的相对 到达时间就可以确定飞机的位置。地空数据链除了向飞机提 供管制信息外,还可以向飞机提供差分校正数据、卫星和地 面管制中心质量状况等信息,以保证导航和监视的可靠性和 精度,进而减小飞行间隙,增加飞行流量,让飞机以最佳的飞 行轨迹和飞行剖面飞行,降低成本,提高经济效益,同时可以 减少因天气原因造成的延误,提高航班正点率。
GPS飞机导航系统
学号：0145130203 姓名：易家鑫 班级：地信1301班
一、飞机导航的发展 二、GPS飞机导航工作原理 三、GPS飞机导航分析
“ ” 飞机导航的发展
最佳飞行成绩为：续航时间59秒， 飞行距离260米，飞行高度3.8米， 速度48千米/小时。
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目视导航 仪表导航 无线电导航 惯性系统导航 全球定位系统 基于空基的飞机导航系统
“ ” GPS 飞用全球定位系统, 结合数字地图显示功能，能提供飞机 导航的实时位置和环境信息的系统,并 按照需要有效地引导飞机的设备安全 顺利地完成飞行任务。
航线：飞机飞行的路线。 飞机的航线不仅确定了飞机飞行具体方向、起讫点和 经停点，而且还根据空中交通管制的需要，规定了航 线的宽度和飞行高度，以维护空中交通秩序，保证飞 行安全。 首先，飞行员会把出发机场和到达机场以及途中要经 过的导航点输入到飞机的电脑中。当飞机升空后，导 航点和飞机之间会不断的交换数据，从而引导飞机的 自动飞行系统控制飞机往下一个导航点飞行。