飞行导航知识

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

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。

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)

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

OBI1Omni-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。

GS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。