飛機導航系統(tǒng)

1、GPS飛機導航系統(tǒng)PPT模板下載： 行業(yè)PPT模板： 節(jié)日PPT模板： PPT素材下載： PPT圖表下載： 優(yōu)秀PPT下載： PPT教程： Word教程： Excel教程： 資料下載： PPT課件下載： 范文下載： 試卷下載： 教案下載： 學號：0145130203姓名：易家鑫班級：地信1301班一、飛機導航的發(fā)展二、GPS飛機導航工作原理三、GPS飛機導航分析“”飛機導航的發(fā)展4最佳飛行成績?yōu)椋豪m(xù)航時間59秒，飛行距離260米，飛行高度3.8米，速度48千米/小時。目視導航儀表導航無線電導航慣性系統(tǒng)導航全球定位系統(tǒng)基于空基的飛機導航系統(tǒng)儀表導航儀表導航飛機上有了簡單的儀表，靠人工計算得出飛機

2、當時的位置。無線電導航無線電導航利用無線電波的傳播特性可測定飛行器的導航參量(方位、距離和速度)，算出與規(guī)定航線的偏差，由駕駛員或自動駕駛儀操縱飛行器消除偏差以保持正確航線。慣性導航系統(tǒng)慣性導航系統(tǒng)以牛頓力學定律為基礎(chǔ)，通過測量載體在慣性參考系的加速度，將它對時間進行積分，且把它變換到導航坐標系中，就能夠得到在導航坐標系中的速度、偏航角和位置等信息。為飛行器提供位置、速度和時間信息。全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)組成：組成：衛(wèi)星導航系統(tǒng)由導航衛(wèi)星、地面臺站和用戶定位設(shè)備組成。原理：原理：“導航星”全球定位系統(tǒng)采用時間測距導航定位法。用戶接收設(shè)備精確測量出系統(tǒng)中顆衛(wèi)星發(fā)來信號的傳播時間,然后完成一組包

3、括個方程式的數(shù)學模型運算,就可以算出用戶位置的三維坐標經(jīng)度、緯度和高度。基于空基的飛機導航系統(tǒng)基于空基的飛機導航系統(tǒng)空中交通管理系統(tǒng)：硬件系統(tǒng)CNS/軟件系統(tǒng)ATM其中硬件系統(tǒng)中分為通信、導航、監(jiān)視通信、導航、監(jiān)視三部分,軟件系統(tǒng)包括空域管理、空中交通服務(wù)和空中交通流量管空域管理、空中交通服務(wù)和空中交通流量管理理三大部分內(nèi)容?！啊盙PS 飛機導航 工作原理GPS飛機導航系統(tǒng)是利用全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng),結(jié)合數(shù)字地圖顯示功能數(shù)字地圖顯示功能，能提供飛機導航的實時位置和環(huán)境信息的系統(tǒng),并按照需要有效地引導飛機的設(shè)備安全順利地完成飛行任務(wù)。系統(tǒng)概述航線航線：飛機飛行的路線。飛機的航線不僅確定了飛機

4、飛行具體方向、起訖點和經(jīng)停點，而且還根據(jù)空中交通管制的需要，規(guī)定了航線的寬度和飛行高度，以維護空中交通秩序，保證飛行安全。首先，飛行員會把出發(fā)機場和到達機場以及途中要經(jīng)過的導航點導航點輸入到飛機的電腦中。當飛機升空后，導航點和飛機之間會不斷的交換數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)，從而引導飛機的自動飛行系統(tǒng)控制飛機往下一個導航點飛行。系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)由空間、機載和地面3部分組成。空間部分空間部分為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的所有星座以及用于衛(wèi)星通信的衛(wèi)星。機載部分機載部分包括全球衛(wèi)星導航接收機,以及各種數(shù)據(jù)、話音通信設(shè)備與通信管理器。地面部分地面部分就是話音通信設(shè)施與通信管理器、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)顯示以及ATM工作站和自動化設(shè)備。另

5、外還包括利用差分技術(shù)提高精度的基準站與監(jiān)測站等。1 1、空間系統(tǒng)空間系統(tǒng)新CNS/ATM的空間系統(tǒng)是一種導航、監(jiān)視和通信功能都依賴于空間衛(wèi)星的純空間系統(tǒng)。飛機的位置數(shù)據(jù)由監(jiān)視通信衛(wèi)星監(jiān)視通信衛(wèi)星地面衛(wèi)星控制中心地面衛(wèi)星控制中心（SCC），命令指令與請求數(shù)據(jù)由控制中心控制中心監(jiān)視通信衛(wèi)星監(jiān)視通信衛(wèi)星飛機飛機。SCC收集與處理監(jiān)視數(shù)據(jù),且與飛機及管制中心進行數(shù)據(jù)通信通信。2 2、機載系統(tǒng)、機載系統(tǒng)機載系統(tǒng)包括航處理器、數(shù)據(jù)記錄及顯示器等，所要完成的任務(wù)是飛機導航、進場著陸與空地通信等。系統(tǒng)的核心是導航處理器導航處理器完成導航計算、控制通信、支持各種顯示設(shè)備。通信實現(xiàn)空地雙工數(shù)據(jù)交換。3 3、地面系

6、統(tǒng)、地面系統(tǒng)地面系統(tǒng)主要包括地面雷達網(wǎng)鏈、VHF網(wǎng)、ARTCC和TCC,以及DGNSS基準臺等,主要任務(wù)是對空中飛機進行交通管理對空中飛機進行交通管理，使之安全、有序地飛行與進場著陸,以提高空間利用率,進而提高運營效益。DGNSS供飛機導航與監(jiān)視；ARTCC主要提供航路服務(wù),同時作為TCC之間的通信接口；TCC則進行終端區(qū)域的飛行管理確保飛機安全起飛與著陸。工作原理衛(wèi)星系統(tǒng)具有全球覆蓋,全天候通信、導航和監(jiān)視能力。導航的作用就是向ATM系統(tǒng)內(nèi)的飛機提供位置、速度、航向和時間等導航信息。監(jiān)視就是向所管制的飛機提供可靠、安全的飛行管理信息通信就是要在地面和飛機間完成數(shù)據(jù)交換,包括話音和數(shù)據(jù)通信。監(jiān)

7、視監(jiān)視采用GNSS衛(wèi)星信息和地面雷達組合,部分地區(qū)可以只采用GNSS進行航路監(jiān)視,這樣既保證監(jiān)視和導航的相對獨立性,也可以改進監(jiān)視精度。在監(jiān)視過程中,飛機信息的獲取和跟蹤飛機信息的獲取和跟蹤需要一定時間,獲取過程涉及進入管制范圍新飛機的識別和初始位置確定。當?shù)孛婀苤浦行墨@得足夠信息,則監(jiān)視過程進行跟蹤方式,在跟蹤過程中飛機飛機通過空地通信鏈有規(guī)律地向地面提供數(shù)據(jù)向地面提供數(shù)據(jù),管制中心管制中心通過查詢方式或時分多址訪問方式接收接收飛機報告的數(shù)據(jù)。導航和監(jiān)視導航和監(jiān)視導航導航用GNSS衛(wèi)星信息是以GPS為主,提供飛機導航所需要的信息,并以多種方式顯示給飛行員。一方面飛機用偽距測量偽距測量出的定位

8、數(shù)據(jù)通過空地數(shù)據(jù)鏈發(fā)送到地面管制中心地面管制中心。另一方面,在飛機響應(yīng)地面管制中心的詢問或訪問時,發(fā)出合適的測距碼信號測距碼信號,地面設(shè)備地面設(shè)備測量和處理這種測距信號的相對到達時間就可以確定飛機的位置位置。地空數(shù)據(jù)鏈除了向飛機提供管制信息外,還可以向飛機提供差分校正數(shù)據(jù)、衛(wèi)星和地差分校正數(shù)據(jù)、衛(wèi)星和地面管制中心質(zhì)量狀況面管制中心質(zhì)量狀況等信息,以保證導航和監(jiān)視的可靠性和精度,進而減小飛行間隙,增加飛行流量,讓飛機以最佳的飛最佳的飛行軌跡和飛行剖面飛行行軌跡和飛行剖面飛行,降低成本,提高經(jīng)濟效益,同時可以減少因天氣原因造成的延誤,提高航班正點率?！啊盙PSGPS飛機導航分析雖然GPS有極高精度

9、的突出優(yōu)點,但它屬于被動式導航被動式導航,有受外界因素影響和少數(shù)地區(qū)覆蓋不到等缺點。而慣導系統(tǒng)慣導系統(tǒng)有自主導航能力強、相對精度較高的優(yōu)點,但存在誤差隨時間積累的缺點。因此,在飛行管理系統(tǒng)中,往往將這兩個系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)合結(jié)合應(yīng)用。一方面,將慣導系統(tǒng)數(shù)據(jù)送至GPS接收機,可改善其重新捕獲衛(wèi)星信號的能力,在衛(wèi)星覆蓋不好的周期內(nèi),幫助GPS提高精度。另一方面,用GPS位置數(shù)據(jù)校準慣導傳感器,以減少慣性基準系統(tǒng)的漂移。在GPS飛機導航中的工作方式有4種方式：截獲方式、導航方式、高度輔助方式和輔助方式。截獲方式、導航方式、高度輔助方式和輔助方式。GPS在飛機導航中工作方式1.1.飛行軌跡數(shù)據(jù)飛行軌跡數(shù)據(jù)位置

10、：位置：在用進行導航時,飛機的位置就可用GPS定位方法來確定。速度：速度：計算時,根據(jù)測速算法的不同,大致有三種方法：第一是基于高精度定位結(jié)果,通過位置差分位置差分來獲取速度；第二是利用原始多普勒觀測值原始多普勒觀測值直接計算速度；第三是利用載波相位中心法載波相位中心法所獲得的多普勒觀測值來計算速度。正常GPS衛(wèi)星信號下飛行參數(shù)的計算2. 飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)基線向量：基線向量：基線兩端天線同時觀測多顆衛(wèi)星,所有這些載波相位觀測量可以組成雙差觀測方程,兩天線對應(yīng)同一衛(wèi)星的觀測量作差,形成站際單差,消去了衛(wèi)星鐘差對應(yīng)不同衛(wèi)星的站際差作差,形成雙差,消去了接收機鐘差。假設(shè)整周模糊度己經(jīng)正確解得

11、,雙差觀測方程為：如果預(yù)先知道基線的精確長度,則附加一個基線長度約束方程：這樣,只需同時觀測兩顆衛(wèi)星即可解得基線向量。正常GPS衛(wèi)星信號下飛行參數(shù)的計算3. GPS導航信號失鎖處理導航信號失鎖處理1. 飛機位置的推算飛機位置的推算輔助方式導航：輔助方式導航：由于信號存在誤差,在計算機屏幕上表現(xiàn)為當定位位置固定不變時,的位置在一個圓內(nèi)變化。當飛機飛行時,位置的偏差對飛機航跡、航向的影響就比較大,不能反映真實的航跡和航向,這時就要通過輔助方式進行導航。2.航向修正航向修正對點飛行按預(yù)定航線飛行航線切換正常GPS衛(wèi)星信號下飛行參數(shù)的計算1、導航導航是以GNSS為核心,既能為航路、終端與非精密進場提供

12、高精度、高完善性的導航服務(wù),又提高了精密定位能力,實現(xiàn)四維導航與實行區(qū)域?qū)Ш?擴展短捷直飛航線,擴大飛行自由度。DGNSS還可用于高等級的精密進場及著陸,這樣可減少機載導航設(shè)備的種類。2、數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信使機載系統(tǒng)同地面系統(tǒng)之間的通信更實時、更準確。由于實現(xiàn)數(shù)字式數(shù)據(jù)交換,不僅能改善數(shù)據(jù)處理與信息傳輸管理,提高空中交通管理自動化,而且可減少信道擁擠與通信差錯,使數(shù)據(jù)更為精確,有助提高飛行安全。系統(tǒng)特點3、自動相關(guān)監(jiān)視自動相關(guān)監(jiān)視將高精度的衛(wèi)星導航與數(shù)據(jù)通信結(jié)合起來,不僅擴展了監(jiān)視能力,縮短了飛行間隔,而且能使空中交通管理中心在全面、實時、準確掌握空情時,減少地面設(shè)備的需要量,從而減少基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與維護費用。4、空中交通管理空中交通管理是以新型的通信、