航空電子系統(tǒng)電子教案(無線電部分)課件

1、第二章 無線電導航系統(tǒng)無線電導航系統(tǒng)（基本內(nèi)容）無線電導航基礎DME 測距機甚高頻全向信標系統(tǒng)儀表著陸系統(tǒng)LRRA 無線電高度表全球導航定位系統(tǒng)8/1/20221無線電導航基礎(補充)1、 導航基本概念1、 導航參量3、導航定位方法4、 無線電導航系統(tǒng)分類8/1/202221、導航基本概念8/1/202232、 導航參量 導航系統(tǒng)的功用就是獲取一個或多個各導航參量.（1）航向（HDG）由飛機所在位置 的磁北方向順時針測量到航向線的角度在水平面的投影。以磁北 為基準的航向稱為磁航向；以真 北為基準的航向稱為真航向。8/1/20224（2）方位角 是以磁北或真北為基準，順時針量到水平面上某方向線的

2、角度。飛機方位角電臺方位角（VOR方位角）相對方位角 8/1/20225飛機方位角 VOR方位角 相對方位角 飛機航向角角度之間的關系： VOR方位角=飛機方位角+/-180O =相對方位角+飛機航向角8/1/202263、導航定位方法位置線 一個導航系統(tǒng)所測得的電信號的某一參量為定值時，該參量所對應的接收點位置的軌跡線。直線 測向 VOR ADF圓 測距 DME LRRA雙曲線 測距差8/1/202273、導航定位方法 必須利用平面中的兩條或兩條以上的位置線相交，才能確定飛機的具體位置點。-定位系統(tǒng) VOR+DME-定位系統(tǒng) VOR+VOR-定位系統(tǒng)-定位系統(tǒng)雙曲線定位系統(tǒng) 測距差8/1/2

3、02284 、無線電導航系統(tǒng)分類 按功能劃分（1）定位：DME VOR（2）測高：LRRA（3）著陸引導：ILS（4）環(huán)境檢測：WXR TCAS GPWS8/1/20229第一節(jié) DME測距機一、系統(tǒng)功用二、 DME工作原理三、系統(tǒng)組成及部件功用8/1/202210一、DME系統(tǒng)功用 通常，大型飛機的飛行高度在 30 000 ft左右,飛機與DME臺的距離在35 n mile以上，所測得的斜距R與實際水平距離的差別小于1%。飛機在著陸進近的過程中與DME臺的距離小于 30n mile，其飛行高度通常也已降低（距離為6 n mile時高度為5000 ft），因而所測得的斜距與水平距離的差別仍然為

4、1%左右。所以在實用中把斜距稱為距離是可以接受的。只有在飛機保持較高的高度平飛接近測距臺的情況下，斜距與實際水平距離之間才會出現(xiàn)較大的誤差。利用測距機所提供的距離信息，結合全向信標（VOR）系統(tǒng)所提供的方位信息，即可按-定位法確定飛機的位置，并進而計算地速、預計到達時間和其他導航參數(shù)。這些計算是由FMC完成的。地面DME臺通常是和VOR信標臺同臺安裝的。同樣，利用所測得的飛機到兩個或三個測距臺的距離，也可按-或-定位法確定飛機的位置，進行各種導航計算。 利用機場測距臺和機場VOR臺，則可以實現(xiàn)對飛機的進近引導。8/1/202211二、 DME測距機工作原理1、基本原理8/1/202212頻率及

5、波道選擇 在 9621213 MHz范圍中（L波段），共有 252個測距波道，波道間隔1 MHz。其中機載測距機的詢問發(fā)射頻率為10251150 MHz，測距機的接收頻率（測距信標臺的發(fā)射頻率）比詢問頻率高或低 63 MHz 。 當VOR和LOC頻率選定時，DME頻率即配對產(chǎn)生。 8/1/2022132、DME系統(tǒng)實際的工作方式（工作過程）8/1/2022143、應答識別閃頻原理 為了獲得距離信息，測距機首先必須解決的一個基本問題是如何從測距臺的眾多的應答信號中識別出對本機詢問的應答信號來。 所謂閃頻，就是在測距機中設法使詢問脈沖對信號的重復頻率圍繞一個平均值隨機顫抖而不是固定不變。這樣，同時

6、工作的多臺測距機的詢問脈沖重復頻率就會各不相同，為對所接收的應答信號進行同步識別提供了基礎。8/1/2022158/1/2022164、距離計算 測距機發(fā)出的詢問信號與相應的測距信標臺應答信號所經(jīng)歷的是往返距離2R。計入測距信標臺的固定延遲50s。光速C=1.618 105 n miles。若時間以微秒計，距離以海里計，式中的12.359 us是射頻信號往返 1 n mile距離所經(jīng)歷的時間。8/1/202217三、系統(tǒng)部件組成及功用飛機上同上裝有兩套相同的（機載）測距機，每套的組成：*測距機（詢問器） *顯示器 RDDMI /EHSI*控制板 與 VHF NAV共用 *天線8/1/20221

7、88/1/202219系統(tǒng)部件功用DME詢問器 用于向地面發(fā)射詢問脈沖對，接收應答脈沖對，對信號處理，計算距離并將計算所得到的距離數(shù)據(jù)送到DME指示器（數(shù)字距離信息）和飛機其它系統(tǒng)（模擬距離信息）。輸出音頻識別信號輸往AIS。顯示器 RDDMI EHSI ： 人工調(diào)諧，VOR/ILS方式下 左上角 三位數(shù)字顯示 100NM 顯示三位正整數(shù) 100NM顯示帶有一位小數(shù) 自動調(diào)諧，無距離顯示 右下角顯示AUTO8/1/2022208/1/2022218/1/2022223、控制板8/1/2022234、DME天線 與ATC天線可以互換8/1/202224小結一、系統(tǒng)功用二、 DME工作原理（工作頻

8、率、工作過程、閃頻原理、距離計算原理）三、系統(tǒng)組成及部件功用8/1/202225思考題DME系統(tǒng)功用、量程、工作頻率測距機的工作狀態(tài)及其轉換關系距離計算原理DME部件組成與功用DME系統(tǒng)顯示8/1/202226第二節(jié) 甚高頻全向信標系統(tǒng) 一、VOR的功能 二、 VOR系統(tǒng)的基本原理 三、機載VOR系統(tǒng)組成及部件功能 8/1/202227一、VOR的功能（一）VOR系統(tǒng)在航空導航中的基本功能1、定位8/1/2022288/1/2022292、沿選定的航路導航 （一）VOR系統(tǒng)在航空導航中的基本功能8/1/202230（二）有關的角度定義及角度關系8/1/202231 1、方位測量原理二、 VOR

9、系統(tǒng)的基本原理8/1/2022321、方位測量原理可變相位信號：用30Hz對載波調(diào)幅，相位隨VOR臺的徑向方位而變化?；鶞氏辔恍盘枺合扔?0Hz對9960Hz副載波調(diào)頻，然后調(diào)頻副載波再對載波調(diào)幅。而30Hz調(diào)頻信號的相位在 VOR臺周圍 360方位上是相同的。二、 VOR系統(tǒng)的基本原理8/1/2022338/1/2022348/1/2022352、航道偏離指示原理 二、 VOR系統(tǒng)的基本原理8/1/2022363、向背臺指示電路的指示原理 二、 VOR系統(tǒng)的基本原理8/1/202237三、機載VOR系統(tǒng)組成及部件功能1、VOR接收機VOR接收機接收和處理VOR臺發(fā)射的方位信息。接收機提供如下

10、的輸出信號8/1/202238三、機載VOR系統(tǒng)組成及部件功能8/1/202239三、機載VOR系統(tǒng)組成及部件功能8/1/2022408/1/2022418/1/202242小結一、VOR的功能 二、 VOR系統(tǒng)的基本原理 (方位測量原理,航道偏離指示原理)三、機載VOR系統(tǒng)組成及部件功能8/1/202243思考題VOR系統(tǒng)在導航系統(tǒng)中的基本功能有關角度定義及角度關系方位測量、向背臺指示原理VOR接收機提供的輸出有哪些？VOR頻率如何劃分?簡要說明VOR的兩個30Hz信號的區(qū)別8/1/202244第三節(jié) 儀表著陸系統(tǒng) 一、ILS的功用及著陸等級 二、 ILS系統(tǒng)組成及地面設備配置三、 ILS系

11、統(tǒng)的基本原理及顯示8/1/202245一、儀表著陸系統(tǒng)的功用及著陸等級1功用2著陸標準等級8/1/2022461功用 在惡劣氣象條件和能見度不良條件下給駕駛員提供引導信息，保證飛機安全進近和著陸。 8/1/202247二、著陸標準等級類設施的運用性能：在跑道視距不小于800m的條件下，以高的進場成功概率，能將飛機引導至60m的決斷高度。類設施的運用性能：在跑道視距不小于400m的條件下，以高的進場成功概率，能將飛機引導至30m的決斷高度。a類設施的運用性能：沒有決斷高度限制，在跑道視距不小于200m的條件下，著陸的最后階段憑外界目視參考，引導飛機至跑道表面。因此目叫“看著著陸”（see to

12、land）。b類設施運用性能：沒有決斷高度限制和不依賴外界目視參考，一直運用到跑道表面，接著在跑道視距50m的條件下，憑外界目視參考滑行，因此目叫“看著滑行”（see toxi）。c類設施的運用性能：無決斷高度限制，不依靠外界目視參考，能沿著跑道表面著陸和滑行。8/1/202248二、 ILS的系統(tǒng)組成及地面設備配置ILS系統(tǒng)包括三個分系統(tǒng)：提供橫向引導的航向信標（localizer）系統(tǒng)提供垂直引導的下滑信標（glidealope）系統(tǒng)提供距離的指點信標（marker beacon）8/1/202249航向和下滑信標產(chǎn)生的引導信號8/1/202250三、系統(tǒng)工作基本原理1 航向偏離指示原理2

13、 下滑指示的基本原理3 指點信標系統(tǒng)8/1/2022511 航向偏離指示原理航向信標工作頻率為108.10111.95 MHz范圍中1/10 MHz為奇數(shù)的頻率，共有40個波道。地面航向臺沿跑道中心線兩側發(fā)射兩束水平交叉的輻射波瓣，跑道左邊的甚高頻載波輻射波瓣被90Hz低頻信號調(diào)幅，跑道右邊的甚高頻載波輻射波瓣被150Hz低頻信號調(diào)幅。當飛機在航向道上時，90Hz調(diào)制信號等于150Hz調(diào)制信號。若飛機偏離到航向道的左邊，90Hz調(diào)制信號大于150Hz調(diào)制信號反之，150Hz調(diào)制信號大于90Hz調(diào)制信號8/1/202252航向信標輻射場及偏離指示 8/1/2022532 下滑指示的基本原理下滑信

14、標工作頻率為329.15335MHz的UHF波段，頻率間隔150 kHz，共有40個波道。航向信標和下滑信標工作頻率是配對工作的。機上的航向接收機和下滑接收機是統(tǒng)調(diào)的，控制盒上只選擇和顯示航向頻率，下滑頻率自動配對調(diào)諧。下滑接收機的通過對90Hz和150Hz調(diào)制音頻下滑的比較，引導飛機對準下滑道。如所接收的90Hz信號等于150Hz信號，下滑偏離指針指在中心零位（C飛機）。若飛機在下滑道的上面，90 Hz音頻大于150Hz音頻，偏離指針向下指（A飛機），表示下滑道在飛機的下面。反之，飛機在下滑道下面時， 150Hz音頻大于90Hz音頻，指針向上指（ B飛機），表示下滑道在飛機的上面。8/1/2

15、02254下滑信標輻射場和偏離指示8/1/2022553 指點信標系統(tǒng) 指點信標臺發(fā)射頻率均為75MHz。而調(diào)制頻率和臺識別碼各不相同，以便使飛行員識別飛機在哪個信標臺上空。航道指點信標臺安裝在沿著著陸方向的跑道中心線延長線上。在飛機飛越各指點信標臺上空時，對應的指點信標指示燈亮，且可聽道各指點信標臺所發(fā)射的不同的音頻編碼鍵控調(diào)制。8/1/2022568/1/202257小結一、ILS的功用及著陸等級 二、系統(tǒng)組成及地面設備配置(三個分系統(tǒng))三、 ILS系統(tǒng)的基本原理及顯示8/1/202258思考題LOC 、 G/S、MB功用什么是決斷高度？航向信標系統(tǒng)發(fā)射與接收及顯示情況下滑道信標系統(tǒng)發(fā)射與

16、接收及顯示情況指點信標燈光指示和音頻提示8/1/202259第四節(jié) 無線電高度表8/1/202260一、無線電高度表的功用1、功用測高范圍為02500英尺，屬于低高度無線高度表主要用于飛機進近著陸和起飛階段。無線電高度加到高度指示器，提供飛機相對地面的高度顯示。同時還通過輸出接口供給機上其他系統(tǒng)，作為計算參數(shù)。 8/1/2022612、無線電高度表的測高基礎：測高遠離：LRRA天線向地面發(fā)射無線電波，經(jīng)地面反射后，再返回飛機。測高是測量電波往返傳播的時間t。式中：H 飛機離地高度 c 電波傳播速度因此，測高利用無線電的兩個特性： 無線電從地面的反射特性 電波傳播速度是常數(shù) （3108米/秒）8

17、/1/2022623、地面對電波的反射的類型： ？ 鏡面反射 散射（叫漫反射）漫反射的條件：地面不平度波長因此，無線電高度表應使地面成漫反射，而不是用鏡面反射。若地面為鏡面反射時，飛機傾斜或俯仰時，接受不到地面反射信號4、工作頻率：4300MHz（c波段） 使用較高頻率，使地面成漫反射。8/1/2022635、無線電高度表的類型根據(jù)測量電波傳播時間t的方法不同，可分為： 普通FMCW高度表 屬于頻率無線電測距系統(tǒng) 等差頻FMCW高度表 脈沖式高度表 屬于脈沖測距系統(tǒng)8/1/202264二、無線電高度表的組成8/1/2022651、無線電高度顯示（RADH） RA顯示從-202500英尺，字是白

18、色，大于2500英尺，顯示空白。8/1/2022662、決斷高度顯示DH顯示在RA的上面，字是綠色。包括DH后面跟著是選定的決斷高度。EFIS控制板上DH選擇范圍是-20999英尺。顯示范圍是0999英尺。如果選擇DH是負值，則顯示空白。8/1/2022673、決斷高度警戒當飛機下降到DH高度以下時，RA從白色變成黃色，DH顯示從綠色變成黃色，并在開始的三秒期間，字母DH閃亮。有的飛機還出現(xiàn)音響信號。8/1/2022684、決斷高度警戒結束決斷高度警戒可以自動結束或人工復位。自動結束出現(xiàn)在飛機著地或飛機爬升到比選定決斷高度高75英尺時。人工復位是通過按壓EFIS控制板上的復位按鈕實現(xiàn)的。復位后

19、，RA顯示回到白色，DH顯示回到綠色。8/1/2022695、無效數(shù)據(jù)顯示當RA或DH數(shù)據(jù)無效時，分別出現(xiàn)黃色警告旗。8/1/202270三、LRRA系統(tǒng)工作原理1、普通調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）高度表測高原理設：中心頻率為4300MHz，調(diào)制頻率FM為100Hz，頻移F為100MHz普通FMCW高度發(fā)射信號 8/1/2022711、普通調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）高度表測高原理測高原理： 發(fā)射機發(fā)射信號一路經(jīng)寬方向性天線發(fā)射到地面，取樣部分發(fā)射信號直接加到接收機信號混頻器（直達信號），與反射信號相混頻。8/1/202272差頻與高度的關系 高度越高，差頻越大，因此可用差頻的大小來測量高度。 普通FMC

20、W高度表階梯誤差 是指在一個調(diào)制周期內(nèi)，一個脈沖（差頻）所代表的高度。例如，發(fā)射信號的調(diào)制頻率為100Hz，頻移為100MHz，則： (Hz/米) 即頻率刻度為133Hz/米，也就是說高度變1米，差頻變化133Hz。 因為1米=3.28英尺，所以頻率刻度為40.5Hz/英尺。在整個測高范圍02500尺內(nèi)，差頻范圍是0101KHz。 8/1/2022732、 等差頻FMCW高度表測高原理 測高原理在等差頻FMCW高度表中，保持差頻Fb和頻段F不變，而調(diào)制周期TM是隨飛機高度變化的。由于發(fā)射信號是調(diào)頻連續(xù)波，而且差頻保持不變，故叫等差頻FMCW高度表。由于當飛機高度增加時電波往返傳播時間t增加，因

21、此需增大調(diào)頻波的調(diào)制周期TM才能保持差頻Fb不變。反之，當飛機高度減小時，電波往返傳播時間t也減小，因此需減小調(diào)頻波的調(diào)制周期。所以這種高度表實際上是用調(diào)制周期TM的大小來測量高度的。8/1/202274四、影響LRRA性能的因素1、飛機安裝延時（AID）校正2、發(fā)射機對接收機泄漏信號的影響 因此，發(fā)射功率不能太大，通常小于0.5瓦，接收機靈敏度不能太高，這就限制了無線高度表的測高范圍 8/1/2022753、多路徑發(fā)射干擾多路徑反射的弱信號也會被放大，而產(chǎn)生虛假的高度指示 減小多路干擾的方法是：如等差頻FMCW高度表，搜索要從零高度向高高度搜索，保證跟蹤最先到達的一次反射信號，就鎖定到這個正

22、確高度上（最短距離）。在普通FMCW高度表中，使用跟蹤濾波器（頻譜濾波器），跟蹤最低差頻，可濾除多路徑反射信號產(chǎn)生的差頻8/1/2022764、散射干擾 5、多設備安裝減小互相干擾的方法 6、飛機傾斜和俯仰時對測高的影響8/1/202277小結一、無線電高度表的功用二、無線電高度表的組成三、LRRA系統(tǒng)工作原理四、影響LRRA性能的因素8/1/202278思考題說明無線電高度表的功用，量程。說明無線電高度表的簡單工作原理（高度和頻率的關系）在有EFIS的飛機上，高度是如何顯示的？（即在EADI上的顯示內(nèi)容）高度表DH報警、ALT報警的出現(xiàn)及其復位方法8/1/202279第五節(jié) 全球導航定位系統(tǒng)

23、GPS的功用與特點GPS的系統(tǒng)組成與工作頻率GPS地面支持網(wǎng)的組成衛(wèi)星導航電文偽碼測距原理GPS用戶設備GPS信號處理GPS工作方式系統(tǒng)檢查和使用8/1/202280一、GPS 的功用與特點衛(wèi)星導航是利用人造地球衛(wèi)星來進行導航,相當于把導航臺搬到天上,衛(wèi)星是空間導航臺. 導航星全球定位系統(tǒng)（Navstar Global Positioning System），簡稱GPS系統(tǒng)。特點: GPS系統(tǒng)可在全球范圍內(nèi)，全天候為海上、陸上、空中、空間的用戶連續(xù)地提供高精度的位置、速度和時間信息，并且有良好的抗干擾和保密性能，對導航定位、大地測量，以及精密授時等均具有重要意義。 8/1/202281GPS系

24、統(tǒng)有21 顆工作衛(wèi)星和 3 顆在軌的備用衛(wèi)星，它們平均配置在六個軌道上。衛(wèi)星發(fā)射用偽隨機碼（偽碼）調(diào)制的兩種頻率；L11575.42MHZ ,L21227.6MHZ。用戶設備用測量到幾顆衛(wèi)星的距離的方法，來確定觀察點的位置。GPS系統(tǒng)能連續(xù)提供三維位置（經(jīng)度、緯度、高度）、三維速度和時間，實現(xiàn)近乎實時的導航定位。8/1/202282 偽碼有 P碼、CA碼、Y碼三種。 P碼信號，定位精度高，保密性好，僅供美軍和特許用戶使用，實時定位精度優(yōu)于16米，測速精度優(yōu)于 0.l米秒，授時精度優(yōu)于 0.1微秒。 CA碼信號供一般用戶使用，定位精度可達 2040米.美國采用SA(selective Avail

25、ability)技術,把C/A碼的定位精度限制在100米范圍.CA碼采用差分 GPS技術，可以達到米級的定位精度；供測地用的采用無碼技術的用戶設備，可以達到厘米級的相對定位精度 。 8/1/202283P碼的精度高，但編制 P碼的方程式早已公開。美國計劃在必要時要實施 AS（Antispoofing反電子欺騙）政策，將 P碼加密編譯成 Y碼，Y碼的編制方程式嚴格保密。Y 碼用于有潛在威脅的軍事環(huán)境中。8/1/202284二、GPS的系統(tǒng)組成與工作頻率該系統(tǒng)由地面支持網(wǎng)、空中衛(wèi)星群和用戶設備三個子系統(tǒng)組成。8/1/2022851、地面支持網(wǎng)：監(jiān)控衛(wèi)星并根據(jù)測算結果向衛(wèi)星提供時間改正參數(shù)、衛(wèi)星星歷

26、等資料。 2、空中衛(wèi)星群：衛(wèi)星接收來自地面站的信息，并向用戶發(fā)射以 CA 碼和 P 碼調(diào)制的、帶有時間信息和衛(wèi)星星歷等導航參數(shù)的1575.42MHz和 1227.60MHz兩種載波頻率的信號。 3、用戶設備：接收衛(wèi)星發(fā)射的時間信號和衛(wèi)星軌道信息，求得衛(wèi)星位置，利用時間信號和偽碼相關測量衛(wèi)星到測者的偽距，并由計算機解算用戶位置、速度等參數(shù)。8/1/202286GPS系統(tǒng)的地面支持網(wǎng)組成：GPS系統(tǒng)的地面支持網(wǎng)由五個監(jiān)測站、一個主控站和四個注入站組成。太平洋南大西洋印度洋北太平洋8/1/202287工作概況：監(jiān)測站收集衛(wèi)星及當?shù)貧庀筚Y料送給主控站。主控站根據(jù)這些資料計算衛(wèi)星軌道等導航信息，然后由注

27、入站每隔8h向衛(wèi)星發(fā)送一次，更新衛(wèi)星資料，以便衛(wèi)星向用戶設備轉發(fā)導航信息。GPS系統(tǒng)的地面支持網(wǎng)8/1/202288一、監(jiān)測站監(jiān)測站（MS）有5個，分別設在太平洋的夏威夷、科羅拉多的斯普林斯、馬紹爾群島的夸賈林島、印度洋的迪戈加西亞島、南大西洋的阿森松島等。每個監(jiān)測站有一臺用戶接收機，若干臺環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器，一架原子鐘和一臺計算機信息處理機.它的任務是對所有視見衛(wèi)星每1.5s測量一次距離數(shù)據(jù)；監(jiān)測導航信息；收集當?shù)丨h(huán)境氣象數(shù)據(jù)；（通過環(huán)境傳感器收集當?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，為了計算對流層校正數(shù)據(jù)）.監(jiān)測站的計算機控制所有數(shù)據(jù)的收集，并將得到的數(shù)據(jù)存貯，然后把這些數(shù)據(jù)送到主控站。8/1/202289二、主控

28、站主控站（MSC）設在美國科羅拉多州斯普林斯的聯(lián)合空間工作中心。它負責對系統(tǒng)控制部分的運轉實行全面的控制。 具體任務是：提供GPS系統(tǒng)的時間基準；處理由各監(jiān)控站送來的數(shù)據(jù),編制各衛(wèi)星的星歷；計算各衛(wèi)星鐘的偏差和電離層校正參數(shù)等，然后把不斷更新的導航信息送到注入站再轉發(fā)給衛(wèi)星。監(jiān)測站每6秒鐘將其所測得的衛(wèi)星距離信息和氣象數(shù)據(jù)發(fā)送給主控站，主控站對測量結果中各種已知的偏差如電離層延時，對流層折射等進行修正；然后進行一次數(shù)據(jù)處理,得到衛(wèi)星位置、衛(wèi)星速度、衛(wèi)星的時鐘偏差等估值：然后按一定格式轉化為導航電文送入注入站.8/1/202290三、注入站 目前注入站有4個，分別位于美國的科得角，南大西洋的阿森

29、松島，印度洋的迪戈加西亞島和太平洋的馬紹爾群島的夸賈林島。 注入站為主控站和衛(wèi)星之間提供接口關系。它用 1754MHz1854MHz的頻率向衛(wèi)星注入有關數(shù)據(jù)。注入數(shù)據(jù)有用戶導航信息（包括時鐘校正參數(shù)、大氣校正參數(shù)、衛(wèi)星星歷及全部歷書數(shù)據(jù))。 8/1/202291三、衛(wèi)星導航電文 導航電文是衛(wèi)星提供給用戶的信息，它包括衛(wèi)星狀態(tài)(衛(wèi)星的健康狀態(tài))、衛(wèi)星星歷、電離層修正參數(shù)和衛(wèi)星鐘偏差校正參數(shù)以及時間等內(nèi)容。8/1/202292一、導航電文及其格式導航電文是二進制文件，它是按一定格式組成數(shù)據(jù)幀，按幀向外播送。每顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)占用一幀.一幀由5個子幀組成一個幀。一幀50個字,每個字30個碼位,共1500

30、個碼位,時間30s.每個子幀10個字,時間6s.頭2個字為遙測字(TEL)和轉換字(HOW),由星載設備產(chǎn)生,后8個字為導航電文,由地面站注入給衛(wèi)星.25個幀組成一個主幀.一個主幀是一個完整的歷書, 歷書包括了所有在軌衛(wèi)星的簡略星歷數(shù)據(jù).(一幀)導航電文的結構圖8/1/2022931. TEL：遙測碼每個子幀的第一個字碼為遙測字（TEL），遙測字頭8位作捕獲導航數(shù)據(jù)的前導；隨后14位是遙測電文，內(nèi)容包括地面注入數(shù)據(jù)的狀態(tài)，診斷信息等，指導用戶是否選用該衛(wèi)星。 2.HOW:轉換碼每個子幀的第二個字碼為轉換碼.它可以輔助用戶從捕獲的C/A碼轉換到捕獲P碼.3.導航信息:每個子幀中的后8個字為導航信

31、息或專用電文,是由地面控制站注入給衛(wèi)星的。8/1/202294四、偽碼測距原理上一行是接收到的衛(wèi)星偽碼信號，下一行是接收機產(chǎn)生的偽碼信號，它的格式與衛(wèi)星的偽碼相同，由接收到的衛(wèi)星偽碼信號相對于接收機產(chǎn)生的偽碼信號的延遲量，就可得衛(wèi)星與用戶接收機之間的距離。這種未經(jīng)修正的距離稱為偽距。 8/1/202295五、GPS用戶設備GPS用戶設備包括GPS接收機及其天線，并包括內(nèi)部配套的或外部選裝的控制顯示設備。接收機和天線是用戶設備的核心部分。它的主要功能是接收GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星信號并進行處理、量測和數(shù)據(jù)輸出。波音747-400飛機上有兩套GPS接收機和天線，其機載GPS接收機稱為GPS傳感組件（GPS

32、SU），它接收信號后算出飛機位置，并更新GPS時鐘。這些數(shù)據(jù)送給飛行管理計算機系統(tǒng)（FMCS），飛機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（ACMS）和數(shù)據(jù)管理組件（DMU）。在FMCS中的導航功能為利用GPS和其他導航傳感器一起綜合計算飛機位置，并能在CDU上讀出。8/1/2022968/1/202297六、GPS信號處理、射頻部分射頻部分的GPS天線接收衛(wèi)星信號，此信號經(jīng)濾波和放大然后送到A/D轉換器。、A/D轉換器將模擬信號轉換成數(shù)字信號，以便進行數(shù)字信號處理。8/1/202298、處理器信號處理器控制信號的捕獲跟蹤、測量時間、決定信號的有效性和數(shù)據(jù)解碼。處理器有12通道，可同時處理12個衛(wèi)星的信號。其中某幾個通道用以對已跟蹤衛(wèi)星處理數(shù)據(jù)，而另外幾個通道用以搜索捕獲新出現(xiàn)的衛(wèi)星。 8/1/202299、ARINC429接受器從IRU送來的數(shù)據(jù)，一部分用于初始方式，另一部分用于當跟蹤衛(wèi)星不足4顆時的輔助方式。、導航計算利用從卡爾曼濾波器來的對4顆跟蹤衛(wèi)星作導航位置計算和更新，以確定用戶的實時位置。、GPS時鐘GPS時鐘必需由上述導航解去更新，不斷算出時鐘偏差。 8/1/2022100、ARINC429發(fā)送器不斷更新的GPS位置，速度和時鐘數(shù)據(jù)等信息由此發(fā)送給飛行管理計算機（FMC），并送到數(shù)據(jù)管理組件（DMU）。GPS接收機的輸出數(shù)據(jù)為： 機載GPS接收機可以提供給