無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)講義

航空無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)第一章緒論1.1.1導(dǎo)航與導(dǎo)航系統(tǒng)的基本概念1.導(dǎo)航導(dǎo)航的基本含義是引導(dǎo)運(yùn)行體從一地到另一地安全航行的過(guò)程。導(dǎo)航強(qiáng)調(diào)的是“身在何處，去向哪里”是對(duì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的指示。導(dǎo)航之所以定義為一個(gè)過(guò)程，是因?yàn)樗灤┯谶\(yùn)動(dòng)體行動(dòng)的始終，遍歷各個(gè)階段，直至確保運(yùn)行達(dá)成目的。應(yīng)當(dāng)說(shuō)大部分運(yùn)行體都是由人來(lái)操縱的，而對(duì)那些無(wú)人駕駛的的運(yùn)行體來(lái)說(shuō)，控制是由儀器或設(shè)備來(lái)完成的，這時(shí)的導(dǎo)航就成為了制導(dǎo)。近年來(lái)人們將定位于導(dǎo)航并列提出。事實(shí)上定位提供的位置參量是一個(gè)標(biāo)量，只有將其與方向數(shù)據(jù)聯(lián)合起來(lái)成為矢量，才能服務(wù)于運(yùn)行體的航行。因此定位與測(cè)角、測(cè)距一樣是導(dǎo)航的技術(shù)之一，通過(guò)定位可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。也可以說(shuō)定位是靜態(tài)用戶要求的；但對(duì)動(dòng)態(tài)用戶而言要求的是導(dǎo)航。2.導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)是用于對(duì)運(yùn)行體實(shí)施導(dǎo)航的專(zhuān)用設(shè)備組合或設(shè)備的統(tǒng)稱(chēng)。導(dǎo)航系統(tǒng)是側(cè)重于實(shí)現(xiàn)特定導(dǎo)航功能的設(shè)備組合體，組合體的各部分必須按約定的協(xié)調(diào)方式工作才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，而導(dǎo)航設(shè)備一般是指導(dǎo)航系統(tǒng)中某一相對(duì)獨(dú)立部分或產(chǎn)品，或?qū)崿F(xiàn)某一導(dǎo)航功能的單機(jī)。1.1.3導(dǎo)航及無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類(lèi)導(dǎo)航是一門(mén)基于“聲、光、電、磁、力”的綜合性的應(yīng)用科學(xué)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的技術(shù)手段很多，按其工作原理或主要應(yīng)用技術(shù)可分為下述類(lèi)別：（1）天文導(dǎo)航——利用觀測(cè)自然天體（空中的星體）相對(duì)于運(yùn)行體所在坐標(biāo)系中的某些參量實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航稱(chēng)為天文導(dǎo)航。（2）慣性導(dǎo)航——利用牛頓力學(xué)中的慣性原理及相應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航稱(chēng)為慣性導(dǎo)航。（3）無(wú)線電導(dǎo)航——利用無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航稱(chēng)為無(wú)線電導(dǎo)航。（4）地磁導(dǎo)航——利用地球磁場(chǎng)的特性和磁敏器件實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航稱(chēng)為地磁導(dǎo)航。（5）紅外線導(dǎo)航——利用紅外線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航稱(chēng)為紅外線導(dǎo)航。（6）激光導(dǎo)航——利用激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航稱(chēng)為激光導(dǎo)航。（7）聲納導(dǎo)航——利用聲波或超聲波在水中的傳播特性和水聲技術(shù)實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航（用于對(duì)水下運(yùn)行體的導(dǎo)航）稱(chēng)為聲納導(dǎo)航。（8）地標(biāo)或燈標(biāo)導(dǎo)航——利用觀測(cè)（借助光學(xué)儀器或目視）已知位置的地標(biāo)或燈標(biāo)實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)航稱(chēng)為地標(biāo)或燈標(biāo)導(dǎo)航。2.無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類(lèi)無(wú)線電導(dǎo)航是導(dǎo)航中的一大分支，是當(dāng)今應(yīng)用最廣、發(fā)展最快、在導(dǎo)航家族中站主導(dǎo)地位的一類(lèi)導(dǎo)航技術(shù)。下面介紹幾種常用的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)分類(lèi)：（1）按用戶使用時(shí)相對(duì)依從關(guān)系分類(lèi)1。自備式（或自主式）導(dǎo)航系統(tǒng)。這類(lèi)導(dǎo)航系統(tǒng)僅依靠裝在運(yùn)行體上的導(dǎo)航設(shè)備就能獨(dú)立自主地為該運(yùn)行體提供導(dǎo)航服務(wù)。2。他備式（非自主式）導(dǎo)航系統(tǒng)。這類(lèi)導(dǎo)航系統(tǒng)必須有運(yùn)行體以外且安裝位置已知的導(dǎo)航設(shè)備相配合才能實(shí)現(xiàn)對(duì)該運(yùn)行體的導(dǎo)航。這些居于運(yùn)行體之外的配合實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航功能的導(dǎo)航設(shè)備及其附屬設(shè)備通常稱(chēng)為導(dǎo)航臺(tái)站，而裝在運(yùn)行體上的導(dǎo)航設(shè)備通常稱(chēng)為該導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶設(shè)備或載體設(shè)備?？梢?jiàn)、他備式（非自主式）導(dǎo)航系統(tǒng)是由臺(tái)站和用戶設(shè)備共同組成的，所以它的用戶設(shè)備必須依賴于臺(tái)站，這與自備式導(dǎo)航系統(tǒng)明顯不同。（2）按無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)站安裝地點(diǎn)分類(lèi)1這種導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航臺(tái)站安裝在地球表面。地基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。的某一確知位置上。2這種導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航臺(tái)站安裝在空中某一特?？栈鶡o(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。定載體上。3這種導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航臺(tái)站安裝在人造地球衛(wèi)。星基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。星或自然星體上。（3）按無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)最大作用距離分類(lèi)（參考數(shù)據(jù)以航空導(dǎo)航為主）1O近程導(dǎo)航系統(tǒng)。作用距離在500km以。20遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)。作用距離在500km以上，活在地球上任何地點(diǎn)都是該系統(tǒng)的有效作用圍。（4）按系統(tǒng)提供的導(dǎo)航參量（或位置線形狀）分類(lèi)1。0無(wú)線電測(cè)角導(dǎo)航系統(tǒng)（直線位置線）2。0無(wú)線電測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)（圓位置線）0無(wú)線電測(cè)距差導(dǎo)航系統(tǒng)（雙曲線位置線）3。0復(fù)合式（測(cè)角/測(cè)距、測(cè)距/測(cè)距差）無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)4（5）按系統(tǒng)中主要觀測(cè)的電信號(hào)參量分類(lèi)1。振幅式無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。20頻率式無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。。相位式無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。30脈沖式無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。45O復(fù)合式無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。第二章中波導(dǎo)航系統(tǒng)2.3系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)2.3.1地面設(shè)備中波導(dǎo)航機(jī)是一種連續(xù)波發(fā)射器，通過(guò)直立天線全向發(fā)射中頻信號(hào)，以地波形式傳播，其天線水平面方向圖為圓形垂直面方向圖為半8字形。中波導(dǎo)航機(jī)主要有無(wú)方向性天線、功率放大器、調(diào)幅器、激勵(lì)器、識(shí)別信號(hào)鍵等組成。其中激勵(lì)器產(chǎn)生頻率為150—1700kHz的信號(hào)，經(jīng)調(diào)幅和功率放大器放大，通過(guò)無(wú)方向性天線輻射到空間去；音頻振蕩器產(chǎn)生頻率一定且收識(shí)別點(diǎn)馬鍵控制的音頻信號(hào)，對(duì)高頻信號(hào)的幅度進(jìn)行調(diào)制，用于實(shí)現(xiàn)臺(tái)識(shí)別；識(shí)別信號(hào)鍵產(chǎn)生的識(shí)別鍵控制信號(hào)，還可以直接控制激勵(lì)器工作，產(chǎn)生等幅報(bào)信號(hào)。中波導(dǎo)航機(jī)天線通常采用T型”或“T寵型”天線，輻射信號(hào)以地波形式傳播。中波導(dǎo)航機(jī)為了給無(wú)限電羅盤(pán)提供測(cè)向信號(hào)，它只需全向發(fā)射連續(xù)等幅波中頻信號(hào)即可。但為了給飛行人員提供臺(tái)識(shí)別信息，就需要在發(fā)射的連續(xù)等幅波信號(hào)中調(diào)制識(shí)別信號(hào)。這個(gè)識(shí)別信號(hào)是一組莫爾斯碼它由碼元“點(diǎn)”“劃”組成，、“點(diǎn)”是寬約為125ms的脈沖，“劃”脈沖的寬度是“點(diǎn)”脈沖的三倍。為了能在“點(diǎn)”“劃”期間產(chǎn)生音、頻信號(hào)以便飛行員的耳機(jī)中出現(xiàn)音響，需要用這些“點(diǎn)”“劃”脈沖、控制一個(gè)音頻振蕩器工作，所以所產(chǎn)生的鍵控音頻信號(hào)再去調(diào)制中頻中頻連續(xù)波信號(hào)，這樣中波導(dǎo)航機(jī)發(fā)射的信號(hào)就成為了鍵控調(diào)幅波，即在發(fā)“點(diǎn)”“劃”期間，導(dǎo)航臺(tái)發(fā)射調(diào)幅信號(hào)，在“點(diǎn)”“劃”之、、間發(fā)射等幅信號(hào)，信號(hào)始終連續(xù)發(fā)出，測(cè)向不會(huì)中斷。中波導(dǎo)航機(jī)除主要為無(wú)線電羅盤(pán)提供測(cè)向信號(hào)外，還可作為應(yīng)急通信電臺(tái)使用，實(shí)施單向?qū)章?lián)絡(luò)，這時(shí)他可發(fā)等幅電報(bào)（直接鍵控激勵(lì)器）、調(diào)幅電報(bào)進(jìn)行地空通話。進(jìn)行地空通話是，只需要將語(yǔ)音信號(hào)對(duì)高頻信號(hào)直接調(diào)頻，經(jīng)天線輻射出去即可。第四章伏爾系統(tǒng)4.1概述伏爾是甚高頻全方位測(cè)向（VeryHighFrequencyOmnidirectionalRange）英文縮寫(xiě)VOR的漢語(yǔ)譯音名稱(chēng)。伏爾系統(tǒng)是一種由機(jī)載設(shè)備直接導(dǎo)出導(dǎo)航參量近程無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)角系統(tǒng)，屬于他備式主動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，導(dǎo)出的導(dǎo)航參量是飛機(jī)相對(duì)于伏爾信標(biāo)臺(tái)的磁方位角（即飛機(jī)磁方位角）。目前已是空通管制不可分割的一部分，是陸地上無(wú)線電近程導(dǎo)航和飛精密進(jìn)近的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。4.1.1系統(tǒng)組成、功用和配置伏爾系統(tǒng)由地面設(shè)備和機(jī)載設(shè)備兩大部分組成。地面設(shè)備是伏爾信標(biāo)，工作在108-118MHz甚高頻波段，在360°圍發(fā)射方位信號(hào)，故又稱(chēng)為全向信標(biāo)；與之配套的機(jī)上設(shè)備稱(chēng)為伏爾接受機(jī)，采用無(wú)方向性接受天線，測(cè)量的角度信息用表頭予以指示或傳送給機(jī)上計(jì)算機(jī)。伏爾系統(tǒng)的功用是通過(guò)機(jī)載伏爾接收機(jī)接受地面伏爾信標(biāo)發(fā)射的信號(hào)，經(jīng)處理獲得飛機(jī)相對(duì)于伏爾信標(biāo)臺(tái)的磁方位角，在空中給飛機(jī)提示飛機(jī)方向，以引導(dǎo)飛機(jī)沿著預(yù)定的航線飛行，，在現(xiàn)代飛機(jī)上，可以預(yù)先吧沿著航線的各個(gè)VOR地面臺(tái)的位置、發(fā)射頻率、應(yīng)飛的航線等逐項(xiàng)輸入飛機(jī)管理系統(tǒng)或自動(dòng)飛行系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)的控制下，飛機(jī)就按輸入的數(shù)據(jù)自動(dòng)飛行，并最終到達(dá)目的地。該系統(tǒng)通常用于航路導(dǎo)航，也可在機(jī)場(chǎng)用于引導(dǎo)飛機(jī)歸航和非精密進(jìn)近。伏爾信標(biāo)通常架設(shè)在某航路點(diǎn)或機(jī)場(chǎng)終端區(qū)域。伏爾信標(biāo)從用途上可分為航路伏爾和終端伏爾。航路伏爾（VOR-C）臺(tái)址通常選在附近區(qū)域無(wú)障礙物的航路點(diǎn)上，如山的頂部，以盡量減少因地形效應(yīng)引起的測(cè)角誤差。在一條“空中航路”上，根據(jù)航路的長(zhǎng)短，規(guī)定的航路寬度和伏爾系統(tǒng)的精度可以設(shè)置多個(gè)VOR-C臺(tái)，每個(gè)VOR-C臺(tái)可輻射無(wú)限多的方位線或徑向線作為預(yù)選航道，飛機(jī)沿著預(yù)選的航道可以飛向或飛離VOR-C臺(tái)，并指出飛機(jī)偏離航道的方向（左或右）和角度，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)安全巡航。VOR-C臺(tái)還可以作為航路檢查點(diǎn)，為實(shí)行交通管制服務(wù)。終端伏爾（VOR-T）安裝在機(jī)場(chǎng)跑道附近或跑道次著陸端中線延長(zhǎng)線上，引導(dǎo)飛機(jī)歸航和進(jìn)場(chǎng)著陸。第五章地美儀系統(tǒng)5.1概述地美儀是測(cè)距器（DistanceMeasuringEquipment,DME）英文縮寫(xiě)的漢語(yǔ)譯音名稱(chēng)。DME系統(tǒng)是一種無(wú)線電測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)，是目前民用航空廣泛運(yùn)用的一種近程航空無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。5.1.1系統(tǒng)組成、功用與配置DME系統(tǒng)是詢問(wèn)-回答式脈沖測(cè)距系統(tǒng)，主要由設(shè)置在地面的應(yīng)答器和機(jī)上的詢問(wèn)其構(gòu)成?？趤V￡系統(tǒng)的功能是采用詢問(wèn)-回答式脈沖測(cè)距方式，測(cè)量飛機(jī)相對(duì)于地面應(yīng)答器所在位置的距離（斜距），用于飛機(jī)提供距離導(dǎo)航信息。DME系統(tǒng)的地面應(yīng)答器架設(shè)在航路點(diǎn)或機(jī)場(chǎng)的已知地理位置，為DME機(jī)載設(shè)備提供測(cè)距應(yīng)答信號(hào)，既可用于航路導(dǎo)航，也可以用于機(jī)場(chǎng)終端區(qū)域的導(dǎo)航，為了某些特殊用途，DME應(yīng)答設(shè)備還可以安裝在大型軍艦或大型飛機(jī)上。第六章塔康系統(tǒng)6.1概述塔康是戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航（1@以七鉗內(nèi)「Navigation）引文縮寫(xiě)TACAN的漢語(yǔ)譯音名稱(chēng)。由于該系統(tǒng)的有效作用距離在近程圍，且只用于航空導(dǎo)航，所以又稱(chēng)為航空近程導(dǎo)航系統(tǒng)。6.1.1系統(tǒng)組成、功用與配置塔康系統(tǒng)組成一般包括兩大基本設(shè)備，即塔康信標(biāo)和機(jī)載設(shè)備。完善的塔康系統(tǒng)配置除信標(biāo)和機(jī)載設(shè)備外，還配有信標(biāo)監(jiān)測(cè)器，信標(biāo)模擬器和塔康指示控制設(shè)備等。塔康信標(biāo)以旋轉(zhuǎn)天線方向性圖的形式向作用空域發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，為安裝塔康機(jī)載設(shè)備的飛機(jī)提供方位測(cè)量信息，同時(shí)作為測(cè)距應(yīng)答機(jī)，接受并回答機(jī)載設(shè)備發(fā)來(lái)的測(cè)距詢問(wèn)信號(hào)。塔康機(jī)載設(shè)備接受塔康信標(biāo)發(fā)射的方位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)方位角的測(cè)量，同時(shí)作為測(cè)距詢問(wèn)機(jī)發(fā)射和接受測(cè)距信號(hào)，實(shí)現(xiàn)距離數(shù)據(jù)測(cè)量，所測(cè)得的距離和方位數(shù)據(jù)既可以通過(guò)機(jī)載設(shè)備指示器直觀顯示，也可以通過(guò)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)計(jì)算獲得位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，供顯示或助航。塔康信標(biāo)監(jiān)測(cè)器是用于監(jiān)視和測(cè)量塔康信標(biāo)主要性能指標(biāo)的配套設(shè)施，是保證信標(biāo)可靠工作的重要專(zhuān)用儀器組合；塔康信標(biāo)模擬器是檢查、測(cè)試和校準(zhǔn)塔康機(jī)載設(shè)備主要性能指標(biāo)的專(zhuān)用設(shè)備，它模擬產(chǎn)生塔康信標(biāo)發(fā)射的方位信號(hào)和距離回答信號(hào)等，并準(zhǔn)確提供方位距離射頻信號(hào)電平等數(shù)據(jù)，方位和距離變化率，具有完善的測(cè)試和控制功能；塔康指示控制設(shè)備，有時(shí)也稱(chēng)為塔康機(jī)載設(shè)備測(cè)試儀，它是測(cè)試塔康機(jī)載設(shè)備收/發(fā)主機(jī)的必備配套設(shè)備，能為測(cè)試塔康機(jī)載設(shè)備提供指示控制等全套從屬部件及適當(dāng)?shù)慕涌?，可以方便與塔康信標(biāo)模擬器配合，對(duì)機(jī)載設(shè)備主機(jī)進(jìn)行全面測(cè)試。塔康系統(tǒng)的功能是為飛機(jī)提供方位角和距離導(dǎo)航信息實(shí)現(xiàn)為飛機(jī)指向極坐標(biāo)定位，可用于建立航線、歸航、空中戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)和作為位置坐標(biāo)傳感器。塔康信標(biāo)通常架設(shè)在機(jī)場(chǎng)或航路點(diǎn)的已知地理位置，為塔康機(jī)載設(shè)備提供方位信號(hào)及測(cè)距應(yīng)答信號(hào)。，所以常稱(chēng)為塔康地面信標(biāo)（或塔康地面設(shè)備）。為了某些特殊用途塔康信標(biāo)還可裝在大型軍艦、大型飛機(jī)上，稱(chēng)為艦載塔康信標(biāo)、機(jī)載塔康信標(biāo)。第七章俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)7.1概述俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)勒斯波恩系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)除具有塔康系統(tǒng)的極坐標(biāo)定位功能外，還有地面監(jiān)視和進(jìn)場(chǎng)著陸引導(dǎo)以及空/空相對(duì)導(dǎo)航等功能，是一個(gè)多功能綜合導(dǎo)航系統(tǒng)。7.1.1系統(tǒng)組成、功用和配置俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)組成與塔康系統(tǒng)類(lèi)似，也是由地面設(shè)備和機(jī)載設(shè)備兩大部分構(gòu)成，完善的系統(tǒng)配置還包括地面設(shè)備模擬器和機(jī)載指示控制設(shè)備等。地面設(shè)備及其附屬設(shè)備構(gòu)成臺(tái)站，通常稱(chēng)為俄制近程導(dǎo)航臺(tái)。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備也是勒斯波恩系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備的重要組成部分。勒斯波恩系統(tǒng)機(jī)載設(shè)備是一部極坐標(biāo)定位功能機(jī)載設(shè)備和地面監(jiān)視功能機(jī)載應(yīng)答器以及俄制儀表著陸功能的機(jī)載設(shè)備，空/空導(dǎo)航定位功能的機(jī)載設(shè)備多合一的綜合體，是一個(gè)比較復(fù)雜的機(jī)載多功能系統(tǒng)，不僅具有復(fù)合顯示器，還和其他導(dǎo)航系統(tǒng)有接口關(guān)系，可進(jìn)行程序控制。機(jī)載綜合設(shè)備的基本功能包括：。與俄制近程導(dǎo)航地面12設(shè)備配合實(shí)施區(qū)域?qū)Ш?；O與俄制儀表著陸航向、下滑信標(biāo)及測(cè)距3應(yīng)答器配合引導(dǎo)飛機(jī)精密進(jìn)近著陸；。實(shí)現(xiàn)飛機(jī)之間的相對(duì)導(dǎo)航?？梢?jiàn)，這個(gè)機(jī)載綜合設(shè)備具有一機(jī)多用的能力，是機(jī)上電子設(shè)備綜合的一個(gè)典型應(yīng)用例。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)主要具有三大功能：一是極坐標(biāo)定位功能。該功能類(lèi)似于塔康正常工作模式的極坐標(biāo)定位功能，在這種工作方式下，飛機(jī)利用已知地面臺(tái)進(jìn)行主動(dòng)測(cè)距、測(cè)向和臺(tái)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)定位。二是地面監(jiān)視功能。該功能相當(dāng)于地面監(jiān)視二次雷達(dá)，即俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)可以再地面通過(guò)平面位置顯示器（PPI）顯示飛機(jī)相對(duì)臺(tái)站的位置，并可識(shí)別飛機(jī)，這一功能是塔康系統(tǒng)所不具備的。三是空/空相對(duì)導(dǎo)航功能，及飛機(jī)與飛機(jī)之間能夠進(jìn)行相對(duì)導(dǎo)航定位。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)地面設(shè)備如同塔康信標(biāo)一樣，一般配置在機(jī)場(chǎng)或航路點(diǎn)。第八章羅蘭羅蘭-C系統(tǒng)8.1概述羅蘭一詞是英文“遠(yuǎn)程導(dǎo)航”仙。門(mén)0RangeNavigation,LORAN）詞頭縮寫(xiě)的譯音。羅蘭一C系統(tǒng)是由美國(guó)最先研制使用的雙曲線遠(yuǎn)程無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，由用戶設(shè)備直接導(dǎo)出位置等導(dǎo)航參量，屬于陸基、低頻、中遠(yuǎn)程、主動(dòng)精密無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。8.1.1系統(tǒng)組成、功用與配置羅蘭一C系統(tǒng)主要由地面設(shè)備和用戶設(shè)備兩部分組成。地面設(shè)備包括發(fā)射臺(tái)鏈、工作區(qū)監(jiān)測(cè)站和臺(tái)鏈控制中心。發(fā)射臺(tái)鏈?zhǔn)怯梢唤M發(fā)射臺(tái)形成的網(wǎng)絡(luò)，用于向用戶提供無(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)；工作區(qū)監(jiān)測(cè)站和臺(tái)鏈控制中心用于監(jiān)視和控制系統(tǒng)的工作情況與信號(hào)質(zhì)量，使其滿足系統(tǒng)的要求。用戶設(shè)備包括各種類(lèi)型的接收機(jī)，接受來(lái)自發(fā)射臺(tái)的導(dǎo)航信號(hào)，進(jìn)而獲取位置和信號(hào)與其他導(dǎo)航信息。羅蘭—C系統(tǒng)利用沿地波傳播的中長(zhǎng)波信號(hào)，通過(guò)測(cè)量來(lái)自兩個(gè)基臺(tái)的無(wú)線電信號(hào)相位差獲取兩基臺(tái)的距離差，從而獲得以兩基臺(tái)為焦點(diǎn)的雙曲線，得到兩條這樣的雙曲線就實(shí)現(xiàn)了雙曲線相交定位。羅蘭一C系統(tǒng)信號(hào)覆蓋區(qū)可深達(dá)水下，不僅可用于船艦、飛機(jī)、車(chē)輛等導(dǎo)航和定位，也可以用于水下潛艇的導(dǎo)航和定位。羅蘭—C系統(tǒng)同一發(fā)射臺(tái)鏈中的發(fā)射臺(tái)組具有共同的時(shí)間基準(zhǔn)并位于同一地理區(qū)域。為了實(shí)現(xiàn)用戶的定位，一個(gè)發(fā)射臺(tái)鏈至少由三個(gè)發(fā)射臺(tái)組成，其中一個(gè)發(fā)射臺(tái)稱(chēng)為主臺(tái)，其余的各臺(tái)稱(chēng)為副臺(tái)。通常主臺(tái)都用英文大寫(xiě)字母“乂”表示，副臺(tái)用大寫(xiě)字母“川”“X”“Y”、、、“Z”等表示，臺(tái)鏈中副臺(tái)的數(shù)量一般不超過(guò)5個(gè)。臺(tái)鏈中個(gè)發(fā)射臺(tái)之間位置相互關(guān)系，包括發(fā)射臺(tái)之間的距離和方位，稱(chēng)作臺(tái)鏈的配置。臺(tái)鏈配置形狀取決于主要感興趣的服務(wù)區(qū)域。為了使得在感興趣的那些區(qū)域具有標(biāo)膠好的位置先交角和較高的信噪比，從而得到較高的定位精度，常見(jiàn)的臺(tái)鏈配置有三角形，丫形和星形三種。第九章衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是以人造衛(wèi)星作為導(dǎo)航臺(tái)的天基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，能為全球陸、海、空、天的各類(lèi)軍民載體提供的全天候，24小時(shí)連續(xù)高精度的三維位置，速度和精密時(shí)間信息。與地基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)相比，由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有收外界條件限制較小、導(dǎo)航定位精度高等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了迅速的發(fā)展。特別全球定位系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用圍不斷擴(kuò)大，使傳統(tǒng)的地基無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)受到了被替代的威脅。9.1全球定位系統(tǒng)研究人員在對(duì)人造衛(wèi)星所發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)孛娼邮照镜奈恢靡欢〞r(shí)，在衛(wèi)星通過(guò)地面接收站視野的時(shí)間，所接受的信號(hào)的多普勒頻移曲線與衛(wèi)星軌道有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。這意味著固定于地面的接收站只要測(cè)得衛(wèi)星通過(guò)其視野期間的多普勒頻移曲線，就可以確定衛(wèi)星的軌道。反過(guò)來(lái)，若衛(wèi)星運(yùn)行軌道是已知的，那么根據(jù)接受站測(cè)得的多普勒頻移曲線，便能確定接收站在地面的位置。于是研究人員提出了研制衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建議。9.1.1系統(tǒng)組成、功用與配置全球定位系統(tǒng)（GPS）是至今為止世界最具有代表性的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通常是由衛(wèi)星組成的空間部分，監(jiān)測(cè)站和控制站組成的控制部分及各種類(lèi)型用戶接收機(jī)組成的用戶部分三大部分構(gòu)成。1.空間部分GPS星座有24顆工作衛(wèi)星組成，軍分布在6個(gè)傾角為55°的軌道上，每個(gè)軌道有四顆衛(wèi)星，此外，四顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行。衛(wèi)星運(yùn)行在地球表面以上約20230km的近圓軌道，運(yùn)行周期為12h。這種由多顆衛(wèi)星組成的星座，可在全天任何時(shí)間為地球任何地方提供4-8顆仰角在15°以上的同時(shí)可觀測(cè)衛(wèi)星。如果將遮蔽仰角（在此角度之上的衛(wèi)星才能被用戶觀測(cè)）降到10°,最多顆觀測(cè)到10顆衛(wèi)星；若將遮蔽仰角進(jìn)一步下降到5°，那么最多可同時(shí)見(jiàn)到12顆衛(wèi)星。2.控制部分GPS控制部分由一個(gè)主控站、個(gè)全球監(jiān)測(cè)站和三個(gè)地面控制站組成，5主要任務(wù)是跟蹤所有的衛(wèi)星以進(jìn)行軌道和時(shí)鐘測(cè)定、預(yù)測(cè)修正模型參數(shù)、同步衛(wèi)星時(shí)間和為衛(wèi)星加載數(shù)據(jù)電文等。（1）主控站主控站從各監(jiān)測(cè)站收集對(duì)衛(wèi)星的跟蹤數(shù)據(jù)，計(jì)算衛(wèi)星的軌道和時(shí)鐘參數(shù)，然后，將這些結(jié)果送到3個(gè)地面控制站中，以便最終向衛(wèi)星加載數(shù)據(jù)。此外，主控站還擔(dān)負(fù)對(duì)衛(wèi)星的控制和系統(tǒng)運(yùn)行管理等任務(wù)。（2）監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)站均配裝有精密的絕鐘和能夠連續(xù)測(cè)量到所有可見(jiàn)衛(wèi)星偽距的接收機(jī)。所測(cè)偽距每1.5s更新一次，利用電離層和氣象數(shù)據(jù)，15min每進(jìn)行一次數(shù)據(jù)平滑，然后發(fā)送給主控站。（3）地面控制站地面控制站有時(shí)也稱(chēng)作地面天線①內(nèi)。地面控制站與衛(wèi)星之間有通信聯(lián)絡(luò)，主要有地面天線組成。由主控站傳來(lái)的衛(wèi)星星歷和時(shí)鐘參數(shù)以S波形射頻鏈上行注入到各個(gè)衛(wèi)星，上行注入每天一次或兩次。如果某地面站發(fā)生故障，那么在各衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時(shí)間，但導(dǎo)航精度卻會(huì)逐漸降低。3.用戶部分用戶設(shè)備用于衛(wèi)星信號(hào)的捕獲、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、導(dǎo)航計(jì)算、人/機(jī)接口等工作?，F(xiàn)已為GPS的用戶研制出多種類(lèi)型的接收機(jī)，從最簡(jiǎn)單的單通道便攜式接收機(jī)到性能完善的多通道接收機(jī)。不同類(lèi)型和不同結(jié)構(gòu)的接收機(jī)適應(yīng)于不同的精度要求，不同的載體運(yùn)動(dòng)特性和不同的抗干擾環(huán)境。一次定位時(shí)間也從幾秒鐘至幾分鐘不等，這取決于接收設(shè)備的結(jié)構(gòu)完善程度。盡管各種類(lèi)型的接收機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不同，但必須完成下列基本功能：選擇衛(wèi)星、捕獲信號(hào)、跟蹤和測(cè)量導(dǎo)航信號(hào)，校正傳播效應(yīng)，計(jì)算導(dǎo)航解，顯示及傳輸定位信息。第十章自主無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)自主無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)是一種不需要運(yùn)行體之外的設(shè)備配合，由用戶自主完成導(dǎo)航任務(wù)而獨(dú)立配備的無(wú)線電設(shè)備或與其他設(shè)備的組合。多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)和無(wú)線電高度表等都是典型的航空自主無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)自主無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)因其具有的不依賴外部設(shè)施、能夠主動(dòng)完成導(dǎo)航任務(wù)的特性，使其具有了隱蔽導(dǎo)航、遠(yuǎn)程使用等優(yōu)越能力，從而在軍事領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。10.1多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)作為頻率測(cè)速推算導(dǎo)航系統(tǒng)，它能連續(xù)地輸出飛機(jī)相對(duì)于某航路點(diǎn)的位置，是一種基于多普勒效應(yīng)的自主