第一講-導(dǎo)航技術(shù)1教程

上海海事大學(xué)應(yīng)士君9/4/2019第一講9/4/2019何為導(dǎo)航？9/4/2019引導(dǎo)某一對象，從指定航線的一點(diǎn)運(yùn)動到另一點(diǎn)的方法。導(dǎo)航分兩類：(1)自主式導(dǎo)航：用飛行器或船舶上的設(shè)備導(dǎo)航，有慣性導(dǎo)航、多普勒導(dǎo)航和天文導(dǎo)航等；(2)非自主式導(dǎo)航：用于飛行器、船舶、汽車等交通設(shè)備與有關(guān)的地面或空中設(shè)備相配合導(dǎo)航，有無線電導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航。在軍事上，還要配合完成武器投射、偵察、巡邏、反潛和援救等任務(wù)。一、導(dǎo)航的來源9/4/2019

導(dǎo)航來源于人類交通和軍事活動對方位或位置識別的需求，其目的是要解決“我現(xiàn)在在哪里？”和“我向哪里去？”這類基本定位和引導(dǎo)問題。

在遠(yuǎn)古時代，人們利用地形地物作參照物或者通過觀察太陽和星體的方位，作為到達(dá)目的地的方法或手段。

為了克服天氣和能見度的限制，后來陸續(xù)出現(xiàn)了指南車、計里鼓和磁羅盤等最初的導(dǎo)航裝置，此時對導(dǎo)航的要求主要還是辨別方向。9/4/2019

相傳公元前約2600年，涿鹿大戰(zhàn)中，黃帝部落發(fā)明了指南車

有記載最早的用來指示方向的一種機(jī)械導(dǎo)航裝置，主要采用差動齒輪的傳動原理，無論車體如何行進(jìn)，都可根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)動，由車上木人指示出固定方向（南向）。9/4/2019指南車

記里鼓車是中國古代的一種距離測量裝置，它同樣利用齒輪機(jī)的差動原理，通過對所行進(jìn)的路程進(jìn)行計數(shù)，實(shí)現(xiàn)“記里車

行一里路，車上木人擊鼓，行十里路，車上木人擊鐲”的目

的。計里鼓9/4/2019大約公元前一千年，天文星歷導(dǎo)航開始應(yīng)用。9/4/2019天文導(dǎo)航：

公元前580－500年希臘哲學(xué)家畢達(dá)哥拉斯和公元前

504－450年帕梅尼德斯（Parmenides），在科學(xué)

上得出了地球是球形的結(jié)論

公元前276－195年由埃拉托斯特尼（Eratosthenes）確定了地球的大小。

公元前150－100年，著名天文學(xué)家喜帕恰斯（Hipparkhos）提出了用地理緯度和經(jīng)度來表示地

球上某點(diǎn)位置的方法，由此建立了近代天文導(dǎo)航的基礎(chǔ)。9/4/2019天文導(dǎo)航：公元27－97年間，我國就已有關(guān)于地磁指南工具的記載。9/4/2019磁羅盤：1569年，荷蘭發(fā)明家格哈德·魚雷默出版了世界海圖。

1601年英國人約翰·托普出版了海員歷。1731年，六分儀在英國問世。

1761年，英國鐘表匠JohnHarrison發(fā)明了第一臺航海表。至此，海上導(dǎo)航得到了快速發(fā)展，原始的推算導(dǎo)航儀器出現(xiàn)并得到初步應(yīng)用，海員們通過測量船體的速度增量并進(jìn)行外推來確定自己的位置，這成為后來慣性導(dǎo)航技術(shù)（inertialnavigation）的理論基礎(chǔ)。9/4/2019慣性導(dǎo)航：早期的導(dǎo)航活動來源于人們當(dāng)時所掌握的地磁現(xiàn)象、天文知識、慣性技術(shù)等知識，導(dǎo)航精度比較低下，應(yīng)用的范圍也僅限于陸路和海上交通，對于早期海上船艦的航行安全起到了至關(guān)重要的作用，推動了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對戰(zhàn)爭具有重要的輔助作用。

從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，無線電技術(shù)開始用于導(dǎo)航中的計時器校準(zhǔn)和方位測量，由此進(jìn)入了無線電導(dǎo)航時代，翻開了導(dǎo)航史上的嶄新一頁。9/4/2019無線電導(dǎo)航：二、無線電導(dǎo)航的發(fā)明及特點(diǎn)9/4/201919世紀(jì)末，無線電測向技術(shù)正式應(yīng)用于船舶導(dǎo)航

隨著無線電技術(shù)的迅猛發(fā)展，無線電導(dǎo)航的概念逐步建立，無線電導(dǎo)航設(shè)備和系統(tǒng)也逐步完善。

二戰(zhàn)以來，對導(dǎo)航的需求不斷提高，使導(dǎo)航的功能從主要提供運(yùn)載體的航向轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕峁┪恢眯畔ⅰ?/p>

導(dǎo)航己經(jīng)發(fā)展成一門專業(yè)的技術(shù)，形成了較為完備的科學(xué)體系，并成為航空、航海和陸路交通可以完全依賴及必須依賴的技術(shù)手段。

最初和主要形式是在地面臺（站）上為船舶和飛機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航

20世紀(jì)80年代開始，由于衛(wèi)星導(dǎo)航的發(fā)展及應(yīng)用，以及其他新型導(dǎo)航方式的出現(xiàn)，開辟了無線電導(dǎo)航的一個新的應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)入了以衛(wèi)星導(dǎo)航為主要形式的精密導(dǎo)航時代。9/4/2019無線電導(dǎo)航的特點(diǎn)9/4/2019

受外界條件（如晝夜、季節(jié)、氣象等）的限制較?。粶y量導(dǎo)航參數(shù)的精度較高，測量速度快；系統(tǒng)體積小、質(zhì)量輕，可靠性高；系統(tǒng)價廉經(jīng)濟(jì)，易于推廣和流行。三、船舶導(dǎo)航與導(dǎo)航系統(tǒng)的定義與任務(wù)9/4/2019

1、導(dǎo)航（navigation）是引導(dǎo)運(yùn)載體（船舶）按既定航線航行的整個引導(dǎo)過程。–“引導(dǎo)由導(dǎo)航系統(tǒng)或設(shè)備為運(yùn)載體（船舶）的操縱者提供必要的導(dǎo)航參量。–控制是操縱者根據(jù)導(dǎo)航參量，酌情實(shí)施對運(yùn)載體（船舶）進(jìn)行航行控制。2、導(dǎo)航系統(tǒng)9/4/2019

導(dǎo)航系統(tǒng)

（Navigation

System）是實(shí)施導(dǎo)航的專用設(shè)備組合式設(shè)備的統(tǒng)稱。導(dǎo)航系統(tǒng)側(cè)重于實(shí)現(xiàn)特定導(dǎo)航功能的設(shè)備組合體，組合體內(nèi)的各部分都必須按特定的協(xié)同方式工作才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能導(dǎo)航設(shè)備一般是指導(dǎo)航系統(tǒng)中某一相對獨(dú)立部分的型號產(chǎn)品，或?qū)崿F(xiàn)某一導(dǎo)航功能的單機(jī)。3、無線電導(dǎo)航9/4/2019

利用無線電技術(shù)對運(yùn)載體航行的全部（或部分）過程實(shí)施導(dǎo)航，稱為無線電導(dǎo)航。能夠完成全部或部分無線電導(dǎo)航功能（或任務(wù)）的技術(shù)裝置組合稱為無線電導(dǎo)航系統(tǒng)或設(shè)備。置于地面、船艦或已知運(yùn)動軌跡的衛(wèi)星上，為其他用戶提供導(dǎo)航定位功能的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)或設(shè)備，稱為無線電導(dǎo)航臺（站）。4、無線電導(dǎo)航的基本任務(wù)（以航空為例）航路導(dǎo)航系統(tǒng)：完成航線導(dǎo)航任務(wù)的系統(tǒng)；

著陸引導(dǎo)系統(tǒng)：完成進(jìn)場著陸引進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)（有的著陸引導(dǎo)系統(tǒng)具有離港引導(dǎo)能力）。

隨著空域中飛機(jī)密度增高，特別是港區(qū)空域更加突出，空中航 行管制顯得非常必要，這也是導(dǎo)航業(yè)務(wù)的一個重要方面，專門 用于空中航行管制的系統(tǒng)稱為空中交通管制系統(tǒng)（9A/4T/2C01S9-Air Traffic

Control

System）。導(dǎo)引運(yùn)載體沿既定航線航行；

確定運(yùn)載體當(dāng)前所處的位置及其航行參數(shù)，包括航向、速度、姿態(tài)等實(shí)時運(yùn)動狀態(tài)；

導(dǎo)引運(yùn)載體在夜間和復(fù)雜氣象條件下的安全著陸或進(jìn)港；

保證運(yùn)載體準(zhǔn)確、安全地完成航行任務(wù)所需要的其他導(dǎo)引任務(wù)9/4/2019四、導(dǎo)航系統(tǒng)的分類——1、按所測量的電氣參量劃分9/4/2019

振幅式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)；如無線電羅盤，儀表著陸系統(tǒng)（ILS）相位式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)；如VOR，歐米伽系統(tǒng)、臺卡系統(tǒng)，羅蘭-A等等。

頻率式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)；如頻率式高度表，多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)

脈沖（時間）式無線電導(dǎo)航系統(tǒng)；如脈沖式高度表，應(yīng)答/測距系統(tǒng)（DME）

復(fù)合無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，即可同時測量兩個或兩個以上相同或不同的電氣參量的系統(tǒng)。如TACAN系統(tǒng)和LORAN-C等。2、按所測量的幾何參量劃分9/4/2019

無線電測角導(dǎo)航系統(tǒng)（直線位置線）：伏爾、羅盤無線電測距系統(tǒng)（圓位置線）：塔康、DME

無線電測距差系統(tǒng)（雙曲線位置線）：羅蘭－Ａ、羅蘭－C

無線電測距和系統(tǒng)（橢圓位置線）：星基導(dǎo)航有源定位無線電復(fù)合式系統(tǒng)3、按系統(tǒng)的組成情況劃分9/4/2019自備式（自主式）：僅靠裝在運(yùn)載體上的導(dǎo)航設(shè)備就能 獨(dú)立地為該運(yùn)載體提供導(dǎo)航服務(wù)。(多普勒自主推算導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性系統(tǒng))

他備式（非自主式）:需由運(yùn)載體外的安裝位置已知的導(dǎo)航設(shè)備配合機(jī)載設(shè)備協(xié)調(diào)工作才能實(shí)現(xiàn)對運(yùn)載體的導(dǎo)航。（無線電羅盤、伏爾、TACAN、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）4、按導(dǎo)航臺的安裝位置分類9/4/2019

地基導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航臺安裝在地球表面的某一確知位置上。（無線電羅盤、伏爾、羅蘭-C）空基導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航臺安裝在空中某一特定載體上。（多普勒自主推算導(dǎo)航系統(tǒng)）星基導(dǎo)航系統(tǒng)：導(dǎo)航臺安裝在人造衛(wèi)星上。（GPS、GLONASS、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)）5、按導(dǎo)航系統(tǒng)最大有效作用距離分類9/4/2019近程導(dǎo)航系統(tǒng)：500km（伏爾、羅盤、塔康）中程導(dǎo)航系統(tǒng)：1000km

（羅蘭-B）遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)：3000km（羅蘭-C）

超遠(yuǎn)程導(dǎo)航系統(tǒng)：＞10,000km

（奧米伽、多普勒、

GPS、GLONASS

）6、按工作方式劃分9/4/2019

有源工作方式導(dǎo)航系統(tǒng)：用戶設(shè)備工作時需要發(fā)射信號；

無源工作方式導(dǎo)航系統(tǒng)：用戶設(shè)備不須發(fā)射信號。五、導(dǎo)航基本參量和術(shù)語9/4/2019航線和航跡導(dǎo)航中常用的速度參量導(dǎo)航中常用的角度參量導(dǎo)航中常用的距離參量1、航線和航跡9/4/2019

航線：指船舶在兩地間的海上航行路線，每個航次的具體航線，應(yīng)根據(jù)航行任務(wù)和航行地區(qū)的地理、水文、氣象等情況，以及船舶狀況擬定。大圓航線：沿最短大圓弧線航行的航線。恒向航線：保持恒定不變航向的航線。

航跡：船舶的實(shí)際軌跡在水面或地面上的投影（水平投影）。2、導(dǎo)航中常用的速度參量對水速：運(yùn)載體相對水媒質(zhì)的運(yùn)動速度。風(fēng)流速：空氣和水流相對地球表面的運(yùn)動速度。對地速：運(yùn)載體相對地球表面的運(yùn)動速度。

航行速度三角形：對水速、風(fēng)流速在地面的投影與對地速構(gòu)成的三角形。對地速可通過求解航行速度三角形得出。9/4/20193、導(dǎo)航中常用的角度參量9/4/2019

航向（船舶首向）：船舶縱軸首端的水平指向。船舶的航向與對水速度矢量方向是一致的。航向由選定的基準(zhǔn)方向（真北）順時針轉(zhuǎn)到該指向的夾角來定量標(biāo)度。真航向：船舶重心點(diǎn)的真北順時針轉(zhuǎn)到船舶縱軸的夾角在水平面的投影。磁航向：船舶重心點(diǎn)的磁北順時針轉(zhuǎn)到船舶縱軸的夾角在水平面的投影。電臺航向（電臺相對方位）

航跡角：基準(zhǔn)方向和航跡之間的夾角。航跡方向與對地速度矢量方向是一致的。

流壓角：船舶縱軸首向和航跡方向之間的夾角。因為船舶的航向與對水速度矢量方向一致，航跡方向與對地速度矢量方向是一致，因此流壓角是由于對水速和對地速矢量方向不同造成的，究其根本是由于風(fēng)流造成的。

方位：表示兩點(diǎn)間相對位置的量，由觀測點(diǎn)基準(zhǔn)方向順時針轉(zhuǎn)到兩點(diǎn)連線之間的夾角在水平面的投影來標(biāo)度目標(biāo)點(diǎn)的方位。9/4/2019

運(yùn)載體真方位：以導(dǎo)航臺真北為基準(zhǔn)，順時針轉(zhuǎn)到導(dǎo)航臺與運(yùn)載體之間的夾角在水平面的投影。

運(yùn)載體磁方位：以導(dǎo)航臺磁北為基準(zhǔn)，順時針轉(zhuǎn)到導(dǎo)航臺與運(yùn)載體之間的夾角在水平面的投影。

電臺（導(dǎo)航臺）真方位：以運(yùn)載體真北為基準(zhǔn)，順時針轉(zhuǎn)到導(dǎo)航臺與運(yùn)載體之間的夾角在水平面的投影。

電臺（導(dǎo)航臺）磁方位：以運(yùn)載體磁北為基準(zhǔn)，順時針轉(zhuǎn)到導(dǎo)航臺與運(yùn)載體之間的夾角在水平面的投影。

電臺向?qū)Ψ轿唬阂赃\(yùn)載體縱軸方向為基準(zhǔn)方向，順時針轉(zhuǎn)到導(dǎo)航臺與運(yùn)載體之間的夾角在水平面的投影。9/4/20194、導(dǎo)航中常用的距離參量9/4/2019水深：從某一基準(zhǔn)水平面到海底的垂直距離。水面水深：海平面到海底的垂直距離。龍骨水深：船舶龍骨到海底的垂直距離。傳感器水深：換能器面到海底的垂直距離。

高度：從運(yùn)載體重心到某一基準(zhǔn)水平面的垂直距離。絕對高度：運(yùn)載體重心到平均海平面的垂直距離。相對高度：運(yùn)載體重心到某一指定參考水平面的垂直距離。真實(shí)高度：運(yùn)載體重心到實(shí)際地面的垂直距離。9/4/2019

斜距：不在同一高度層或同一鉛垂線上的兩點(diǎn)之間的距離。地面斜距：斜距在地面上的投影。9/4/2019六、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的性能及技術(shù)指標(biāo)精度覆蓋范圍（工作區(qū)、作用距離）系統(tǒng)容量導(dǎo)航信息更新率連續(xù)性、可用性和可靠性系統(tǒng)完好性9/4/2019（一）、精度9/4/2019

精度是指系統(tǒng)為運(yùn)載體所提供的位置與運(yùn)載體當(dāng)時的真實(shí)位置之間的重合度。

導(dǎo)航系統(tǒng)為用戶提供的實(shí)測導(dǎo)航參量（如實(shí)時位置、方位、距離等）與其真實(shí)參量之間的偏差稱為導(dǎo)航參量誤差，簡稱導(dǎo)航誤差。9/4/20191、導(dǎo)航誤差的典型表示法1）平均誤差2）均方根誤差–均方誤差RMS（Root

Mean

Square

Error）描述了定

位精度所對應(yīng)的置信橢圓（二維定位）或置信橢球（三維定位）的大小。置信橢圓的長、短半軸分別表示了二維位置坐標(biāo)分量的標(biāo)準(zhǔn)差（如經(jīng)度的αλ和緯度的αφ），如果誤差統(tǒng)計分布是服從于正態(tài)分布，隨機(jī)誤差落在一倍標(biāo)準(zhǔn)差（1α）的概率值是68.3％，2α、3α的概率值分別為95.5％、99.7％。

通常定義均方根誤差的三倍（即3σ）為最大誤差，在正態(tài)分布條件下，隨機(jī)誤差落在±3σ范圍內(nèi)的概率為99.73%。

在導(dǎo)航系統(tǒng)精度評估或鑒定中經(jīng)常用2σ的限定值，在正態(tài)分布條件下，隨機(jī)誤差在±2σ范圍內(nèi)的概率為95.45%。9/4/20193）最大誤差4）概率誤差γ9/4/2019概率誤差又稱或然誤差，在一組測量中，測量誤差落在之內(nèi)的測量次數(shù)占總測量次數(shù)的

50％，在正態(tài)分布時，概率誤差γ和均方根誤差σ有下述關(guān)系：γ＝0.675σ5）圓概率誤差CEP9/4/2019

圓概率誤差CEP（Circular

Error

Probable）是以真

實(shí)位置為圓心，偏離圓心概率為50％的二維離散點(diǎn)分

布的度量，定義為CEP＝0.59（αλ＋αφ）。同理，當(dāng)概率為95％時有CEP95＝CEP×2.08＝1.2272（αλ＋αφ），也記作“R95”，表示概率為95％的二維點(diǎn)位精度；當(dāng)

概率為99％時，CEP99＝CEP×2.58＝1.5222（αλ＋αφ）。

對三維位置而言，則以球概率誤差SEP（SphericalError

Probable）表示。2、定位誤差的幾何因子9/4/2019測量誤差δ1引起位置線誤差δ2

，位置線誤差δ2導(dǎo)致定位誤差δ3

，定位誤差δ3顯然與測量誤差δ1有關(guān)。位置線梯度是指δ1與δ2之比（即δ1/δ2），反映的是測量誤差與其位置線誤差之間的轉(zhuǎn)換因子關(guān)系。定位誤差的幾何因子是δ3與δ1之間的比例因子即δ3/δ1，由此可見，當(dāng)測量誤差δ1一定時，幾何因子越大，定位誤差越大，反之亦反。而幾何因子的大小顯然與位置線梯度和位置線交角有關(guān)。（二）、覆蓋范圍（工作區(qū)、作用距離）

覆蓋范圍指的是一個面積或立體空間，那里的導(dǎo)航信號能夠使導(dǎo)航用戶以規(guī)定的精度定出運(yùn)載體的位置。覆蓋范圍和三大因素有關(guān)，即設(shè)備本身技術(shù)指標(biāo)，安裝使用環(huán)境，導(dǎo)航精度要求。9/4/2019（三）、系統(tǒng)容量9/4/2019

系統(tǒng)容量是指在導(dǎo)航系統(tǒng)的覆蓋范圍內(nèi)，系統(tǒng)同時可提供定位服務(wù)的用戶的數(shù)量。系統(tǒng)容量首先決定于導(dǎo)航系統(tǒng)的工作方式。（四）、導(dǎo)航信息更新率9/4/2019

導(dǎo)航信息更新率是指導(dǎo)航系統(tǒng)在單位時間內(nèi)可為運(yùn)載體提供定位或其他導(dǎo)航數(shù)據(jù)的次數(shù)。

連續(xù)性是指運(yùn)載體在某特定的運(yùn)行階段，導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提供規(guī)定的定位引導(dǎo)功能而不發(fā)生中斷的能力；

可用性是指當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)和用戶設(shè)備都正常工作時，系統(tǒng)為運(yùn)載體提供可用的導(dǎo)航服務(wù)時間與該航行階段時間的百分比。

可靠性是指系統(tǒng)在給定使用條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)以規(guī)定的性能完成其功能的概率，它標(biāo)志的是系統(tǒng)發(fā)生故障的頻度。最常用的衡量可靠性指標(biāo)是平均故障間隔時間（MTBF）9/4/2019（五）、連續(xù)性、可用性和可靠性

完好性也稱完善性或完備性、完整性等，是指當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)生故障或誤差變化超出了允許的范圍，不能提供可用的導(dǎo)航服務(wù)時，系統(tǒng)能夠及時向用戶發(fā)出告警的能力，它對保障運(yùn)載體安全、可靠地使用導(dǎo)航信息提出了要求。9/4/2019（六）、系統(tǒng)完好性（七）、其他指標(biāo)9/4/2019導(dǎo)航信息的多值性多值性是指有些無線電導(dǎo)航系統(tǒng)所給出的定位數(shù)據(jù)對應(yīng)著多個可能的位置點(diǎn)（或位置線、位置面），如果不采用輔助手段，就無法確定其中正確的一個。導(dǎo)航定位信息的維數(shù)維數(shù)是指導(dǎo)航系統(tǒng)為用戶所提供的是一維、二維還是三維的空間位置信息。導(dǎo)航系統(tǒng)從導(dǎo)航信號中導(dǎo)出的第四維信息（如時間）也可以歸屬于這個參數(shù)。七、無線電導(dǎo)航的應(yīng)用及發(fā)展歷史1早期階段2發(fā)展階段3成熟階段4發(fā)展前景及軍事應(yīng)用9/4/2019第一階段，時間從20世紀(jì)初至第二次世界大戰(zhàn)前；

1902年J.Stone發(fā)明了無線電測向技術(shù)，1907年進(jìn)入實(shí)用階段；

1912年研制出世界上第一個無線電導(dǎo)航設(shè)備，即振幅式測向儀，也稱無線電羅盤；1922年發(fā)明了超聲波聲納；

20世紀(jì)20年代末期，陸續(xù)出現(xiàn)了四航道信標(biāo)、航空無線電信標(biāo)（又叫無方向信標(biāo)NDB）及垂直指點(diǎn)信標(biāo)（75

MHz信標(biāo)）。1940年無方向信標(biāo)的自動測向儀投入正式使用；1935年，法國首先在船上開始裝備VHF頻段的導(dǎo)航雷達(dá)9/4/2019

。1早期階段2發(fā)展階段9/4/2019

發(fā)展階段也稱第二階段，時間從第二次世界大戰(zhàn)開始至20世紀(jì)60年代初。1）.臺卡系統(tǒng)（DECCA）

臺卡導(dǎo)航系統(tǒng)于1937年提出，1944年由英國倫敦臺卡導(dǎo)航儀公司研制成功。它屬于低頻連續(xù)波相位無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，采用測距差的雙曲線定位方式工作，主要用于海上船只的近程高精度定位，也可為覆蓋范圍內(nèi)的直升機(jī)提供導(dǎo)航服務(wù)。

由于臺卡系統(tǒng)的定位精度和覆蓋范圍均低于羅蘭－C，隨著羅蘭－C的建設(shè)和發(fā)展，臺卡用戶逐漸減少。2).無線電高度表（Radio

Altimeter）9/4/2019

1938年發(fā)明了連續(xù)波調(diào)頻無線電高度表，第二次世界大戰(zhàn)后基于雷達(dá)技術(shù)產(chǎn)生了雷達(dá)高度表，也稱脈沖高度表，它們都得到了廣泛應(yīng)用直至現(xiàn)在。無線電高度表是一種自主式航空導(dǎo)航設(shè)備，用于測量飛機(jī)距離地球表面的高度，包括調(diào)頻體制和脈沖體制兩種工作方式。基于測高范圍的不同，將只可測2000m以下高度的稱為小高度表，可測2000m以上的稱為大高度表，一般小高度表的測量精度優(yōu)于大高度表。

1939年開始研制儀表著陸系統(tǒng)（Instrument

Landing

System），1941年

投入應(yīng)用，并在1946年為國際民航組織（ICAO）定為標(biāo)準(zhǔn)著陸引導(dǎo)設(shè)備。ILS可為著陸中的飛機(jī)同時提供水平和垂直引導(dǎo)，使飛機(jī)在云層很低、能見度很差的情況下也能完成高精度的著陸過程。9/4/20193).儀表著陸系統(tǒng)（ILS）和精密進(jìn)近雷達(dá)（PAR）

在第二次世界大戰(zhàn)期間的野戰(zhàn)機(jī)場和航空母艦上使用一種放在地面上或甲板上的精密進(jìn)近雷達(dá)（PAR），它通過測量下滑中的飛機(jī)方位、仰角、距離等信息，來指示飛機(jī)左右或上下調(diào)整來實(shí)現(xiàn)著陸，其缺點(diǎn)是飛行員處于被動引導(dǎo)狀態(tài)，因此在有ILS的地方它多作為備用設(shè)備使用。9/4/20194).羅蘭系統(tǒng)（LORAN）9/4/2019

羅蘭（Long

Range

Navigation）即遠(yuǎn)程導(dǎo)航，是一種脈沖體制的雙曲線型陸基中遠(yuǎn)程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，由地面臺站的發(fā)射裝置、同步監(jiān)測與控制設(shè)備、用戶接收裝置三大部分組成。5).多普勒導(dǎo)航雷達(dá)（Doppler

Navigation

Radar9/4/2019

1945年，多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)開）始發(fā)展，這是一種自主式航空導(dǎo)航系統(tǒng)，由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、天線、頻率跟蹤器和控制指示儀組成?；跍y速雷達(dá)的基本原理，系統(tǒng)測量出射向地面的回波信號的多普勒頻移，可以得到飛機(jī)相對于地面的地速和偏流角，或飛機(jī)的三維速度分量。采用航位推算原理，對速度積分求出飛機(jī)的已飛距離，可以得到飛機(jī)的當(dāng)前位置等導(dǎo)航信息。

多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)由于工作范圍不受限制，價格低，測速精度高，在20世紀(jì)50～70年代得到了廣泛應(yīng)用，缺點(diǎn)是用于定位時存在對時間的積累誤差。6).伏爾（VOR）9/4/2019伏爾是甚高頻全向信標(biāo)（VHF

Omni—Range）的簡稱，是二戰(zhàn)后期在美國發(fā)展起來的近程導(dǎo)航系統(tǒng)，1946年成為美國標(biāo)準(zhǔn)，1949年被ICAO采納為國際標(biāo)準(zhǔn)的航空近程導(dǎo)航系統(tǒng)。VOR可指示出飛機(jī)相對導(dǎo)航臺的磁正北方向的方位角，精度高于無線電羅盤，主要用于使飛機(jī)保持在給定的航線上飛行。20世紀(jì)

60年代由聯(lián)邦德國研制的多普勒伏爾（DVOR）系統(tǒng)，克服了

場地內(nèi)地形地物對系統(tǒng)發(fā)射信號的影響，提高了系統(tǒng)的精度。伏爾只能給飛機(jī)指示出方位，為了給飛機(jī)提供出在空中的位置，一般與測距器配合采用方位加距離的極坐標(biāo)方式進(jìn)行定位。7).甚低頻導(dǎo)航系統(tǒng)9/4/2019美國的歐米伽（omega）系統(tǒng)和俄羅斯的阿爾法（alpha）系統(tǒng)都屬于甚低頻雙曲線全球?qū)Ш较到y(tǒng)。

通過對甚低頻連續(xù)波信號的相位比對來進(jìn)行雙曲線形式的定位，其發(fā)射裝置由分布在世界各地的8個甚低頻地面發(fā)射臺組成，每一發(fā)射臺都包括定時和控制子系統(tǒng)、發(fā)射子系統(tǒng)和天線子系統(tǒng)，用于向地面、海上和空中用戶提供甚低頻無線電信號，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航信號對全球的覆蓋。8).測距器（DME）9/4/2019

測距器是在第二次世界大戰(zhàn)中隨著雷達(dá)的發(fā)展應(yīng)用而出現(xiàn)的，它通過測量無線電脈沖在空中的傳播時間獲得飛機(jī)到地面導(dǎo)航臺站的距離，包括普通測距器（DME／N）和精密測距器（DME／P）兩種。9).塔康（TACAN）9/4/2019

戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng)TACAN（Tactical

AirNavigation

System）是美國海軍1955年研制并投入裝備的近程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，由地面設(shè)備（也稱塔康信標(biāo)）和機(jī)載設(shè)備組成。3成熟階段9/4/2019

成熟階段也稱第三階段或衛(wèi)星導(dǎo)航階段，時間從20世紀(jì)60年代中期至今。1).衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)子午儀導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（Transit

NavigationSatellite

System）GPS和GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2).微波著陸系統(tǒng)（MLS）9/4/2019

1978年國際民航組織批準(zhǔn)將時間基準(zhǔn)波束掃描體制的微波著陸系統(tǒng)，作為新型的飛機(jī)著陸引導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。它通過測量微波波束往復(fù)掃描時經(jīng)過飛機(jī)的時間間隔，得到飛機(jī)相對于跑道終點(diǎn)的方位角和俯仰角，來引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)近和著陸，可以滿足高等級的

CAT

II、Ш類著陸標(biāo)準(zhǔn)。3).地形輔