1.緒論-2.1地球與定位

空中導(dǎo)航第一章緒論日常生活中的導(dǎo)航問題：在一個(gè)陌生的城市，想找到要去的地方，如果不問路的話，你常采用什么方法?實(shí)際上是要解決三個(gè)基本問題：定位、定向和確定行進(jìn)時(shí)間?？罩袑?dǎo)航的概念定義：使用飛機(jī)領(lǐng)航系統(tǒng)，引導(dǎo)飛機(jī)沿預(yù)定航線從地球表面的一點(diǎn)準(zhǔn)確、準(zhǔn)時(shí)、安全地飛至地球表面另一點(diǎn)的一門應(yīng)用科學(xué)。思考：要使飛行達(dá)到準(zhǔn)確、準(zhǔn)時(shí)、安全的目的,必須解決哪些問題?思考：與日常生活中遇到的導(dǎo)航問題有何共通和不同之處？1.空中導(dǎo)航的三個(gè)基本問題1.定位：導(dǎo)航的首要和基本問題，是確定應(yīng)飛航向和飛行時(shí)間的基礎(chǔ)；可以采用的定位方法:目視,無線電,區(qū)域?qū)Ш降?；定位后判斷偏?進(jìn)而修正航向等參量。2.確定應(yīng)飛航向：目的是修正風(fēng)的影響，使飛機(jī)沿著預(yù)定的航跡飛行；要根據(jù)飛行高度上風(fēng)速、風(fēng)向和預(yù)定航跡的關(guān)系確定實(shí)際應(yīng)飛航向。3.確定飛行時(shí)間：目的是準(zhǔn)確把握飛行進(jìn)程，及時(shí)修正飛行速度，確保飛機(jī)能夠準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地；根據(jù)飛行計(jì)劃的要求，利用航路檢查點(diǎn)檢查飛機(jī)的飛行進(jìn)程，采取相應(yīng)的措施消磨和吸收飛行時(shí)間。2.領(lǐng)航學(xué)研究的基本內(nèi)容導(dǎo)航基礎(chǔ)理論：飛行時(shí)空的基本概念、基本導(dǎo)航元素及其測量、航空地圖及其使用、導(dǎo)航定位方法、飛機(jī)在空氣中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等；導(dǎo)航設(shè)備設(shè)施理論：導(dǎo)航儀表、導(dǎo)航設(shè)施的基本工作原理和使用方法等；導(dǎo)航方法：地標(biāo)推測導(dǎo)航方法、無線電導(dǎo)航方法和現(xiàn)代區(qū)域?qū)Ш嚼碚?；空中?dǎo)航的實(shí)施：空中導(dǎo)航的地面準(zhǔn)備和空中實(shí)施的基本程序。3.空中導(dǎo)航的發(fā)展史1)古代傳說中的導(dǎo)航：據(jù)說大約在公元前2600年，黃帝部落與蚩尤部落曾經(jīng)在涿鹿發(fā)生大戰(zhàn)，由于有指南車的指引，黃帝的軍隊(duì)在大風(fēng)雨中仍能辨別方向，因此取得了戰(zhàn)爭的勝利。2)天文導(dǎo)航（CelestialNavigation)利用天文羅盤、六分儀等，根據(jù)日月星辰的位置關(guān)系測定飛機(jī)的位置和航向鄭和下西洋：“過洋牽星圖”，“惟觀日月升墜，以辨東西，星斗高低、度量遠(yuǎn)近”。歐美早期航海中使用的六分儀天文導(dǎo)航的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)自主導(dǎo)航，隱蔽性好抗干擾能力強(qiáng)不受地域空域限制設(shè)備簡單，造價(jià)低缺點(diǎn)對(duì)民用航空而言，容易受到天氣的影響3)地標(biāo)領(lǐng)航（PilotingNavigation）火堆、旗語、地標(biāo)要求：要求目視條件好（VIS，Ceiling），飛行前做好充分準(zhǔn)備局限性：嚴(yán)重依賴地理環(huán)境、天氣狀況，飛行時(shí)空小4)推測（羅盤）領(lǐng)航(Dead-ReckongingNavigation)指南針；計(jì)里鼓；14世紀(jì)的磁羅盤1906年前后德國.安休茲博士陀螺羅盤1909年，俄國什瓦斯基偏流公式1910年航空地圖利用地標(biāo)、結(jié)合羅盤及其他基本航行儀表，對(duì)照航圖，根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前位置，推測飛機(jī)未來位置的領(lǐng)航方法。飛行時(shí)空進(jìn)一步擴(kuò)大，但依然受到地理環(huán)境、天氣狀況、基本領(lǐng)航儀表精度及功能的限制。5)無線電領(lǐng)航（RadioNavigation)根據(jù)無線電的傳播特性，利用無線電領(lǐng)航設(shè)備進(jìn)行定向、測距、定位，引導(dǎo)飛機(jī)飛行。精度高；定位時(shí)間短，可以連續(xù)、適時(shí)的定位；能夠在晝夜、復(fù)雜氣象條件或缺少地標(biāo)的條件現(xiàn)使用，大大擴(kuò)大了飛行時(shí)空。局限性：地面限制、電磁干擾20世紀(jì)20年代出現(xiàn)，二戰(zhàn)時(shí)期得到迅猛發(fā)展測向系統(tǒng)：ADF、VOR、ILS、MLS（方位角、仰角、距離）測距系統(tǒng)：DME測向測距系統(tǒng)：VOR/DME，TACAN測高系統(tǒng)：RA測距差系統(tǒng)：

OMEGA、LORAN6)慣性導(dǎo)航INS（InertialNavigation）利用慣性元件測量飛機(jī)相對(duì)于慣性空間的加速度，在給定的初始條件下，利用導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的積分運(yùn)算，確定飛機(jī)的姿態(tài)、位置、速度，引導(dǎo)飛機(jī)飛行。完全自主導(dǎo)航；不受氣象條件和地面導(dǎo)航設(shè)施限制，隱蔽性好；系統(tǒng)校準(zhǔn)后短時(shí)定位精度高。定位誤差隨時(shí)間而不斷積累，存在積累誤差；成本高。7)衛(wèi)星導(dǎo)航通過測量飛機(jī)與導(dǎo)航衛(wèi)星的相關(guān)位置來解算領(lǐng)航參數(shù)1957年10月，前蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星。1964年1月，美國海軍成功研制出海軍衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)－“子午儀（Transit）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”，主要用于核潛艇的導(dǎo)航定位，1967年7月，部分導(dǎo)航電文解密，供民間商業(yè)應(yīng)用，為遠(yuǎn)洋船舶導(dǎo)航和海上定位服務(wù)。1973年，美國，GPS1978年，前蘇聯(lián)GLONASS歐洲空間局1999年初正式推出Galileo導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)計(jì)劃，預(yù)計(jì)于2008年建成，2010年全面投入民用。8)區(qū)域?qū)Ш綉T性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航以及飛行管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，使得導(dǎo)航手段發(fā)生了根本的變化。飛機(jī)無需局限于地面導(dǎo)航設(shè)施形成的航線逐臺(tái)飛行，而是根據(jù)飛行管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理來自慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、或地面導(dǎo)航設(shè)施的導(dǎo)航信息，編排更加靈活的短捷的希望航線，計(jì)算飛機(jī)的航線偏離信息，并通過與自動(dòng)駕駛耦合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，引導(dǎo)飛機(jī)沿著最佳的飛行路徑飛行，從實(shí)踐和設(shè)備上擺脫了地面導(dǎo)航設(shè)施的束縛，這種實(shí)施導(dǎo)航的方法稱之為區(qū)域?qū)Ш剑≧NAV：AreaNavigation）第二章地球知識(shí)主要內(nèi)容

§2.1地球與定位

§2.2地球與時(shí)間

§2.3地球磁場

§2.4航線§2.1地球與定位1.地球地球是一個(gè)兩極稍扁、赤道略鼓的旋轉(zhuǎn)橢球體橢球的基本元素包括：極半徑a，赤道半徑b，扁率e=（b-a）/a我國從1982年后開始采用IAG1975年推薦的GRS75橢球數(shù)據(jù),極半徑6356.755km,赤道半徑6378.140km,扁率1：298.26?？罩袑?dǎo)航實(shí)施中為了便于計(jì)算通常將地球看作是一個(gè)半徑6371.001km的正球體返回上兩頁中，文字中的b,a和圖中的不對(duì)應(yīng)（赤道半徑和極半徑的表示方法矛盾）大地坐標(biāo)系的建立采用統(tǒng)一的坐標(biāo)系是空中導(dǎo)航的需要世界大地測量坐標(biāo)系WGS－84（美國國防部制定）

a=6378.137kmb=6356.752km推廣WGS-84坐標(biāo)系的重要意義：RNAV導(dǎo)航臺(tái)地理位置精度要求主要機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備均是基于WGS-84坐標(biāo)系開發(fā)的全球定位系統(tǒng)GPS的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)和定位解都是以1984年建立的世界大地測量坐標(biāo)系WGS－84作為坐標(biāo)框架，目前已被普遍采用于工程測量和導(dǎo)航定位。1989年3月3日，第十三屆國際民航組織理事會(huì)126次會(huì)議，批準(zhǔn)了新航行系統(tǒng)小組第4次會(huì)議關(guān)于采用世界地理坐標(biāo)系（WGS－84）為國際民用航空未來導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的建議。20世紀(jì)70年代早期,EUROCONTROL在建設(shè)馬斯特里希特高空管制中心，從比利時(shí)、德國和荷蘭的多雷達(dá)信號(hào)經(jīng)過處理后，雷達(dá)的軌跡顯示出現(xiàn)了差異，經(jīng)調(diào)查是不兼容坐標(biāo)系統(tǒng)所致。WGS-84有成為全球標(biāo)準(zhǔn)橢球的趨勢2.地球的定位定位方式：飛機(jī)在地球表面有兩種定位方式：相對(duì)定位和絕對(duì)定位相對(duì)定位以顯著地標(biāo)或無線電導(dǎo)航臺(tái)為參照物，通過飛機(jī)和地標(biāo)或?qū)Ш脚_(tái)之間的相對(duì)位置關(guān)系確定飛機(jī)的位置。絕對(duì)定位是以地理坐標(biāo)即經(jīng)緯網(wǎng)格確定飛機(jī)在地球表面上的位置。地心：地球的中心。極點(diǎn)：地球的自轉(zhuǎn)軸與地球的交點(diǎn)，包括南極和北極。大圓圈：通過地心的平面與地球表面的割線。小圓圈：不通過地心的平面與地球表面的割線。緯線圈：與地軸垂直的平面與地球表面的割線。緯線指示東西方向。赤道：通過地心且與地軸垂直的平面與地球表面的割線。經(jīng)線圈：通過地軸的平面與地球表面的割線。經(jīng)線：經(jīng)線圈被地軸分為兩半，每一半都成為一條經(jīng)線。經(jīng)線指示南北方向。2.1地球基本的點(diǎn)，線，圈：返回2.2地理坐標(biāo)（1）緯度（LAT：Latitude） 1）定義：地球表面上任意一點(diǎn)與地心的連線同赤道面的夾角稱為該點(diǎn)的緯度，常用Φ表示

2）緯度表示方法：

(1)φN39°57(2)39°57′N (3)N39°57(4)LATN39°57′

§1.1地球知識(shí)返回（2）經(jīng)度（LONG：Longitude）1）本初子午線：格林威治天文臺(tái)原址中心的經(jīng)線為本初子午線，本初子午線以東為東經(jīng)，以西為西經(jīng)2）經(jīng)度：某條經(jīng)線的經(jīng)度，就是該地方經(jīng)線平面和其始經(jīng)線平面的夾角，叫該地方的經(jīng)度，常用λ來表示。3）經(jīng)度表示方法：

(1)λE116°19′