本書描述了民用航空機載導航系統(tǒng)的基本概念、工作原理和發(fā)展歷程,系統(tǒng)地介紹了民機導航系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和機載設(shè)備的功能、組成及性能,深入淺出地說明了現(xiàn)代民用飛機綜合導航系統(tǒng)的體系架構(gòu)、導航需求及具體應(yīng)用,詳細闡述了各導航子系統(tǒng)的基本性能和特點,結(jié)合新航行體系相關(guān)規(guī)范,從基于性能的導航(PBR)的角度描述了未來民機導航系統(tǒng)的基本架構(gòu)配置,并分析了未來的發(fā)展趨勢。本書對從事民用航空機載導航系統(tǒng)技術(shù)研究和民機導航設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的工程技術(shù)人員、工程管理人員和航空院校導航領(lǐng)域的學生均有良好的參考價值。
程農(nóng):清華大學導航與控制研究中心主任、研究員
研究領(lǐng)域:導航、制導與控制、航空電子及飛行管理系統(tǒng)、新航行體制下四維制導理論與方法研究
1 概述
1.1 引言
1.2 地球幾何形狀與重力場
1.2.1 地球的幾何形狀
1.2.2 地垂線、緯度和高度
1.2.3 參考旋轉(zhuǎn)橢球體的曲率半徑
1.2.4 重力矢量
1.3 地球?qū)Ш蕉ㄎ环椒?br />
1.3.1 地球直角坐標系定位方法
1.3.2 地球球面坐標系的定位方法
1.3.3 兩類定位方法的參數(shù)變換
1.4 導航用坐標系
1.4.1 坐標系的定義
1.4.2 坐標系之間的變換關(guān)系
1.5 民用飛機導航系統(tǒng)架構(gòu)
1.5.1 民機導航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.5.2 典型民機導航系統(tǒng)架構(gòu)
2 自主導航系統(tǒng)
2.1 慣性傳感器原理及發(fā)展概況
2.1.1 雙自由度陀螺儀的基本特性
2.1.2 動力調(diào)諧陀螺儀
2.1.3 激光陀螺(RLG)
2.1.4 光纖陀螺
2.1.5 微機電陀螺
2.1.6 擺式加速度計
2.1.7 微機電加速度計
2.2 慣性導航系統(tǒng)工作原理
2.2.1 慣性導航系統(tǒng)基礎(chǔ)
2.2.2 指北方位慣導系統(tǒng)的力學編排
2.2.3 游移方位慣導系統(tǒng)的力學編排
2.2.4 極區(qū)導航
2.3 捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)
2.3.1 概述
2.3.2 姿態(tài)更新算法
2.3.3 捷聯(lián)慣導的速度算法
2.3.4 捷聯(lián)慣導的位置算法
2.4 慣性導航系統(tǒng)誤差分析
2.4.1 誤差源分析
2.4.2 速度誤差和位置誤差方程
2.4.3 姿態(tài)誤差方程
2.4.4 靜基座條件下指北方位系統(tǒng)的誤差傳播特性分析
2.5 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的對準與標定
2.5.1 靜基座條件下指北方位對準
2.5.2 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的標定技術(shù)
2.6 大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)
2.6.1 相關(guān)術(shù)語與定
2.6.2 大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)的組成與功能
2.6.3 大氣傳感器
2.6.4 大氣數(shù)據(jù)計算機
2.7 航姿系統(tǒng)
2.7.1 磁傳感器
2.7.2 捷聯(lián)航姿系統(tǒng)
3 陸基無線電導航系統(tǒng)
3.1 陸基無線電導航系統(tǒng)概述
3.1.1 無線電導航系統(tǒng)的定義及構(gòu)成
3.1.2 無線電導航系統(tǒng)的任務(wù)及分類
3.1.3 無線電導航系統(tǒng)的性能要求
3.1.4 無線電導航系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢
3.2 無線電高度表
3.2.1 頻率式無線電高度表
3.2.2 脈沖式無線電高度表
3.3 無線電羅盤測向系統(tǒng)
3.3.1 系統(tǒng)功能
3.3.2 機載無線電自動定向儀
3.3.3 地面無線電測向信標
3.4 甚高頻全向信標
3.4.1 甚高頻全向信標系統(tǒng)工作原理
3.4.2 常規(guī)VOR
3.4.3 多普勒伏爾
3.4.4 VOR與DVOR設(shè)備的應(yīng)用
3.5 測距儀
3.5.1 測距儀系統(tǒng)
3.5.2 DME/P
3.5.3 DME調(diào)諧原理和過程
3.5.4 DME測距誤差分析
3.6 VOR/DME與DME/DME導航原理
3.6.1 VOR及DME信號覆蓋范圍
3.6.2 VOR/DME區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ凰惴?br />
3.6.3 無線電自動選臺算法
3.7 ILS儀表著陸系統(tǒng)
3.7.1 工作原理
3.7.2 航向臺的組成及作用
3.7.3 下滑臺的組成及作用
3.7.4 指點信標
3.7.5 儀表著陸系統(tǒng)的性能要求
3.7.6 航向下滑的場地標準
3.8 MLS微波著陸系統(tǒng)
3.8.1 測角和測距原理
3.8.2 微波著陸系統(tǒng)地面設(shè)備
3.8.3 微波著陸系統(tǒng)機載設(shè)備
3.8.4 精密測距設(shè)備
3.8.5 微波著陸系統(tǒng)信號格式
3.8.6 微波著陸系統(tǒng)在機場的配置和使用
3.9 雷達著陸系統(tǒng)
3.9.1 雷達測距和測角原理
3.9.2 著陸雷達工作原理
3.9.3 著陸雷達的主要性能
3.9.4 著陸雷達的安裝和使用
3.9.5 雷達著陸的缺點
3.10 MMR多模接收機著陸系統(tǒng)
4 全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)
4.1 全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)概述
4.I.1 GPS的組成
4.1.2 GPS現(xiàn)代化
4.1.3 GPS應(yīng)用
4.1.4 各國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的概況
4.2 全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的工作原理
4.2.1 GPS信號
4.2.2 GPS信號的組成、用途和特性
4.2.3 現(xiàn)代化的GPS信號
4.2.4 GPS時間系統(tǒng)、坐標系統(tǒng)和衛(wèi)星位置計算
4.2.5 GPS測量
4.2.6 GPS定位
4.3 GPS的誤差分析
4.3.1 GPS星座誤差
4.3.2 GPS信號傳播中的主要誤差
4.3.3 與接收機有關(guān)的誤差
4.3.4 其他誤差源
4.4 差分GPS
4.4.1 差分的種類
4.4.2 廣域增強系統(tǒng)
4.4.3 局域增強系統(tǒng)
5 基于性能的導航
5.1 概述
5.2 區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)
5.3 RNP導航
5.3.1 RNP導航特點
5.3.2 RNP參數(shù)
5.3.3 導航性能要求
5.3.4 RNP飛行程序結(jié)構(gòu)
5.3.5 實際導航性能(ANP)
5.3.6 飛機性能對導航性能的影響評估
5.3.7 航路和飛行程序空域規(guī)劃中的PEE影響
5.4 導航性能的指標分配
5.5 導航綜合與管理
5.5.1 概述
5.5.2 無線電導航臺站調(diào)諧
5.5.3 無線電臺站合理性檢測
5.5.4 選擇輔助導航量測量
5.5.5 輔助導航的位置計算
5.5.6 IRS與VOR/DME/ADF、GNSS、ADS的組合方案
5.5.7 最佳位置計算
5.5.8 混合位置計算
5.5.9 導航融合精度計算
5.5.10 導航性能監(jiān)控和告警
5.5.11 導航數(shù)據(jù)庫
5.6 水平導航
5.7 垂直導航
5.8 未來民機導航系統(tǒng)
參考文獻
索引