导航

导航民航陆基导航设施有和星基导航基础设施有机载的有另外定型非镜像天线系统可与改装后的捕获效应下滑设备联合组成非镜像天线下滑系统提供类乃至高于类的精密进近引导服务发射单一的中长波利用一个信标驾驶员只能确定飞机的方位若测量两个的方位这两个方位线的交点就是飞机的位置适用于航路导航一般设置在机场或航路站点上帮助驾驶员实行仪表进近缺点是准确性差易受天气影响但由于价格低廉操控简单目前世界上许多中小机场还在使用通过测量飞机和地面站之间的脉冲电波传播时间来计量距离为解决多架飞机同时测量时的信号混淆问题由飞机上询问机的颤抖脉冲发生器随机决定发出的脉冲对之间的间隔通常要与系统结合使用通过测定飞机的航向和距离来实施定位发出的信号有射频和载波部分工作时天线不停地旋转其旋转频率和调频载波的频率变化严格吻合即天线旋转时所处的方位与射频信号发射的调频相位严格一致比较调频信号和调幅信号的相位差即可确定飞机相对台的方位该系统由于使用甚高频不受天气影响准确度高但只能为飞机提供方位信息而且台站建在陆地上不能为海上飞行的飞机提供导航服务的地面设备由航向台下滑台和指点信标三部分组成前两部分的天线都产生有尖锐方向性图的信号机上设备通过比较接收信号的幅值大小来确定飞机是否处于规定的下滑线上主要用于精密进近着陆其中航向台的信标波束频率为采用调幅下滑台的信标波束频率为也采用调幅指点信标工作在用于定位由于使用单一下滑线下降角度只有度且延伸海里故净空要求高流量受到限制另外受地形车辆和周围建筑物的干扰和影响尤其在英尺高度以下下滑道的信号不够稳定着陆的精度无法进一步提高只能达到一类精密进近的着陆标准应答着陆系统跟踪并向发回指定应答机识别代码的飞机提供着陆进近导航其导航信号模拟信号直接显示在飞机已有的设备上其性能符合和附件中对类进近需特殊批准的所有要求通过两个放置在跑道附近的到达角感应器询问飞机应答然后测量应答机的范围方位角和高度角从而确定飞机的位置然后计算航向台和下滑台修正值这是确定将飞机引导至预期航路的必要步骤这一导航信号在整个的有效范围内使用航向台信号和下滑台信号以至之间的频率传送导航信号为动态信号它可以根据被跟踪的飞机移动时间改变的优点技术可校准严重的多路径环境的影响提供有效下滑台导航系统的安装要求灵活且无需昂贵的地面固定设施在设备安装完成后可以通过软件配置文件调整进近航路下滑道角度和标识音位置具有全球全天候连续覆盖多功能高精度实时定位速度快抗干扰性能好保密性强等特点能满足各类用户的导航定位需求并可望逐步取代传统的无线电导航设备对飞机而言可以在飞机进场着陆航路导航飞机会合和空中加油武器准确投掷空中交通管制等方面提供服务但卫星导航还存在以下五大缺点系统的完好性不足干扰无意或有意和电离层传播的影响高太阳黑点周期和电离层闪烁对信号可造成严重影响美国联邦航空局对精度和完好性提出明确要求如表所示系统远不能满足表所规定的完好性要求表作为辅助航空导航系统时对精度和完好性要求要求飞行阶段航路区终端区非精密进近源精度告警门限里里里最大允许告警率次次次允许告警延时最小检测概率可用性系统的可用性和服务的连续性不佳系统精度难以满足精密进近要求缺乏国际统一管理和统一标准技术的基本原则是增加多余的观察星它利用系统的冗余信息对的多个导航解进行一致性检验从而达到完好性监测的目的当机载接收机视界内有颗卫星时由于只需颗便能产生飞机的三维位置速度和时间信息那么可以用这颗卫星构成个组合每个组合包括颗卫星并分别求出相应的位置解如果没有卫星信号异常且卫星几何因子较好或相差不是很大那么这个位置解会在一定的范围内保持一致反之如果其中一颗卫星信号异常那么这个位置解的差异就会很大这样利用颗卫星就可迅速判定有无卫星信号异常和卫星失效的程度当有颗可见星时还可判断是哪一颗卫星出了故障从而提高系统的完好性技术的关键是建立误差模型在误差分析的过程中相应的算法称为故障检测和排除算法目前采用的有距离比较法最小二乘法比率法递归法等除递归法外均依靠增加多余观察星完成监测故障的功能一方面保证了定位精度另一方面实现了对卫星工作状态的监控是目前卫星定位中自主有效地获得完好性监测的唯一方法的优点是对卫星故障反应迅速及完全自动且无需外界干预但是要求机载接收机视界内有颗以上几何分布较好或相当的卫星否则就无法进行完好性判定这就导致某些地区的某些时间不能使用即存在的覆盖空洞对完好性监视不能达到很高的程度当有卫星无法工作或不产生测距信号时这种现象就更加严重但是在地面监测设施不完全时技术不失为一种有效且简便的卫星完好性监测手段美国联邦航空局已规定所有航空用的接收机必须具有功能并且已批准具有功能的接收机在越洋和边远区域航行阶段可作为主用导航系统在本土航路终端区和非精密进近阶段可作为辅助导航系统由卫星子系统地面子系统和机载子系统组成利用地面的伪卫星提供反射的卫星信号及参考差分信号来提升进场定位的精确度将为测距信号提供本地信息和修正信息设在地面的多个参考站跟踪卫星提供伪距测量值地面站将多个伪距值合并计算出单一的差分校正值这个值包含了所有的误差源电离层对流层地基多径效应地面站还要进行完好性监测包括多接收机连续性监测卫星信号失真监测周期滑动跳跃监测并给每个伪距产生完好性参数信息通过数据链以数字格式发播给用户这些信息包括差分校正值完好性信息最终进近段定义数据基本地面站信息和状态信息修正信息的精度完好性连续性满足所需服务等级的要求可以用于类精密进近非精密进近起飞及地表导航系统目前处于认证阶段通过安装在飞行器上的加速度计测量飞行器的加速度经运算处理获得飞行器当时的速度和位置的导航方法无需地面或空间其它任何辅助设备可自行获得飞行导航参数由于存在测量误差而使定位误差随时间积累而且制造精度要求高非镜像下滑天线系统传统镜像下滑天线系统在为山区机场尤其是下滑信号反射区域地形恶劣的机场提供满意下滑道引导时的难度日益突现为克服镜像天线系统对场地要求带来的巨额场地平整费用目前国际上有一种叫的定型非镜像天线系统下滑天线系统是一种相位基准系统信号场强在外场信号叠加形成所需辐射场型的过程中不承担主要角色主要通过前后主天线辐射信号的相位关系来形成下滑道主要安装于山体附近和水边尤其适用于横向距离受限的场地与改装后的捕获效应下滑设备联合组成非镜像天线下滑系统提供类乃至高于类的精密进近引导服务在传统镜像天线系统选址规范适应性不强或耗资过高的现场提供常规下滑道引导天线系统主要包括前后向主发射天线余隙天线余隙监控器天线个场地监控器天线与设备的接口单元等在克服恶劣地形上下滑天线系统具有一定的特点但用户在应用此类型天线系统时针对具体现场进行详细的评估天线外观主天线部分