单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,#,1,概述,自主式导航定位系统,陆基无线电导航定位系统,卫星导航定位系统,组合导航系统,其它导航定位系统,发展趋势,1概述,2,基本概念,5.1,概述,导航,引导飞机、舰船、车辆或人员等运载体,沿事先规定的路线,，,准时地到达目的地,的过程,实现导航功能的系统称为,导航系统,定位,在规定的坐标系中,确定运载体位置,的过程,实现定位功能的系统称为,定位系统,导航定位系统在,军事上,和,民用交通运输上,用途广泛，是,国家信息基础设施,的组成部分，是,军事信息系统,的组成部分,2基本概念 5.1概,3,产生与发展,5.1,概述,原始导航定位技术,星座,指南针,航海表,惯性,无线电导航定位技术,陆基,卫星,其他导航定位技术,地形辅助、地磁导航、组合导航、定位报告系统,PLRS,H1,H2,H3,H4,3产生与发展 5.1概述,4,性能指标,5.1,概述,精度,指导航系统为运载体,提供的位置,与运载体当时的,真实位置,之间的误差，通常采用统计特性的,随机量,描述,可用性,为运载体提供,可用导航服务时间,与载体,运行时间,的百分比,可靠性,给定使用条件,下，在,规定时间,内以,规定的性能,完成其功能的概率,完好性,系统发生故障或误差超过允许范围时，及时向用户,发出有效告警,的能力,导航信息更新率,单位时间,内提供导航定位数据的,次数,4性能指标 5.1概,5,系统类型,5.1,概述,根据导航信息的产生方式,自主式导航系统,惯性导航系统,多普勒导航系统,地形辅助导航系统,他备式导航系统,陆基导航系统,卫星导航系统,组合导航系统,相对导航定位系统,5系统类型 5.1概,6,惯性系统,5.2,自主式导航定位系统,惯性导航系统（惯导）,利用,惯性仪表,（陀螺仪和加速度计）,测量,运动载体在惯性空间中的,角运动,和,线运动,根据,载体运动微分方程组,实时地、精确地,解算,出运动载体的,位置,、,速度,和,姿态角,等导航信息,系统类型,平台式惯性导航系统,6惯性系统 5.2自主式导航定位系统惯性导航系统,7,惯性系统,5.2,自主式导航定位系统,惯性导航系统（惯导）,利用,惯性仪表,（陀螺仪和加速度计）,测量,运动载体在惯性空间中的,角运动,和,线运动,根据,载体运动微分方程组,实时地、精确地,解算,出运动载体的,位置,、,速度,和,姿态角,等导航信息,系统类型,平台式惯性导航系统,捷联式惯性导航系统,7惯性系统 5.2自主式导航定位系统惯性导航系统,8,惯性系统,5.2,自主式导航定位系统,惯性导航系统（惯导）,利用,惯性仪表,（陀螺仪和加速度计）,测量,运动载体在惯性空间中的,角运动,和,线运动,根据,载体运动微分方程组,实时地、精确地,解算,出运动载体的,位置,、,速度,和,姿态角,等导航信息,系统类型,平台式惯性导航系统,捷联式惯性导航系统,工作过程,标定,、,初始对准,、,状态初始化,和,当前状态计算,8惯性系统 5.2自主式导航定位系统惯性导航系统,9,惯性系统,5.2,自主式导航定位系统,惯性仪表,陀螺仪：,检测运动载体在惯性空间中的,角运动,机电陀螺仪：,液浮陀螺仪、挠性陀螺仪、静电陀螺仪,光学陀螺仪：,激光陀螺仪和光纤陀螺仪,微机械陀螺仪,加速度计：,检测运动载体在惯性空间中的,线运动,常用：,液浮摆式、挠性、石英挠性加速度计,新型：,激光、光纤、振弦、石英振梁、静电和微机械加速度计,9惯性系统 5.2自主式导航定位系统惯性仪表,10,多普勒系统,5.2,自主式导航定位系统,原理,敏感出载体相对于地面的,速度,，然后经计算机,解算,求出飞机所经过的,距离,，产生导航定位信息,10多普勒系统 5.2自主式导航定位系统原理,11,地形辅助,5.2,自主式导航定位系统,原理,运载体上的,气压高度表,和,雷达高度表,分别测出运载体的,海拔高度,和,离地高度,，,两者相减,，求出,载体正下方地形的海拔高度,，产生地形起伏曲线,在运载体存储的,地形标高数据,的基准数据库中搜索，找出,与实测曲线拟合最好,的一条地形标高变化曲线，求出载体的,准确位置,特点,离地高度超过,300m,时，精度,明显降低,，到,800m1500m,的高度则基本,无法使用,只能在,地形起伏的地区,使用，在,平坦地区,或,水平面上,使用,效果差,类型,地形高度数据匹配系统、景象匹配系统,11地形辅助 5.2自主式导航定位系统原理,12,5.3,陆基无线电导航系统,无线电导航,利用无线电波的传播特性测定运载体的,导航参量,（,方位,、,距离,和,速度,）,计算与,规定航线,的,偏差,，由驾驶员或自动驾驶仪操纵运载体消除偏差以保持正确航线,陆基无线电导航系统,由在世界各地建立的,无线电参考站（导航台）,组成,接收机接收参考站发射的无线电电波，计算,接收机到发射站,的,距离,来确定自己的,位置,和,航向,典型系统,航海：,奥米伽、罗兰,-C,、,航空：,伏尔、塔康、仪表着陆系统、微波着陆系统、无线电罗盘,/,无线电信标,125.3 陆基无线电导航系统无线电导航,13,定位原理,5.3,陆基无线电导航系统,测角导航定位,利用无线电波,直线传播,的特性，用运载体上的环形方向性天线接收发射台的信号,根据接收信号的,幅值极值,的,方向,，建立接收信号幅度与导航角的关系，从而测出电台航向,13定位原理 5.3 陆基无线电导航系统测角导航定,14,定位原理,5.3,陆基无线电导航系统,测角导航定位,利用无线电波,直线传播,的特性，用运载体上的环形方向性天线接收发射台的信号,根据接收信号的,幅值极值,的,方向,，建立接收信号幅度与导航角的关系，从而测出电台航向,14定位原理 5.3 陆基无线电导航系统测角导航定,15,定位原理,5.3,陆基无线电导航系统,测角导航定位,利用无线电波,直线传播,的特性，用运载体上的环形方向性天线接收发射台的信号,根据接收信号的,幅值极值,的,方向,，建立接收信号幅度与导航角的关系，从而测出电台航向,例如：,无线电信标、指点信标,、无线电定向机,、,伏尔,15定位原理 5.3 陆基无线电导航系统测角导航定,16,定位原理,5.3,陆基无线电导航系统,测距导航定位,利用无线电波恒速,直线传播,的特性，,运载体,和,地面导航台,上,各安装一套接收机和发射机,运载体向地面导航台,发射询问信号,，地面导航台接收并向运载体,转发应答信号,运载体接收机收到的应答信号比询问信号,滞后一定时间,，测出,滞后时间,，计算出,运载体与导航台间距离,无线电导航测距系统的,位置线是一个圆,，由,两条圆位置线,的交点确定飞机的位置,16定位原理 5.3 陆基无线电导航系统测距导航定,17,定位原理,5.3,陆基无线电导航系统,测距导航定位,利用无线电波恒速,直线传播,的特性，,运载体,和,地面导航台,上,各安装一套接收机和发射机,运载体向地面导航台,发射询问信号,，地面导航台接收并向运载体,转发应答信号,运载体接收机收到的应答信号比询问信号,滞后一定时间,，测出,滞后时间,，计算出,运载体与导航台间距离,无线电导航测距系统的,位置线是一个圆,，由,两条圆位置线,的交点确定飞机的位置,17定位原理 5.3 陆基无线电导航系统测距导航定,18,定位原理,5.3,陆基无线电导航系统,测距导航定位,利用无线电波恒速,直线传播,的特性，,运载体,和,地面导航台,上,各安装一套接收机和发射机,运载体向地面导航台,发射询问信号,，地面导航台接收并向运载体,转发应答信号,运载体接收机收到的应答信号比询问信号,滞后一定时间,，测出,滞后时间,，计算出,运载体与导航台间距离,无线电导航测距系统的,位置线是一个圆,，由,两条圆位置线,的交点确定飞机的位置,例如：,DME,测距器,18定位原理 5.3 陆基无线电导航系统测距导航定,19,定位原理,5.3,陆基无线电导航系统,测距差导航定位,一组发射台在时间上,同步地发射信号,，运载体接收机,测量,多个导航台,信号到达的时间差,计算,运载体到达多个导航台距离差,，确定运载体处于地球表面上一条,以发射台为焦点,和,相应距离差为定值,的,双曲线,利用,两条双曲线的交点,，计算出,载体位置,19定位原理 5.3 陆基无线电导航系统测距差导航,20,定位原理,5.3,陆基无线电导航系统,测距差导航定位,一组发射台在时间上,同步地发射信号,，运载体接收机,测量,多个导航台,信号到达的时间差,计算,运载体到达多个导航台距离差,，确定运载体处于地球表面上一条,以发射台为焦点,和,相应距离差为定值,的,双曲线,利用,两条双曲线的交点,，计算出,载体位置,20定位原理 5.3 陆基无线电导航系统测距差导航,21,定位原理,5.3,陆基无线电导航系统,测距差导航定位,一组发射台在时间上,同步地发射信号,，运载体接收机,测量,多个导航台,信号到达的时间差,计算,运载体到达多个导航台距离差,，确定运载体处于地球表面上一条,以发射台为焦点,和,相应距离差为定值,的,双曲线,利用,两条双曲线的交点,，计算出,载体位置,例如：,罗兰,-A,、罗兰,-C,、台卡、奥米伽,21定位原理 5.3 陆基无线电导航系统测距差导航,22,航海用系统,5.3,陆基无线电导航系统,罗兰,-C,脉冲双曲线导航定位,工作载频为,100kHz,（波长,3km,）,陆地上可传播,500800n mile,海上可达,8001100n mile,定位精度为,0.25n mile,数据更新率为,1020,次,/min,奥米伽,比相测量时间差的双曲线导航定位,工作载频为,1014kHz,（波长,30km,）,定位精度为,24n mile,数据更新率为,6,次,/min,22航海用系统 5.3 陆基无线电导航系统罗兰-C,23,航空用系统,5.3,陆基无线电导航系统,伏尔,主要用于,航路导航,，采用,测角导航定位,由,地面台,和,机载设备,组成，工作频段为,108MHz118MHz,连续波，共,200,个频道，频道间隔,50kHz,地面台的天线方向图为旋转着的心脏形，每秒旋转,30,周，机载导航设备接收信号的幅度调制与飞机的方位角之间存在对应关系,导航距离,200n mile,（当飞机高度为,10000m,时）,测距采用,测距器,DME,塔康,用于航空母舰飞机的导航，采用,测角导航定位,工作载频为,960MHz1215MHz,测距采用,测距器,DME,23航空用系统 5.3 陆基无线电导航系统伏尔,24,航空用系统,5.3,陆基无线电导航系统,仪表着陆系统,地面设备,航向台：,108.1MHz111.9MHz,下滑台：,329.3MHz335.0MHz,指点信标台：,75MHz,机载接收机,航向,/,下滑接收机,指点信标接收机,24航空用系统 5.3 陆基无线电导航系统仪表着陆系统,25,航空用系统,5.3,陆基无线电导航系统,仪表着陆系统,地面设备,航向台：,108.1MHz111.9MHz,下滑台：,329.3MHz335.0MHz,指点信标台：,75MHz,机载接收机,航向,/,下滑接收机,指点信标接收机,25航空用系统 5.3 陆基无线电导航系统仪表着陆系统,26,航空用系统,5.3,陆基无线电导航系统,仪表着陆系统,地面设备,航向台：,108.1MHz111.9MHz,下滑台：,329.3MHz335.0MHz,指点信标台：,75MHz,机载接收机,航向,/,下滑接收机,指点信标接收机,引导距离,20n mile,26航空用系统 5.3 陆基无线电导航系统仪表着陆系统,27,航空用系统,5.3,陆基无线电导航系统,微波着陆系统,系统组成,航向台、下滑台：,50315091MHz,机载机载设备精密测距器（,DME/P,）、接收机,原理,航向台,用扇形波束,左右扫描,，,下滑台,用扇形波束,上下扫描,27航空用系统 5.3 陆基无线电导航系统微波着陆系统,28,航空用系统,5.3,陆基无线电导航系统,微波着陆系统,系统组成,航