本書描述了民用航空機(jī)載導(dǎo)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(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)和機(jī)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(jī)綜合導(dǎo)航系統(tǒng)的體系架構(gòu)、導(dǎo)航需求及具體應(yīng)用,詳細(xì)闡述了各導(dǎo)航子系統(tǒng)的基本性能和特點(diǎn),結(jié)合新航行體系相關(guān)規(guī)范,從基于性能的導(dǎo)航(PBR)的角度描述了未來民機(jī)導(dǎo)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(duì)從事民用航空機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)研究和民機(jī)導(dǎo)航設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的工程技術(shù)人員、工程管理人員和航空院校導(dǎo)航領(lǐng)域的學(xué)生均有良好的參考價(jià)值。
程農(nóng):清華大學(xué)導(dǎo)航與控制研究中心主任、研究員
研究領(lǐng)域:導(dǎo)航、制導(dǎo)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(dǎo)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(biāo)系定位方法
1.3.2 地球球面坐標(biāo)系的定位方法
1.3.3 兩類定位方法的參數(shù)變換
1.4 導(dǎo)航用坐標(biāo)系
1.4.1 坐標(biāo)系的定義
1.4.2 坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系
1.5 民用飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)架構(gòu)
1.5.1 民機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
1.5.2 典型民機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)架構(gòu)
2 自主導(dǎo)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(dòng)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(jī)電陀螺
2.1.6 擺式加速度計(jì)
2.1.7 微機(jī)電加速度計(jì)
2.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理
2.2.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)
2.2.2 指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)的力學(xué)編排
2.2.3 游移方位慣導(dǎo)系統(tǒng)的力學(xué)編排
2.2.4 極區(qū)導(dǎo)航
2.3 捷聯(lián)慣性導(dǎo)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(dǎo)的速度算法
2.3.4 捷聯(lián)慣導(dǎo)的位置算法
2.4 慣性導(dǎo)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(dǎo)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)與標(biāo)定
2.5.1 靜基座條件下指北方位對(duì)準(zhǔn)
2.5.2 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的標(biāo)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(jì)算機(jī)
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(dǎo)航系統(tǒng)
3.1 陸基無線電導(dǎo)航系統(tǒng)概述
3.1.1 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的定義及構(gòu)成
3.1.2 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的任務(wù)及分類
3.1.3 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的性能要求
3.1.4 無線電導(dǎo)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(jī)載無線電自動(dòng)定向儀
3.3.3 地面無線電測向信標(biāo)
3.4 甚高頻全向信標(biāo)
3.4.1 甚高頻全向信標(biāo)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(dǎo)航原理
3.6.1 VOR及DME信號(hào)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(dòng)選臺(tái)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(tái)的組成及作用
3.7.3 下滑臺(tái)的組成及作用
3.7.4 指點(diǎn)信標(biāo)
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(biāo)準(zhǔn)
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(jī)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(hào)格式
3.8.6 微波著陸系統(tǒng)在機(jī)場的配置和使用
3.9 雷達(dá)著陸系統(tǒng)
3.9.1 雷達(dá)測距和測角原理
3.9.2 著陸雷達(dá)工作原理
3.9.3 著陸雷達(dá)的主要性能
3.9.4 著陸雷達(dá)的安裝和使用
3.9.5 雷達(dá)著陸的缺點(diǎn)
3.10 MMR多模接收機(jī)著陸系統(tǒng)
4 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
4.1 全球衛(wèi)星導(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng)的概況
4.2 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理
4.2.1 GPS信號(hào)
4.2.2 GPS信號(hào)的組成、用途和特性
4.2.3 現(xiàn)代化的GPS信號(hào)
4.2.4 GPS時(shí)間系統(tǒng)、坐標(biāo)系統(tǒng)和衛(wèi)星位置計(jì)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(hào)傳播中的主要誤差
4.3.3 與接收機(jī)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(qiáng)系統(tǒng)
4.4.3 局域增強(qiáng)系統(tǒng)
5 基于性能的導(dǎo)航
5.1 概述
5.2 區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)
5.3 RNP導(dǎo)航
5.3.1 RNP導(dǎo)航特點(diǎn)
5.3.2 RNP參數(shù)
5.3.3 導(dǎo)航性能要求
5.3.4 RNP飛行程序結(jié)構(gòu)
5.3.5 實(shí)際導(dǎo)航性能(ANP)
5.3.6 飛機(jī)性能對(duì)導(dǎo)航性能的影響評(píng)估
5.3.7 航路和飛行程序空域規(guī)劃中的PEE影響
5.4 導(dǎo)航性能的指標(biāo)分配
5.5 導(dǎo)航綜合與管理
5.5.1 概述
5.5.2 無線電導(dǎo)航臺(tái)站調(diào)諧
5.5.3 無線電臺(tái)站合理性檢測
5.5.4 選擇輔助導(dǎo)航量測量
5.5.5 輔助導(dǎo)航的位置計(jì)算
5.5.6 IRS與VOR/DME/ADF、GNSS、ADS的組合方案
5.5.7 最佳位置計(jì)算
5.5.8 混合位置計(jì)算
5.5.9 導(dǎo)航融合精度計(jì)算
5.5.10 導(dǎo)航性能監(jiān)控和告警
5.5.11 導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫
5.6 水平導(dǎo)航
5.7 垂直導(dǎo)航
5.8 未來民機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
索引