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陆基导航技术研究 目 录 第一章 绪论 1 1.1课题背景和意义 1 1.2国内外研究现状 3 1.2.1 国外研究现状 3 1.2.2 国内研究现状 5 1.3论文研究内容和方案 7 第二章 陆基导航系统工作原理和测量误差分析 9 2.1 陆基导航系统工作原理 9 2.1.1 VOR系统工作原理 9 2.1.2 DME系统工作原理 12 2.1.3 TACAN系统工作原理 15 2.2 陆基导航系统误差特性分析及误差建模 18 2.2.1VOR导航系统误差特性分析及误差建模 19 2.2.2 DME测距系统误差特性分析及误差建模 24 2.2.3陆基导航系统误差实测结果 26 2.3 本章小结 28 第三章 陆基导航组合系统定位误差分析 29 3.1 陆基导航系统的组合方式及定位原理 29 3.1.1 DME-DME组合方式 29 3.1.2 组合方式 29 3.2 VOR?DME组合系统定位误差分析 30 3.2.1 定位误差分析 30 3.2.2 定位误差分析 32 3.2.3 基于误差椭球的误差分析 36 3.3 本章小结 41 第四章 区域导航技术研究 42 4.1 区域导航概述 42 4.1.1 概述 42 4.1.2 区域导航对导航的精度要求 43 4.1.3 区域导航的特点 43 4.1.4 区域导航的优势及效益 44 4.2 RNP概述 45 4.2.1 概念 45 4.2.2航路 46 4.2.3终端精密 48 4.3 PBN概述 49 4.3.1 概念 49 4.3.2 分类 50 4.3.3 作用及优势 51 4.4 区域导航中的误差分析 51 4.4.1 导航系统误差 51 4.4.2 显示系统误差 52 4.4.3飞行技术误差 52 4.4.4基于陆基系统的区域导航误差分析 55 4.5 本章小结 58 总结与展望 59 参考文献 61 致 谢 63 第一章 绪论 导航定位技术是现代科学技术中一门重要的技术学科,在航天,从中国古老的指南针到地磁定向,从天文导航到无线电导航,以及本世纪六,无不浸透着人类智慧的结晶,导航系统的精度已经成为评价现代航空(航天)器性能的重要参数之一,特别是现代化战争的需要,对导航定位的精度和可靠性都提出了更高的要求本章对所选课题的来源,同时概述了区域导航技术研究的国内外现状,最后介绍了论文的主要内容 1.1课题背景和意义随着全球航空运输业的飞速发展,空中交通流量急剧增加,空域拥挤和飞行延误情况日益严重,基于传统运行方式的航路结构难以满足航班量增加的要求,航路和终端区空中交通拥堵的现象时有发生,保证航空安全的压力也越来越大陆基导航系统难以满足新一代国家空中交通管理系统对导航系统在精度空中交通管制部门着力采用先进的科技手段,提高空域容量,为了保持航路顺畅,保证飞行安全,减少延误及协助提高航空公司运行效率国际民航组织(ICAO)早在1991年就确立了新航行系统(FANS)和区域导航(RNAV)的概念,在这个概念的影响下,全球航空运输发生了巨大变化目前,在全世界范围内,民用航空导航普遍采用的是陆基导航系统,我国民航仍以传统的陆基导航方式为主,使用传统导航方式,要求飞机沿着已经建立起来的航线,从航路点到航路点进行飞行,在着陆阶段,要求有引导和着陆的导航系统其中所使用的无线电导航系统和设备主要有:罗兰(LORAN)系统(ADF)?甚高频全向信标(VOR)?测距器(DME)?塔康(TACAN)系统(ILS)?微波着陆系统(MLS)?精密进近雷达(PAR)等传统的无线电导航是利用机载接收机接收地面导航台信号,通过向台,沿地面导航台设计的常规航路已经日趋饱和,流量控制导致的飞行延误日益增加,为提出 RNAV概念并得以应用提供了必要条件RNAV允许飞机在相关导航设施的信号覆盖范围内,或在机载自主导航设备能力限度内,或在两者配合下沿所需的航路飞行?该导航方式允许航空器不飞经某些导航设施,这就摆脱了沿常规航路逐台飞行的束缚,提高了空域的利用率[1]RNP/RNAV(Required navigation performance/Area navigation 所需导航/区域导航)作为一种新的导航概念,是利用飞机自身机载导航设备和全球定位系统(GPS)引导飞机起降的新技术,是目前航空发达国家竞先研究的新课题和国际民航界公认的未来导航发展趋势?RNP 是建立在RNAV 基础上的精密导航系统,飞机在一个确定的航路?空域或区域内运行时,所需的导航性能精度,要求飞机在 95%的飞行时间内,机载导航系统应使飞机保持在限定的空域内飞行RNP 技术进一步降低了飞行的天气标准,可以增加可用航线的选择范围,很好地避开了恶劣气象条件的航线;RNP 技术大大降低了地形对飞行的影响,使飞机能够