无线电导航系统讲义

无线电导航系统讲义Revised on November 25, 2020

航空无线电导航系统

第一章

绪论

导航与导航系统的基本概念1?导航导航的基本含义是引导运行体从一地到另一地安全航行的过程。导航强调的是“身在何处，去向哪里”是对继续运动的指示。导航之所以定义为一个过程，是因为它贯穿于运动体行动的始终，遍历各个阶段，直至确保运行达成LI的。应当说大部分运行体都是由人来操纵的，而对那些无人驾驶的的运行体来说，控制是山仪器或设备来完成的，这时的导航就成为了制导。近年来人们将定位于导航并列提岀。事实上定位提供的位置参量是一个标量，只有将其与方向数据联合起来成为矢量，才能服务于运行体的航行。因此定位与测角、测距一样是导航的技术之一，通过定位可以实现导航。也可以说定位是静态用户要求的；但对动态用户而言要求的是导航。2.导航系统导航系统是用于对运行体实施导航的专用设备组合或设备的统称。导航系统是侧重于实现特定导航功能的设备组合体，组合体内的各部分必须按约定的协调方式工作才能实现系统功能，而导航设备一般是指导航系统中某一相对独立部分或产品，或实现某一导航功能的单机。导航及无线电导航系统的分类导航是一门基于“声、光、电、磁、力”的综合性的应用科学，实现

导航的技术手段很多，按其工作原理或主要应用技术可分为下述类别：（1）天文导航一一利用观测自然天体（空中的星体）相对于运行体所在坐标系中的某些参量实现的导航称为天文导航。（2）惯性导航一一利用牛顿力学中的惯性原理及相应技术实现的导航称为惯性导航。（3）无线电导航一一利用无线电技术实现的导航称为无线电导航。（4）地磁导航一一利用地球磁场的特性和磁敬器件实现的导航称为地磁导航。（3）红外线导航一一利用红外线技术实现的导航称为红外线导航。（6）激光导航一一利用激光技术实现的导航称为激光导航。（7）声纳导航一一利用声波或超声波在水中的传播特性和水声技术实现的导航（用于对水下运行体的导航）称为声纳导航。（8）地标或灯标导航一一利用观测（借助光学仪器或LI视）已知位置的地标或灯标实现的导航称为地标或灯标导航。2?无线电导航系统的分类无线电导航是导航中的一大分支，是当今应用最广、发展最快、在导航家族中站主导地位的一类导航技术。下面介绍儿种常用的无线电导航系统分类：（1）按用户使用时相对依从关系分类1 O自备式（或自主式）导航系统。这类导航系统仅依靠装在运行体上的导航设备就能独立自主地为该运行体提供导航服务。

2 O他备式（非自主式）导航系统。这类导航系统必须有运行体以外且安装位置已知的导航设备相配合才能实现对该运行体的导航。这些居于运行体之外的配合实现导航功能的导航设备及其附属设备通常称为导航台站，而装在运行体上的导航设备通常称为该导航系统的用户设备或载体设备。可见、他备式

（非自主式）导航系统是山台站和用户设备共同组成的，所以它的用户设备必须依赖于台站，这与自备式导航系统明显不同。（2）按无线电导航台站安装地点分类1这种导航系统的导航台站安装在地球表面O地基无线电导航系统。的某一确知位置上。2这种导航系统的导航台站安装在空中某一特O空基无线电导航系统。定载体上。3这种导航系统的导航台站安装在人造地球卫O星基无线电导航系统。星或自然星体上。（3）按无线电导航系统最大作用距离分类（参考数据以航空导航为主）1 O近程导航系统。作用距离在500km以内。2 O远程导航系统。作用距离在500km以上，活在地球上任何地点都是该系统的有效作用范圉。（4）按系统提供

的导航参量（或位置线形状）分类1。O无线电测角导航系统（直线位置线）

2。O无线电测距导航系统（圆位置线）O无线电测距差导航系统（双曲线位置线）3。O复合式（测角/测距、测距/测距差）无线电导航系统4

（5）按系统中主要观测的电信号参量分类1 O振幅式无线电导航系统。2 O频率式无线电导航系统。O相位式无线电导航系统。3 O脉冲式无线电导航系统。4 5 O复合式无线电导航系统。

第二章

中波导航系统

系统技术实现地面设备中波导航机是一种连续波发射器，通过直立天线全向发射中频信号，以地波形式传播，其天线水平面方向图为圆形垂直面方向图为半8字形。中波导航机主要有无方向性天线、功率放大器、调幅器、激励器、识别信号键等组成。其中激励器产生频率为130—1700kHz的信号，经调幅和功率放大器放大，通过无方向性天线辐射到空间去；音频振荡器产生频率一定且收识别点马键控制的音频信号，对高频信号的幅度进行调制，用于实现台识别；识别信号键产生的识别键控制信号，还可以直接控制激励器工作，产生等幅报信号。中波导航机天线通常采用“T型”或“T宠型”天线，辐射信号以地波形式传播。

中波导航机为了给无限电罗盘提供测向信号，它只需全向发射连续等幅波中频信号即可。但为了给飞行人员提供台识别信息，就需要在发射的连续等幅波信号中调制识别信号。这个识别信号是一组莫尔斯码它曲码元“点”“划”组成，、“点”是宽约为125ms的脉冲，“划”脉冲的宽度是“点”脉冲的三倍。为了能在

“点”“划”期间产生音、频信号以便飞行员的耳机中出现音响，需要用这些“点” “划”脉冲、控制一个音频振荡器工作，所以所产生的键控音频信号再去调制中频中频连续波信号，这样中波导航机发射的信号就成为了键控调幅波，即在发“点” “划”期间，导航台发射调幅信号，在

“点”“划”之、、间发射等幅信号，信号始终连续发出，测向不会中断。中波导航机除主要为无线电罗盘提供测向信号外，还可作为应急通信电台使用，实施单向对空联络，这时他可发等幅电报（直接键控激励器）、调幅电报进行地空通话。进行地空通话是，只需要将语音信号对高频信号直接调频，经天线辐射岀去即可。

第四章伏尔系统

概述伏尔是甚高频全方位测向（Very High Frequency Omni directional Range）英文缩写VOR的汉语译音名称。伏尔系统是一种由机载设备直接导出导航参量近程无线电导航测角系统，属于他备式主动导航系统，导出的导航参量是飞机相对于伏尔信标台的磁方位角（即飞机磁

方位角）。目前已是空中交通管制不可分割的一部分，是陆地上无线电近程导航和飞精密进近的国际标准系统。系统组成、功用和配置伏尔系统山地面设备和机载设备两大部分组成。地面设备是伏尔信标，工作在108-118MHZ其高频波段，在360。

范圉内发射方位信号，故乂称为全向信标；与之配套的机上设备称为伏尔接受机，采用无方向性接受天线，测量的角度信息用表头予以指示或传送给机上计算机。伏尔系统的功用是通过机载伏尔接收机接受地面伏尔信标发射的信号，经处理获得飞机相对于伏尔信标台的磁方位角，在空中给飞机提示飞机方向，以引导飞机沿着预定的航线飞行，,在现代飞机上，可以预先吧沿着航线的各个VOR地面台的位置、发射频率、应飞的航线等逐项输入飞机管理系统或自动E行系统，在计算机的控制下，飞机就按输入的数据自动飞行，并最终到达口的地。该系统通常用于航路导航，也可在机场用于引导飞机归航和非精密进近。伏尔信标通常架设在某航路点或机场终端区域。伏尔信标从用途上可分为航路伏尔和终端伏尔。航路伏尔（VOR-C）台址通常选在附近区域无障碍物的航路点上，如山的顶部，以尽量减少因地形效应引起的测角误差。在一条“空中航路”上，根据航路的长短，规定的航路宽度和伏尔系统的精度可以设置多个VOR-C台，每个VOR-C台可辐射无限多的方位线或径向线作为预选航道，E机沿着预选的航道可以飞向或飞离VOR-C 台，并指出飞机偏离航道的方向（左或右）和角度，

实现飞机安全巡航。VOR-C台还可以作为航路检查点，为实行交通管制服务。终端伏尔（VOR-T）安装在机场跑道附近或跑道次着陆端中线延长线上，引导飞机归航和进场着陆。

笫五章地美仪系统

概述地美仪是测距器（Distance Measuring Equipment, DME）英文缩写的汉语译音名称。DME系统是一种无线电测距导航系统，是訂前民用航空广泛运用的一种近程航空无线电导航系统。系统组成、功用与配置DME系统是询问 -回答式脉冲测距系统，主要山设置在地面的应答器和机上的询问其构成。DME 系统的功能是采用询问-回答式脉冲测距方式，测量飞机相对于地面应答器所在位置的距离（斜距）,用于飞机提供距离导航信息。DME系统的地面应答器架设在航路点或机场的已知地理位置，为DME机载设备提供测距应答信号，既可用于航路导航，也可以用于机场终端区域的导航，为了某些特殊用途，DME应答设备还可以安装在大型军舰或大型飞机上。

第六章塔康系统

概述塔康是战术空中导航（Tactical Air Navigation）引文缩写TACAN的汉语译音名称。山于该系统的有效作用距离在近程范圉内，且只用于航空导航，所以乂称为航空近程导航系统。系统组成、功用与配置塔康系统组成一般包括两大基本设备，即塔康信标和机载设备。完善的塔康系统配置除信标和机载设备外，还配有信标监测器，信标模拟器和塔康指示控制设备等。塔康信标以旋转天线方向性图的形式向作用空域发射无线电信号，为安装塔康机载设备的E机提供方位测量信息，同时作为测距应答机，接受并回答机载设备发来的测距询问信号。塔康机载设备接受塔康信标发射的方位信号，实现方位角的测量，同时作为测距询问机发射和接受测距信号，实现距离数据测量，所测得的距离和方位数据既可以通过机载设备指示器直观显示，也可以通过导航计算机讣算获得位置坐标数据，供显示或助航。塔康信标监测器是用于监视和测量塔康信标主要性能指标的配套设施，是保证信标可鼎工作的重要专用仪器组合；塔康信标模拟器是检查、测试和校准塔康机载设备主要性能指标的专用设备，它模拟产生塔康信标发射的方位信

号和距离回答信号等，并准确提供方位距离射频信号电平等数据，方位和距离变化率，具有完善的测试和控制功能；塔康指示控制设备，有时也称为塔康机载设备测试仪，它是测

试塔康机载设备收/发主机的必备配套设备，能为测试塔康机载设备提供指示控制等全套从属部件及适当的接口，可以方便与塔康信标模拟器配合，对机载设备主机进行全面测试。塔康系统的功能是为飞机提供方位角和距离导航信息实现为飞机指向极坐标定位，可用于建立航线、归航、空中战术机动和作为位置坐标传感

器。塔康信标通常架设在机场或航路点的已知地理位置，为塔康机载设备提供方位信号及测距应答信号。,所以常称为塔康地面信标（或塔康地面设备）。为了某些特殊用途塔康信标还可装在大型军舰、大型E机上，称为舰载塔康信标、机载塔康信标。

第七章

俄制近程导航系统

概述俄制近程导航系统勒斯波恩系统的重要组成部分，该系统除具有塔康系统的极坐标定位功能外，还有地面监视和进场着陆引导以及空/空相对导航等功能，是一个多功能综合导航系统。系统组成、功用和配置俄制近程导航系统组成与塔康系统类似，也是山地面设备和机载设备两大部分构成，完善的系统配置还包括地面设备模拟器和机载指示控制设备等。地面设备及其附属设备构成台站，通常称为俄制近程导航台。俄制近程导航系统机载设备也是勒斯波恩系统机载设备的重要组

成部分。勒斯波恩系统机载设备是一部极坐标定位功能机载设备和地面监视功能机载应答器以及俄制仪表着陆功能的机载设备，空/空导航定位功能的机载设备多合一的综合体，是一个比较复杂的机载多功能系统，不仅具有复合显示器，还和其他导航系统有接口关系，可进行程序控制。机载综合设备的基本功能包括：O与俄制近程导航地面1 2设备配合实施区域导航；O与俄制仪表着陆航向、下滑信标及测距3应答器配合引导飞机精密进近着陆；O实现飞机之间的相对导航。可见，这个机载综合设备具有一机多用的能力，是机上电子设备综合的一个典型应用范例。俄制近程导航系统主要具有三大功能：是极坐标定位功能。该功能类似于塔康正常工作模式的极坐标定位功能，在这种工作方式下，飞机利用已知地面台进行主动测距、测向和台识别，实现极坐标定位。二是地面监视功能。该功能相当于地面监视二次雷达，即俄制近程导航系统可以再地面通过平面位置显示器(PPI)显示飞机相对台站的位置，并可识别飞机，这一功能是塔康系统所不具备的。三是空/空相对导航功能，及飞机与飞机之间能够进行相对导航定位。俄制近程导航系统地面设备如同塔康信标一样，一般配置在机场或航路点。

第八章

罗兰罗兰-C系统

概述罗兰一词是英文"远程导航” (Long Range Navigation, LORAN)

词头缩写的译音。罗兰一C系统是山美国最先研制使用的双曲线远程无线电导航系统，曲用户设备直接导岀位置等导航参量，属于陆基、低频、中远程、主动精密无线电导航系统。系统组成、功用与配置罗兰一c系统主要山地面设备和用户设备两部分组成。地面设备包括发射台链、工作区监测站和台链控制中心。发射台链是山一组发射台形成的网络，用于向用户提供无线电导航信号；工作区监测站和台链控制中心用于监视和控制系统的工作情况与信号质量，使其满足系统的要求。用户设备包括各种类型的接收机，接受来自发射台的导航信号，进而获取位置和信号与其他导航信息。罗兰一C系统利用沿地波传播的中长波信号，通过测量来自两个基台的无线电信号相位差获取两基台的距离差，从而获得以两基台为焦点的双曲线，得到两条这样的双曲线就实现了双曲线相交定位。罗兰一C系统信号覆盖区可深达水下，不仅可用于船舰、飞机、车辆等导航和定位，也可以用于水下潜艇的导航和定位。罗兰一C 系统同一发射台链中的发射台组具有共同的时间基准并位于同一地理区域。为了实现用户的定位，一个发射台链至少曲三个发射台组成，其中一个发射台称为主台，其余的各台称为副台。通常主台都用英文大写字母表示，副台用大写字母y “x”、“Z”等表示，台链中副台的数量一般

不超过5个。台链中个发射台之间位置相互关系，包括发射台之间的距离和方位，称作台链的配置。台链配置形状取决于主要感兴趣的服务区域。为了使得在感兴趣的那

些区域具有标胶好的位置先交角和较高的信噪比，从而得到较高的定位精度，常见的台链配置有三角形，Y形和星形三种。

第九章

卫星导航系统

卫星导航系统是以人造卫星作为导航台的天基无线电导航系统，能为全球陆、海、空、天的各类军民载体提供的全天候，24小时连续高精度的三维位置，速度和精密时间信息。与地基无线电导航系统相比，山于卫星导航系统具有收外界条件限制较小、导航定位精度高等优点，因而得到了迅速的发展。特别全球定位系统的发展和应用范围不断扩大，使传统的地基无线电导航系统受到了被替代的威胁。全球定位系统研究人员在对人造卫星所发射的无线电信号进行监听时发现，当地面接收站的位置一定时，在卫星通过地面接收站视野的时间内，所接受的信号的多普勒频移曲线与卫星轨道有一一对应的关系。这意味着固定于地面的接收站只要测得卫星通过其视野期间的多普勒频移曲线，就可以确定卫星的轨道。反过来，若卫星运行轨道是已知的，那么根据接受站测得的多普勒频移曲线，便能确定接收站在地面的位置。于是研究人员提出了研制卫星导航系统的建议。系统组成、功用与配置全球定位系统

(GPS)是至今为止世界最具有代表性的卫星导航系统。卫星导航系统通常是山卫星组成的空间部分，监测站和控制站组成的控制部分及各种类型用户接收机组成的用户部分三大部分构成。

1.空间部分GPS星座有24颗工作卫星组成，军分布在6个倾角为55°的轨道上，每个轨道有四颗卫星，此外，四颗有源备份卫星在轨运行。卫星运行在地球表面以上约20230km的近圆轨道，运行周期为12ho这种由多颗卫星组成的星座，可在全天任

何时间为地球任何地方提供4-8颗仰角在13。以上的同时可观测卫星。如果将遮蔽仰角(在此角度之上的卫星才能被用户观测)降到10。，最多颗观测到10颗卫星；若将遮蔽仰角进一步下降到5° , 那么最多可同时见到12颗卫星。2.控制部分GPS控制部分由一个主控站、个全球监测站和三个地面控制站组成，5主要任务是跟踪所有的卫星以进行轨道和时钟测定、预测修正模型参数、同步卫星时间和为卫星加载数据电文等。(1)主控站主控站从各监测站收集对卫星的跟踪数据，计算卫星的轨道和时钟参数，然后，将这些结果送到3个地面控制站中，以便最终向卫星加载数据。此外，主控站还担负对卫星的控制和系统运行管理等任务。(2) 监测站监测站均配装有精密的绝钟和能够连续测量到所有可见卫星伪距的接收机。所测伪距每更新一次，利用电离层和气象数据，lomin每进行一次数据平滑，然后发送给主控站。

(3)地面控制站地面控制站有时也称作地面天线(GA)。地面控制站与卫星之间有通

信联络，主要有地面天线组成。由主控站传来的卫星星历和时钟参数以S波形射频链上行注入到各个卫星，上行注入每天一次或两次。如果某地面站发生故障，那么在各卫星中预存的导航信息还可用一段时间，但导航精度却会逐渐降低。3.用户部分用户设备用于卫星信号的捕获、信号处理、数据调节、坐标转换、导航计算、人/机接口等工作。现已为GPS的用户研制出多种类型的接收机，从最简单的单通道便携式接收机到性能完善的多通道接收机。不同类型和不同结构的接收机适应于不同的精度要求，不同的载体运动特性和不同的抗干扰环境。一次定位时间也从儿秒钟至儿分钟不等，这取决于接收设备的结构完善程度。尽管各种类型的接收机的结构复杂程度不同，但必须完成下列基本功能：选择卫星、捕获信号、跟踪和测量导航信号，校正传播效应，计算导航解，显示及传输定位信息。

笫十章

自主无线电导航系统

自主无线电导航系统是一种不需要运行体之外的设备配合，山用户自主完成导航任务而独立配备的无线电设备或与其他设备的组合。多普勒导航系统和无线电高度表等都是典型的航空自主无线电导航系统自主无线电导航系统因其具有的不依赖外部设施、能够主动完成导航任务的特性，使其具有了隐蔽导航、远程使用等优越能力，从而在军事领域有着广泛的应用。

多普勒导航系统多普勒导航系统作为频率测速推算导航系统，它能连续地输出飞机相对于某航路点的位置，是一种基于多普勒效应的自主式无线电导航系统。系统的基本测量部件是多普勒雷达、通过测量载体的运动过程中发射到地面并反射回来的信号频率偏移或变化，计算岀地速和偏流角，并在航姿系统的辅助下完成飞机位置的推算功能。山于可以提供精确地地速测量，多普勒导航广泛应用于飞机的导航定位，使许多军用、民用飞机自主远程导航的必选设备之一。系统组成与功用

多普勒导航系统以多普勒效应为基础，釆用频率测速基本原理，可自动连续地测量雷达载机相对地面运动的地速和偏流角，进行导航参数计算，是一种用推算法定位的自主无线电导航系统。多普勒导航系统山多普勒雷达、航姿系统、导航计算机、显示控制装置等组成。其中航姿系统包括航向姿态基准、陀螺磁罗盘或惯性平台，

负责提供航向信息。多普勒雷达是多普勒导航系统的核心测量部件，它由工作频率在的收发机和多个天线组成，通过发射并回波信号，测量各个天线波束上首发信号之间的频率偏移，解算出载体坐标系中三个轴向的速度分量vx, vy, vzo这三个速度分量是对飞机坐标系来说的，但在推算法导航中应求的三个速度分量应以地平坐标为基准，而多普勒雷达本身不能提供坐标转换的信息。一个简单的解决办法是将

天线在飞机前?后纵倾和左右滚动时稳定起来，即当飞机姿态变化时，天线纵轴总是指向飞机的航迹方向，实现“航迹稳定”,在这种情况下相对地平坐标速度分别等于载体坐标系中各轴向的速度，这时天线相对飞机是可动的，称为“可动天线系统”多普勒雷达。而对于“固定天线系统”的多普勒雷达，其天线系统固定在飞机上。飞机坐标速度分量与地平坐标速度分量是不相等的，必须引入航姿系统的角度信息进行坐标转换，即利用飞机的纵向俯仰角，横滚角，航向角进行换算。导航讣算机就负责将雷达测量的载体坐标系中的速度分量转换到地平坐标系，,并根据给定的起E点地理坐标值，完成推算导航定位任务。导航计算机输出的导航信息以及飞行控制数据送往指示器或直接送给自动驾驶仪，实现导航及飞行控制。

航空无线电导航台站电磁环境要求

航空无线电导航台站电磁环境要求 1 引言 航空无线电导航是以各种地面和机载无线电导航设备，向飞机提供准确、可靠的方位、距离和位置信息。来自非航空导航业务的各类无线电设备，高压输电线，电气化铁路，工业、科学和医疗设备等引起的有源干扰和导航台站周围地形地物的反射或再辐射，可能会对导航信息造成有害影响。为使航空无线电导航台站与周围电磁环境合理兼容，保证飞行安全，特制订本标准。 本标准适用于航空无线电导航台站电磁环境管理和作为非航空导航设施与航空无线电导航台站电磁兼容的准则。 2 中波导航台（NDB） 2．1中波导航台是发射垂直极化波的无方向性发射台。机载无线电罗盘接收中波导航台发射的信号，测定飞机与中波导航台的相对方位角，用以引导飞机沿预定航线飞行、归航和进场着陆。 2．2中波导航台包括机场近距导航台、机场远距导航台和航线导航台。近距导航台和远距导航台通常设置在跑道中心延长线上，距跑道端1000—11000m之间。航线导航台设置在航路或航线转弯点、检查点和空中走廊进出口。 2．3中波导航台工作在150—700kHz范围内国家无线电管理部门划分给无线电导航业务和航空无线电导航业务的频段。 2．4远距导航台和航线导航台覆盖区半径为150km（白天）。近距导航台的覆盖区半径为70km（白天）。2．5中波导航台覆盖区内最低信号场强，在北纬40o以北为70μV／m（37dB），在北纬40o以南为120μV ／m（42dB）。 2．6在中波导航台覆盖区内，对工业、科学和医疗设备干扰的防护率*为9 dB, 对其它各种有源干扰的

防护率为15dB。 2．7 以中波导航台天线为中心，半径500 m以内不得有110kV及以上架空高压输电线；半径150m以内不得有铁路、电气化铁路、架空金属线缆、金属堆积物和电力排灌站；半径120m以内不得有高于8m的建筑物；半径50 m以内不得有高于3 m的建筑物（不合机房）、单棵大树和成片树林。 3 超短波定向台（VHF／UHF DF） 3．1 超短波定向台是一种具有自动测向装置的无线电定向设备，通过接收机载电台信号，测定飞机的方位，引导飞机归航，辅助飞机进场着陆，配合机场监视雷达识别单架飞机。 3．2超短波定向台通常设置在跑道中心延长线上，亦可与着陆雷达配置在一起。 3．3超短波定向台工作在118～150MHz和225～400MHz两个频段中，国家无线电管理部门划分给移动业务和航空移动业务的频段。 * 防护率系指保证导航接收设备正常工作的接收点处信号场强与同频道干扰场强的最小比值，以分贝 （dB）表示。 3．4超短波定向台最低定向信号场强为90μV／m（39dB）。 3．5超短波定向台对工业、科学和医疗设备干扰的防护率为14dB，对其它有源干扰的防护率为20dB。3．6 以定向台大线为中心，半径700m以内不得有110kV及以上的高压输电线；500m以内不得有35kV 及以上的高压输电线、电气化铁路和树林；300 m以内不得有架空金属线缆、铁路和公路；70m以内不得有建筑物（机房除外）和树木；70m以外建筑物的高度不应超过以大线处地面为准的2．5o垂直张角。 4 仪表着陆系统（ILS）

基于航空无线电导航系统仿真研究

基于航空无线电导航系统仿真研究-电气论文 基于航空无线电导航系统仿真研究 杜春辉 （吉林省民航机场集团飞行区管理部导航保障室，吉林长春130035）【摘要】无线电的导航系统是航空飞行的重要组成部分，也是飞行检验仿真的基础。主要分析了Simulink与Matlab在建模仿真中的特点和航空无线电导航系统及其仿真的特点，并进一步的研究了Simulink与Matlab与高层结构（HLA）在兼容性方面所表现出来的强大的兼容性以及可重用性的优点，充分的说明了其在通信系统中的作用，并建立了机载接收分系统、空间信号合成、天线分配网络以及地面航向信标的Simulink 仿真模型，进而得出了正确的波形，进而提出了将Simulink模型加入到基于高层结构的通信系统综合仿真系统联邦的解决措施。 关键词无线电导航系统；仿真；Simulink与Matlab；模型 基于航空的无线电导航系统的全数字的仿真是航空飞行检验的基础，同时其也是仿真系统中不可或缺的组成部分，在整个系统中起着非常重要的作用。随着我国经济与科学技术的迅猛发展，我国的无线电导航技术也逐渐的走向成熟，无线电导航系统简单的来说就是利用无线电导航技术引导飞机进入相应的航线，并为飞机进行着陆引导，该系统对飞机的自动驾驶仪以及确定下滑道、航道等提供了精准的数据，有效的的保证了飞机的安全驾驶。但是，导航信息质量的高低以及着陆系统性能的发挥情况还受到一些因素的影响，主要的影响因素有两个方面，一个方面的影响因素是场地环境条件以及配置地点的影响，以及电磁干扰以及电波的传递条件等外界因素。另一方面是受到设备本身性能的限制。

1在无线电导航系统仿真中对Simulink与Matlab的可用性兼容性的研究 根据相关的数据统计表明，很多大学和研究机构将建立较为完善的Simulink 模型应用到HLA仿真中进行研究，都取得了一定的成果。在众多的研究案例中，比较成熟的研究案例有清华大学的Matlab与HLA/RTI的通用适配器，MAK公司的HLA/DIS Toolbox 的研究以及国防科研究的KD-HLA-Simulink工具箱，并将该工具箱完全的集成在Simulink的环境中，同时还为用户提供相应的Simulink的模块，该模块就是所说的HLA模块，该模块的功能是实现与RTI之间的接口。而MAK公司研发的HLA/DIS Toolbox 实际上是在基于HLA/D IS 标准仿真环境与MATLABSimulink之间提供了一个接口，通过这个接口，可以实时的或者是将已经记录的HLA/D IS数据输入到MATLAB中进行数据的分析，或者是将Simunlink或MATLAB的模型整合到HLA/D IS的环境之中，在进行Toolboox的使用时，Simulink与Matlab的应用程序就成为了一个完整的HLA/D IS的联邦成员。总而言之，上述的研究成果都为无线电导航系统的Simulink模型加入到通信系统中的综合仿真系统的建立提供了良好的条件与基础。 2实例 利用Simulink建立了无线电导航系统的米波仪表着陆系统地面分系统以及机载分系统的仿真模型，通过验证和校验。基于HLA的米波仪表着陆系统的仿真的体系架构如图1所示： 机载设备和地面设备是仪表着陆系统的两个重要组成部分，其中地面设备主要

航空无线电导航设备第2部分：甚高频全向信标(VOR)-推荐下载

MH/T4006.2－1998 航空无线电导航设备第2部分；甚高频全向信标（VOR）技术要求 1 范围 本标准规定了民用航空甚高频全向信标设备的通用技术要求，它是民用航空甚高频全向信标制定规划和更新、设计、制造、检验以及运行的依据。 本标准适用于民用航空行业各类甚高频全向信标设备。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的条方应探讨使用下列要求最新的版本的可能性。GB6364－86 航空无线电导航台站电磁环境要求 MH/T4003－1996 航空无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范 中国民用航空通信导航设备运行维护规程（1985年10月版） 国际民用航空公约附件十航空电信（第一卷）（第4版1985年4月） 国际民航组织8071文件无线电导航设备测试手册（第3册1972年） 3 定义 本标准采用下列定义。 3.1 甚高全向信标very high frequency omnidirectional range （VOR） 一种工作于甚高频波段，提供装有相应设备的航空器相对于该地面设备磁方位信息的导航设备。 3.2 多普勒甚高频全向信标doppler VOR（DVOR） 利用多普勒原理而产生方位信息的甚高频全向信标。 3.3 基准相位reference phase 甚高频全向信标辐射的两个30Hz调制信号中的一个调制信号的相位与观察点的方位角无关。3.4 可变相位variable phase 甚高频全向信标辐，射的两个30Hz调制信号中的一个调制信号的相位与观察点的方位角有关，在同一时刻的不同方位上，该调制信号的相位不同。 4 一般技术要求 4.1 用途 甚高频全向信标是国际民航组织规定的近程导航设备，它提供航空器相对于地面甚高频全向信标台的磁方位。具体作用如下： a)利用机场范围内的甚高频全向信标，保障飞机的进出港； b)利用两个甚高频全向信标台，可以实现直线位置线定位； c)利用航路上的甚高频全向信标，保证飞机沿航路飞行（甚高频全向信标常和测距仪配合使 用，形成极坐标定位系统，直接为民航飞机定位）； d)甚高频全向信标还可以作为仪表着陆系统的辅助设备，保障飞机安全着陆。 4.2 组成 甚高频全向信标设备组成如下： a)发射机系统； b)监视系统； c)控制和交换系统； d)天线系统；

无线电导航的发展历程

1．无线电导航的发展历程 无线电导航是20世纪一项重大的发明 电磁波第一个应用的领域是通信，而第二个应用领域就是导航。早在1912年就开始研制世界上第一个无线电导航设备，即振幅式测向仪，称无线电罗盘(Radiocompass)，工作频率0.1一1.75兆赫兹。1929年，根据等信号指示航道工作原理，研制了四航道信标，工作频率为0.2一0.4兆赫兹，已停止发展。1939年便开始研制仪表着陆系统(ILS),1940年则研制脉冲双曲线型的世界第一个无线电定位系统奇异(Gee)，工作频率为28一85兆赫兹。1943年，脉冲双曲线型中程无线电导航系统罗兰A(Loran-A)投入研制，1944年又进行近程高精度台卡(Dessa)无线电导航系统的研制。 1945年至1960年研制了数十种之多，典型的系统如近程的伏尔(VOR)、测向器( D ME)、塔康(Tacan)、雷迪斯特、哈菲克斯(Hi-Fix)等;中程的罗兰B(Loran-B)、低频罗兰(LF-Loran)、康索尔(Consol)等;远程的那伐格罗布((Navaglohe)、法康(Facan)、台克垂亚(Dectra)、那伐霍(Navarho),罗兰C(Loran-C)和无线电网(Radionrsh)等;超远程的台尔拉克(Delrac)和奥米加(Omega)与。奥米加;空中交通管制的雷康(Rapcon)、伏尔斯康(VOLSCAN)、塔康数据传递系统(Tacandata-link)和萨特柯((Satco)等，另外还有多卜勒导航雷达(Doppler navigation tadar)，这期间主要保留下来的系统如表1 表1主要地基无线电导航系统运行年代表 1．1 无线电导航发展的重大突破 1960年以后，义发展了不少新的地基无线电导航系统。如近程高精度的道朗((TORAN)、赛里迪斯(SYLEDIS)、阿戈(ARGO)、马西兰(MAXIRAN)、微波测距仪（TRISPONDER)以及MRB-201,NA V-CON,RALOG-20,RADIST等等;中程的有罗兰D (Loran-D)和脉冲八(Pulse8)等;远程的恰卡(Chayka);超远程的奥米加((Omega与 );突破在星基的全球导航系统，还有新的飞机着陆系统。同时还开始发展组合导航与综合导航系统，以及地形辅助导航系统等。表2列出几种常用的系统及主要性能与用量。 表2几种常用的地基系统性能与用量 *D为飞行距离。

航空无线电导航技术习题

《航空无线电导航技术》习题 1、超短波通信的特点是（C ）。 A：不受地形地物的影响B：无衰落现象 C：通信距离限定在视距D：频段范围宽，干扰小2、长波、中波的传播是以（B）传播方式为主。 A：天波B：地波C：直射波D：地面反射波3、短波传播是以（A ）传播方式为主。 A：天波B：地波C：直射波D：地面反射波4、超短波传播是以（C ）传播方式为主。 A：天波B：地波C：直射波D：地面反射波5、高频通信采用的调制方式是（B）。 A：等幅制B：调幅制C：调频制D：调相制 6、关于短波通信使用频率，下述中正确的是（B ）。 A：距离远的比近的高B：白天比晚上的高 C：冬季比夏季的高D：与时间、距离等无关7、天波传输的特点是（ A ）。 A：传播距离远B：信号传输稳定 C：干扰小D：传播距离为视距 8、地波传输的特点是（ A ）。 A：信号传输稳定B：传播距离为视距 C：受天气影响大D：传播距离远 9、直射波传播的特点是（ C ）。

A：传播距离远B：信号传输不稳定 C：传播距离为视距D：干扰大 10、单边带通信的缺点是（D ）。 A：频带宽B：功率利用率低C：通信距离近 D：收发信机结构复杂，要求频率稳定度和准确度高 11、飞机与塔台之间的无线电联络使用（B ）通信系统。 A：高频B：甚高频C：微波D：卫星12、飞机与区调或站调之间的无线电联络使用（A）通信系统。 A：甚高频B：高频C：微波D：卫星13、目前我国民航常用的空管雷达是（A ）。 A：一、二次监视雷达B：脉冲多普勒雷达 C：着陆雷达D：气象雷达 14、相对于单独使用二次雷达，使用一次、二次雷达合装的优点是（ C ）。 A：发现目标的距离更 B：常规二次雷达条件下提高雷达系统的距离分辨力 C：能够发现无应答机的目标 D：克服顶空盲区的影响 15、二次监视雷达与一次监视雷达相比的主要优点是（A）。 A：能够准确提供飞机的高度信息 B：能够探测气象信息并能够给出气象轮廓 C：能够准确提供飞机的距离信息

飞机场通讯导航设施

飞机场通讯导航设施 航空通讯有陆空通讯和平面通讯。 陆空通讯飞机场部门和飞机之间的无线电通讯。主要方式是用无线电话；远距离则用无线电报。 飞机场无线电通讯设施 20世纪80年代，载波通讯和微波通讯发达的区域，平面通讯一般不再利用短波无线电通讯设备。无线电发讯台主要安装对飞机通讯用的发射设备；也不再单建无线电收讯台，而将无线电收讯台和无线电中心收发室合建在飞机场的航管楼内。 航空导航分航路导航和着陆导航。 航路导航①中长波导航台(NDB)。是设在航路上，用以标出所指定航路的无线电近程导航设备。台址应选在平坦、宽阔和不被水淹的地方，并且要远离二次辐射体和干扰源。一般在航路上每隔200～250公里左右设臵一座；在山区或某些特殊地区，不宜用NDB导航。 ②全向信标/测距仪台(VOR/DME)全向信标和测距仪通常合建在一起。全向信标给飞机提供方位信息；测距仪则给飞机示出飞机距测距仪台的直线距离。它对天线场地的要求比较高。在一般情况下，要求以天线中心为中心，半径 300米范围内，场地地形平坦又不被水淹。该台要求对二次辐射体保持一定的距离。台址比中、长波导航台的要求严。在地形特殊的情况下，可选用多普勒全向信标/测距仪台(DVOR/DME),以提高设备的场地适应性。该台的有效作用距离取决于发射机的发射功率和飞机的飞行高度。在飞行高度5700米以上的高空航路上，两台相隔距离大于200公里。

③塔康(TACAN)和伏尔塔康 (VORTAC)塔康是战术导航设备的缩 写，它将测量方位和距离合成为一套装臵。塔康和全向信标合建，称伏尔塔康。其方位和距离信息，也可供民用飞机的机载全向信标接收机和测距接收设备接收；军用飞机则用塔康接收设备接收。塔康和伏尔塔康台的设臵以及台址的选择,和全向信标/测距仪台的要求相同。 ④罗兰系统(LORAN)远距导航系统。20世纪 80年代航空上使用的主要是“罗兰-C”。“罗兰-C”系统由一个主台和两个至四个副台组成罗兰台链。“罗兰-C”系统的有效作用距离，在陆上为2000公里，在海面上为3600公里。主台和副台间的距离可达到1400公里。按所定管辖地区的要求，设臵主台和副台；并按一般的长波导航台选址要求进行选址。 ⑤奥米加导航系统(OMEGA)。和“罗兰-C”一样，是一种远程双曲线相位差定位系统。由于选用甚低频波段的10～14千赫工作，作用距离可以很远，两台之间的距离可达9000～10800公里。只要有8个发射台，输出功率为10千瓦，即可覆盖全球。罗兰系统和奥米加导航系统不是一个飞机场的导航设施，而是半个地球的甚至是全球性的导航设施。 飞机场终端区导航①归航台着陆引导设施。飞机接收导航台的无线电信号，进入飞机场区，对准跑道中心线进近着陆，这样的导航台称归航台。归航台建在跑道中心线延长线上。距跑道入口的距离为1000米左右的称近距归航台（简称近台）；距离为7200米左右的称远距归航台（简称远台）。归航台一般都和指点标台合建。指点标台

民航常用无线电导航设备

民航常用无线电导航设备 简介

第一节仪表着陆系统(Instrument Landing System — ILS) 仪表着陆系统由地面设备和机载设备组成。地面设备可以分为三个部分：航向信标台、下滑信标台、指点信标台或测距仪台。当测距仪成为仪表着陆系统的一部分时，其通常安装在下滑信标台。机载设备则包括相应的天线、接收机、控制器及指示器等。 1．地面设备的组成 ①航向信标：航向信标的主要作用是给进近和着陆的飞机提供对准跑道中心延长线航向道(方位)信息。 工作在VHF频段，频率范围为108.1~111.975MHz，每个频道之间的间隔为0.05MHz；并优先使用以MHz为单位的小数点后一位为奇数的那些频率点，例如109.7、110.3等；小数点后一位为偶数的那些频率点则分配给了全向信标。因此，航向信标只有40个频道可使用。 ②下滑信标：下滑信标的主要作用是给进近和着陆的飞机提供与地面成一定角度的下滑道(仰角)信息。 工作在UHF频段，频率范围为328.6~335.4MHz，每个频道之间的间隔为0.15MHz，其工作频道与航向信标的工作频道配对使用，因此也只有40个频道可供使用。 ③指点信标：用于给进近和着陆的飞机提供距跑道入口固定点的距离信息。工作在VHF 频段，固定频率为75MHz。 ④测距仪：用测距仪代替指点信标时，能给进近和着陆的飞机提供至测距仪台或着陆点或跑道入口的连续距离。工作在L波段，频率范围为962~1215MHz。与ILS合用时，其工作频率与航向信标配对使用。 各台的典型位置如图1—1所示。 图1—1 ILS典型位置示意图 2．ILS的基本定义和性能类别 2.1．基本定义 调制度差(ddm)：较大音频信号对射频的调制度百分数减去较小音频信号对射频的调制度百分数的值。 航道线：在任何水平面内最靠近跑道中心线的ddm为零的各点的轨迹。

MHT 4006.3-1998 航空无线电导航设备 第3部分 测距仪(DME)技术要求

MH/T 4006.3－1998 航空无线电导航设备第3部分：测距仪（DME）技术要求 1 范围 本标准规定了民用航空测距仪设备的通用技术要求，它是民用航空测距仪设备制定规划和更新、设计、制造检验以及运行的依据。 本标准适用于民用航空行业各种地面测距仪（DME）设备。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB6364-86 航空无线电导航台站电磁环境要求 MH/T 4003－1996 航空无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范 中国民用航空通信导航设备动行维修规程（1985年4月版） 国际民用航空公约附件十航空电信（第一卷）（第4版1985年4月） 国际民用航空级织8071文件无线电导航设备测试手册（第3版 1972年） 3 定义 本标准采用下列定义和符号。 3.1 测距仪 distance measuring equipment （DME） 一种工作于超高频波段，通过接收和发送无线电脉冲对而提供装有相应设备的航空器至该地面设备连续而准确斜距的导航设备。 3.2 寂静时间 dead time 应答器接收机在收到一对正确询问脉冲对并产生译码脉冲后的一段封闭时间，以防上对应答脉冲的再次应答，并可防止多路径效应引起和回波响应。 3.3 发键时间 key down time 正在发射莫尔斯码的点或划的时间 3.4 脉冲幅度 pulse amplitude 脉冲包络的最大电压值。 3.5 脉冲上升时间 pulse rise time 脉冲包络前沿10％振幅点至90％振幅点之间的时间。 3.6 脉冲下降时间 pulse decay time 脉冲包络后沿90％振幅点到10％振幅点之间的时间。 3.7 脉冲宽度 pulse duration 脉冲包络前、后沿上50％振幅点之间的时间间隔。 3.8 X、Y模式 mode X、Y 用脉冲对的时间间隔来进行DME发射编码的一种方法，以便一个频率可以重复使用。 3.9 应答效率 reply efficiency 应答器所发射的应答数与其所收一的有效询问总数的比值，以百分比表示。 3.10 等值各向同性辐射功率 equivalent isotropically radiated power 馈送到天线上的功率与天线在给定方向上的增益（相对于各向同性天线的绝对增益或各向同性增益）的乘积。 3.11 pp/s pulse-pairs per second 脉冲对/秒。

无线电导航的发展历程

无线电导航的发展历程 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

1．无线电导航的发展历程 无线电导航是20世纪一项重大的发明 电磁波第一个应用的领域是通信，而第二个应用领域就是导航。早在1912年就开 始研制世界上第一个无线电导航设备，即振幅式测向仪，称无线电罗盘(Radiocompass)，工作频率一兆赫兹。1929年，根据等信号指示航道工作原理，研制了四航道信标，工作频率为一兆赫兹，已停止发展。1939年便开始研制仪表着陆系统(ILS),1940年则研制脉冲双曲线型的世界第一个无线电定位系统奇异(Gee)，工作频率为28一85兆赫兹。1943年，脉冲双曲线型中程无线电导航系统罗兰A(Loran-A)投入 研制，1944年又进行近程高精度台卡(Dessa)无线电导航系统的研制。 1945年至1960年研制了数十种之多，典型的系统如近程的伏尔(VOR)、测向器( D ME)、塔康(Tacan)、雷迪斯特、哈菲克斯(Hi-Fix)等;中程的罗兰B(Loran-B)、低频罗兰(LF-Loran)、康索尔(Consol)等;远程的那伐格罗布((Navaglohe)、法康(Facan)、台克垂亚(Dectra)、那伐霍(Navarho),罗兰C(Loran-C)和无线电网(Radionrsh)等;超远程的台尔拉克(Delrac)和奥米加(Omega)与。奥米加;空中交通管制的雷康(Rapcon)、伏尔斯康(VOLSCAN)、塔康数据传递系统(Tacandata-link)和萨特柯((Satco)等，另外还有 多卜勒导航雷达(Doppler navigation tadar)，这期间主要保留下来的系统如表1 表1主要地基无线电导航系统运行年代表 1．1 无线电导航发展的重大突破 1960年以后，义发展了不少新的地基无线电导航系统。如近程高精度的道朗((TORAN)、赛里迪斯(SYLEDIS)、阿戈(ARGO)、马西兰(MAXIRAN)、微波测距仪（TRISPONDER)以及MRB-201,NAV-CON,RALOG-20,RADIST等等;中程的有罗兰D (Loran-D)和脉冲八(Pulse8)等;远程的恰卡(Chayka);超远程的奥米加((Omega与);突破在星基的全球导航系统，还有新的飞机着陆系统。同时还开始发展组合导航与综合导航系统，以及地形辅助导航系统等。表2列出几种常用的系统及主要性能与用量。 表2几种常用的地基系统性能与用量 *D为飞行距离。

航空无线电导航设备第一部分：仪表着陆系统(ILS)技术要求

航空无线电导航设备 第1部分：仪表着陆系统（ILS）技术要求 MH／T 4006.1-1998 1 范围 本标准规定了民用航空仪表着陆系统设备的通用技术要求，它是民用航空仪表着陆系统设备制定规划和更新、设计、制造、检验以及运行的依据。 本标准适用于民用航空行业各类仪表着陆系统设备。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列要求最新版本的可能性。 GB 6364—86 航空无线电导航台站电磁环境要求 Mt{／T 4003—1996航空无线电导航台和空中交通管制雷达站设置场地规范 中国民用航空通信导航设备运行、维护规程(1985年版) 中国民用航空仪表着陆系统Ⅰ类运行规定(民航总局令第57号) 国际民用航空公约附件十航空电信(第一卷)(第4版1985年4月)国际民航组织8071文件无线电导航设备测试手册(第3册1972年)

3 定义、符号 本标准采用下列定义和符号。 3.1航道线course line 在任何水平面内，最靠近跑道中心线的调制度差(DDM)为。的各点的轨迹。 3.2航道扇区course sector 在包含航道线的水平面内，最靠近航道线的调制度差(DDM)为0.155的各点迹所限定的扇区。 3.3半航道扇区half course sector 在包含航道线的水平面内，最靠近航道线的调制度差(DDM)为0.0775的各点轨迹所限定的扇区。 3.4调制度差difference in depth of modulatlon(DDM) 较大信号的调制度百分比减去较小信号的调制度百分比，再除以100。 3.5位移灵敏度(航向信标)displacement sensitivity(10calizer) 测得的调制度差与偏离适当基准线的相应横向位移的比率。 3.6角位移灵敏度angular displacemeat seusitivity 测得的调制度差与偏离适当基准线的相应角位移的比率。 3.7仪表着陆系统下滑道ILS glide path 在包含跑道中心线的垂直平面内.最靠近水平面的所有调制度差(DDM)

无线电导航原理与系统课件

无线电导航原理与系统课件 无线电导航原理与系统 第三章无线电导航理论基础 一.空间坐标系无线电导航的基本任务就是确定被引导的航行体在运动过程中的状态参数，包括位置、速度、加速度、姿态等，这些参数是在一定的空间坐标系内定义的，因此要进行导航首先必须建立适当的参考坐标系。地球是人类的活动中心，在选择导航空间坐标系的时候，总是以地球为考虑的出发点。首先介绍一下地球的几何形状及其参数, 以便于认识和理解下面介绍的各种空间坐标系。一.空间坐标系地球的几何形状及其参数地球是一个旋转椭球；但是地球又不是一个理想的旋转椭球体，其表面起伏不平，很不规则，有高山、陆地、大海等。在实际应用中，人们采用一个旋转椭球面按照一定的期望指标（如椭球面和真实大地水准面之间的高度差的平方和为最小）来近似大地水准面，并称之为参考椭球面。参考椭球面的大小和形状可以用两个几何参数来描述，即长半轴a和扁率f。一.空间坐标系地球的几何形状及其参数目前应用中两个比较重要的参考椭球系是克拉索夫斯基椭球和WGS-84椭球。我国使用了40多年的1954北京坐标系（京-54坐标系），就是基于克拉索夫斯基椭球系。一.空间坐标系参考椭球上的主要面、线和曲率半径 1 参考椭球的法截面和法截线如图所示，O为参考椭球的中心。过地面点P作椭球面的垂线PK，称之为法线。包含过P点的法线的平面叫法截面。法截面与椭球面的交线叫做法截线。一.空间坐标系一.空间坐标系在实际计算中，为了方便往往在某一范围内把椭球面当作球面来处理，一般取该点所有方向的法截面曲率半径的平均值作为近似球面半径，称为平均曲率半径R，可推导出它的计算公式为：一.空间坐标系一.空间坐标系常用导航坐标系天球坐

无线电干扰对航空器及地面导航设备的影响及原因分析

无线电干扰对航空器及地面导航设备的影响及原因分析 近年来，我国航空业发展迅猛，新建机场以及新开辟航线也如雨后春笋般不断涌现，使得人们的出行更加便利，很多人的生活方式也随之改变。目前，随着航空业规模的不断扩大，航空器及地面导航设备的数量也在不断增多。然而在实际工作中，航空器及地面导航设备受无线电干扰的情况也在近来频繁出现，严重时，甚至导致通讯及通信系统均无法完全处于安全运行的状态。因此，文章从无线电干扰对航空器及地面导航设备的影响进行分析，找出航空器及地面导航设备受到无线电干扰的原因，并提出几点针对性的解决方案。 标签：无线电干扰；航空器；导航设备；飞行；影响 目前，随着通信领域的飞速发展，各类无线电技术也呈现出日新月异的发展态势。这本是一件科技引领社会进步的好事，但在这样的背景下，许多未经批准的电台投入使用、无线电爱好者私下自行组装设备等状况频频发生，导致无线电干扰日益突出，航空业的安全运行环境面临严重威胁。无线电干扰不仅影响航空器及地面导航设备的正常运行，给航空安全问题造成负面影响，同时也给国民经济带来巨大损失。在航空领域，通信与通讯安全至关重要，这不仅关系到我国社会经济的进步，同时也与社会文明息息相关。在航空器运行过程中，一旦受到无线电干扰，其后果是非常严重的。所以，文章从以下几个方面对航空器及地面导航设备的无线电干扰问题进行探讨。 1 无线电干扰对航空器及地面导航设备的影响 1.1 互调干扰 互调干扰指的是发信机与收信机同时被输进两个或两个以上的频率信号时，电路就会呈现非线性特征。如果此时有另一个信号与当前信号的频率相同，那么也有可能通过发信机以及收信机，从而使有用信号受到干扰。互调干扰不仅能够降低通话质量，更严重者，甚至导致飞行员在飞行过程中无法与地面管制员取得联系，使得飞机安全无法得到全面的保障。不仅如此，互调干扰还可能导致机载电路失灵，从而影响设备正常运行甚至造成发射机的烧毁烧坏，给飞行安全带来严重隐患。 1.2 带外干扰 帶外干扰指的是接收机的杂散响应与发射机的杂散辐射产生的干扰。其中，杂散响应指的是接收机不仅可以收到有用的信号，还可以收到其他同相或同频率的信号。通常，杂散响应与接收机自身振动的频率有极大的关联。而杂散辐射干扰在UHF与VHF低频段出现[1]，通常发射机通过晶体振荡器来获得高频率稳定度。要得到发射频率，主振频率要经多次倍频。倍频放大器与倍频器之间的非线性作用产生大量谐波，谐波的频率是主振频率的整数倍。如果倍频异常，谐波就会对接收机造成干扰。当机载或地面导航设备发生故障时，其工作频率会发生

飞机无线电导航设备自动测试系统设计

飞机无线电导航设备自动测试系统设计 0 概述 机载设备装机前为保证可靠性必须对各设备进行测试，这不仅需要操作大量精密昂贵的仪器仪表及通信板卡，而且测试过程相当复杂繁琐，测试数据需要整理记录，花费时间长，测试任务重，测试人员要求素质高，这对进行大量机载设备测试带来了极大的挑战。而在这些机载设备测试中，无线电导航设备的测试最为复杂，应某机型生产的需要，专门设计一套无线导航设备自动测试系统对无线电导航设备的功能和性能进行评估和测试；同时提供一个地面交联环境，模拟装机后各设备间的通信数据，技术人员可以对各无线电设备之间的匹配性、一致性、兼容性等进行验证。 1 系统组成及工作原理 无线导航设备自动测试系统功能如下： （1）ADF、MMR、RA、TCAS和DME总线输出数据的采集、处理和存储； （2）仿真ADF、MMR、RA、TCAS和DME的总线数据； （3）设备的激励信号控制和产生； （4）设备输出离散信号和音频信号的采集； （5）被测航电设备控制盒仿真。 为完成上述功能，无线导航设备自动测试系统被设计为图1所示的系统，由图1可知该系统由专用激励源、PXI测试机箱、GPIB通信模块、429通信模块、数字I/O模块、音频采集卡、矩阵开关模块、接口适配箱、测控计算机组成。测试系统所测航电设备包括组合接收设备（MMR）、无线电罗盘（ADF）、交通告警和防撞系统（TCAS）、无线电高度表（RA）及测距仪（DME）等五类被测航电设备。 测控计算机完成被测航电设备测试中的组织管理，测试任务的调度，测试中ARINC 429总线数据的仿真，测试结果的判读；激励单元

负责提供所有被测航电设备运行所需的激励信号；PXI系统负责与所有被测航电设备进行1553B、ARINC 429、RS 232及HDLC总线通信，音频信号的采集，离散量的采集；适配单元负责接口适配与信号调理。 在测试中测控计算机控制激励单元给相关的设备加载激励（或输入）信号，并由控制盒或仿真控制盒设置无线电导航设备处于相应的工作状态，PXI平台通过信号采集与数据通信获得被测航电设备的工作状态和相应的工作数据，达到对被测航电设备测试的目的[2?3]。 另外测试系统还可以进行手动测试，主要用于系统联试出现异常时，可以在手动状态下进行故障注入调试；包括通过开关切换系统对物理线路开断构造开路故障、通过调试接口接地构造短路故障、通过软件通信设置进行奇偶校验、码率、编码，标号位的设置构造相关通信故障。 2 适配单元设计 接口适配单元是保证被测航电设备接入到测试平台进行正确测试的重要部件；接口适配单元主要完成信号转接分配、信号调理、被测航电设备多型号接口适配及信号检测和指示等功能，测试平台接口适配单元工作原理如图2所示。 由图2可知，每个适配单元中包含多块接口适配板、信号切换模块、设备信号检测孔、型号指示灯、机载设备插座和测试系统连接器，安装于一个适配箱内。其中接口适配板的功能是对被测设备的输入和输出离散信号进行调理（放大、衰减、调整）；信号切换模块主要有4个功能：将测试仪表切换连接到被测试信号线上；将激励源输出的仿真信号切换并连接到被测设备的输入端口上；完成自动和手动测试功能的切换；完成电源加电控制和监测切换。信号检测孔安装在适配箱面板上，用于测试过程中对关键信号的监测；型号指示灯用于显示被测设备的不同型号；机载设备连接器和测试系统连接器分别用于被测航电设备与测试系统的连接。 接口适配箱的另一个重要功能是适应同类多型被测航电设备的匹配，包括已知的和未知的设备型号变化导致的连接器型号及插针定

无线电导航系统 罗兰-C

无线电导航系统罗兰-C 【概述】 罗兰的全称是远程导航，是一种远程双曲线无线电导航系统，作用距离可达2000公里，工作频率为100千赫。罗兰-C是低频、脉冲式的双曲线无线电导航与定位系统，它是在40年代由美国麻省理工学院应美国陆军的要求而研制的。罗兰-C是一种远距离(1850km)、低频(100kHz)的含标准时间频率信息的双曲线无线电导航系统、定位系统，它的作用距离大，覆盖面广，导航、定位精度高，在全球范围内得到广泛应用。 它使用两个同步发射器信号到达的时间差来定位。较低的频率允许地波沿地球表面曲面传播较远的距离，多脉冲允许接收机把天波与地波区分开来。根据不同的几何条件、接收机测时精度及传播条件，罗兰-C可以提供100～200m的精度。 【原理】 罗兰C定位原理 到两定点距离差为一常数： 双曲线（具有双值性） 副台延时：ts＝β主副＋Δ β主副：主台→副台电波传播时间 Δ：副台编码延时 船台测时间差：Δt＝β主副＋Δ＋t副－t主 β主副：消除双值性；Δ：识别各副台 罗兰C系统由设在地面的1个主台与2～3个副台合成的台链和飞机上的接收设备组成。测定主、副台发射的两个脉冲信号的时间差和两个脉冲信号中载频的相位差，即可获得飞机到主、副台的距离差。距离差保持不变的航迹是一条双曲线。再测定飞机对主台和另一副台的距离差，可得另一条双曲线。根据两条双曲线的交点可以定出飞机的位置。这一位置由显示装置以数据形式显示出来。由于从测量时间差而得到距离差的测量方法精度不高，只能起粗测的作用。副台发射的载频信号的相位和主台的相同，因而飞机上接收到的主、副台载频

信号的相位差和距离差成比例。测量相位差就可得到距离差。由于100千赫载频的巷道宽度（见奥米加导航系统）只有1.5公里，测量距离差的精度很高，能起精测的作用。测量相位差的多值性问题，可以用粗测的时间差来解决(见无线电导航)。罗兰C导航系统既测量脉冲的时间差又测量载频的相位差，所以又称它为低频脉相双曲线导航系统。1968年研制成功的罗兰D导航系统提高了地面发射台的机动性，是一种军用战术导航系统。 【应用领域】 罗兰C 系统是一种陆基远程无线电导航系统,用于舰船、飞机及陆地车辆的导航定位。该系统的主要特点是覆盖范围大, 岸台采用固态大功率发射机, 峰值发射功率可达2MW, 因此其抗干扰能力强,可靠性高。我国建有3 个罗兰C 导航台链, 是一种为我国完全掌握的无线电导航资源, 可覆盖我国沿海的大部分地区, 在战时具有重要意义。卫星导航是通过在地球上空布设若干个导航卫星, 发播导航电文, 接收机通过接收到卫星导航电文数据来解算出位置数据。由于卫星导航覆盖范围广( 可全球覆盖) 、全天候、高精度等优点, 得到了广泛应用。目前可用的卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS 以及我国的双星导航卫星, 欧洲的GALILEO 导航卫星系统将在2008 年建成使用, 日本也计划发展区域卫星导航系统。但卫星导航系统也有其弱点, 卫星导航系统是星基导航, 由于卫星距地面较高, 卫星发射信号功率受到限制等因素, 使得卫星导航信号微弱, 易被干扰。由于星基无线电导航和陆基无线电导航各有其优缺点, 并且各自独立, 因此, 研究罗兰C 和卫星导航的优势互补以及它们的组合应用具有一定的现实意义。 【背景】 Loran（罗兰）是远程导航的缩写，罗兰C（Loran C）是于五十年代末在第二次世界大战中期成功研制罗兰A的基础上改进并投入使用的远程双曲线导航系统，1974年向民用开放。罗兰C的地面发射系统是由至少3个发射台组成的台链，彼此精确同步。用户接收来自2个台的信号时，只要测出它们到达的时间差，便知道自己处于一条以这两个台为焦点的双曲线上；同时又测出另外两个台信号的时间差，便又得知处于另一条双曲线上；显而易见，用户必然处于这两条双曲线的交点上，从而可确定出用户的位置。从1945年到1974年，罗兰仅由美、苏两个大国掌握，苏联建立了类似于罗兰C的恰卡（Chayka）导航系统，后加拿大加入美国的罗兰C应用体系，八十年代中期国际航空界正式启用罗兰C，随后欧盟建立了多个罗兰C台链，日本、韩国、我国、印度也都相继建了台链。到目前为止，全世界共建成了30多个罗兰C台链。在陆基无线电导航系统中，罗兰C的用户是最多的，大多数是用于航海，也用作航空和陆上导航。虽然GPS的问世对罗兰C的应用有较大影响，但罗兰C具有它的独到之处，不可能完全被GPS所取代；若把罗兰C与GPS组合使用，则将在覆盖范围、实用性、完善性等方面得到改善。由此可知，罗兰C的优点：罗兰C采用100 kHz单一的低频，该频率传播距离远、稳定性好，使罗兰C具有作用距离远的优点。但罗兰C无法覆盖全球。 在六十年代中期，美国海军提出了“Timation”计划，美国空军提出了621B计划，并付之实施。但在发射了数颗实验卫星和进行了大量实验后发现各自都还存在一些大的缺陷。所以在此背景下，1973年美国国防部决定发展各军种都能使用的全球定位系统(GPS Global Positioning System),并指定由空军牵头研制.在项目的实施中,参加的单位有美国空军、陆军、海军、海军陆战队、海岸警卫队、运输队、国防地图测绘局、国防预研计划局,以及一些北大西洋公约组织和澳大利亚。历时20多年，耗资数百亿美元，于1994年3月10日，24颗工作卫星全部进入预定轨道，GPS系统全面投入正常运行，技术性能达到了预期目的，其中粗码（C/A码）的定位精度到达20m，远远超过设计指标。GPS是现代科学的结晶，它的推广应用有力地促进了人类社会进步。 【美国、北欧Loran-C链的技术改造】

中国民用航空无线电频率划分表

中国民用航空无线电频率划分表中国民用航空无线电频率划分表 频率划分（KHz）无线电频率划分脚注 160-190 固定 航空无线电导航 190-200 航空无线电导航 固定 200-285 航空无线电导航 [航空移动] 285-325 航空无线电导航 水上无线电导航（无线电信标） 325-405 航空无线电导航 [航空移动] 405-415 无线电导航 [航空移动] 415-495 水上移动 航空无线电导航S5.77 在中国，415-495KHz频带以主要使用条件划分给航空无线电导航业务。国家主管部门应采取一切切实可行的措施，保证在435-495KHz频带内的航空无线电导航电台不对接收船舶电台通信的海岸电台产生干扰，这些船舶电台的发信频率是指定给船舶电台用于全球范围通信的频率。 S5.82 在水上移动业务中，从完全执行GMDSS的日期开始，490KHz频率专用于由海岸电台通过窄带直接印字电报向船舶发送导航和气象告警及紧急信息，使用 490KHz频率的条件在S31和S52条中规定。要求各主管部门在航空无线电导航业务使用415-495kHz频带时，保证不对490kHz频率产生有害干扰。 505-526.5 水上移动 航空无线电导航 [航空移动] [陆地移动] 526.5-535 广播 航空无线电导航

[移动] 535-1 606.5 广播 [航空无线电导航] 2 850- 3 025 航空移动(R)S5.111 按照已经生效的地面无线电通信业务的程序，2182kHz、3023kHz、 5680kHz、8364kHz载波频率以及121.5MHz、156.8MHz 和243MHz频率，也可用于有人驾驶空间飞行器的搜索和救援工作。.这些频率的使用条件在第S31条和附录S13中规定。 上述规定同样适用于10003kHz、14993kHz和19993KHz这三个频率，但其发射必须限制在各频率±3KHz频带内。 S5.115 根据第S31条和附录S13，参与经过协调的搜索和救援工作的水上移动业务电台也可使用载波（基准）频率3025kHz和5680kHz 3 025-3 155 航空移动(OR) 3 400-3 500 航空移动 3 900-3 950 航空移动 广播CHN4 2-64.5MHz可有限制地用于无线电定位业务，不得对其它业务产生有害干扰。 4 063-4 438 水上移动 [固定] [陆地移动] [航空移动]S5.128 在中国，位于离海岸至少600公里的功率受到限制的固定业务电台，在对水上移动业务不产生干扰的条件下，可以使用4063-4123KHz、4130-4133KHz和4408-4438KHz频带。 S5.129 在不对水上移动业务产生有害干扰的条件下，仅在其国境内通信的固定业务电台，其平均功率不超过50W者，可例外地使用4063-4123KHz和4130-4438KHz频带中的频率。 CHN5 4292-4305KHz、6443-6457KHz、8803-8813KHz、10555-10655KHz、10740-10760KHz、13155-13165KHz、14815-14825KHz、17155-17165KHz、19750- 19760KHz、22510-22520 KHz、25080-25090 KHz系国内保护频带，用于水上移动业务。20015 KHz为国内保护频点。 4 650-4 700

航空无线电导航系统

第一章绪论 1.1.1导航与导航系统的基本概念 1.导航 导航的基本含义是引导运行体从一地到另一地安全航行的过程。导航强调的是“身在何处，去向哪里”是对继续运动的指示。导航之所以定义为一个过程，是因为它贯穿于运动体行动的始终，遍历各个阶段，直至确保运行达成目的。应当说大部分运行体都是由人来操纵的，而对那些无人驾驶的的运行体来说，控制是由仪器或设备来完成的，这时的导航就成为了制导。近年来人们将定位于导航并列提出。事实上定位提供的位置参量是一个标量，只有将其与方向数据联合起来成为矢量，才能服务于运行体的航行。因此定位与测角、测距一样是导航的技术之一，通过定位可以实现导航。也可以说定位是静态用户要求的；但对动态用户而言要求的是导航。 2.导航系统 导航系统是用于对运行体实施导航的专用设备组合或设备的统称。导航系统是侧重于实现特定导航功能的设备组合体，组合体内的各部分必须按约定的协调方式工作才能实现系统功能，而导航设备一般是指导航系统中某一相对独立部分或产品，或实现某一导航功能的单机。 1.1.3 导航及无线电导航系统的分类 导航是一门基于“声、光、电、磁、力”的综合性的应用科学，实现

导航的技术手段很多，按其工作原理或主要应用技术可分为下述类别： （1）天文导航——利用观测自然天体（空中的星体）相对于运行体所在坐标系中的某些参量实现的导航称为天文导航。 （2）惯性导航——利用牛顿力学中的惯性原理及相应技术实现的导航称为惯性导航。 （3）无线电导航——利用无线电技术实现的导航称为无线电导航。（4）地磁导航——利用地球磁场的特性和磁敏器件实现的导航称为地磁导航。 （5）红外线导航——利用红外线技术实现的导航称为红外线导航。（6）激光导航——利用激光技术实现的导航称为激光导航。 （7）声纳导航——利用声波或超声波在水中的传播特性和水声技术实现的导航（用于对水下运行体的导航）称为声纳导航。（8）地标或灯标导航——利用观测（借助光学仪器或目视）已知位置的地标或灯标实现的导航称为地标或灯标导航。 2.无线电导航系统的分类 无线电导航是导航中的一大分支，是当今应用最广、发展最快、在导航家族中站主导地位的一类导航技术。下面介绍几种常用的无线电导航系统分类： （1）按用户使用时相对依从关系分类 ○1自备式（或自主式）导航系统。这类导航系统仅依靠装在运行体上的导航设备就能独立自主地为该运行体提供导航服务。