文档介绍：第二章 无线电导航基本原理
角测量原理
距离测量原理
定位原理
时间同步
无线电导航系统工作区
无线电导航
通过测量电磁波在空间传播时的电信号参量(如电波的幅度、频率及相位等)进行。
构建机制
使得实际中测量的无线电电参量与几何上的角度(电台方位角、载体姿态角)、距离(距离、距离差、和)等几何参量建立对应关系,这些参量称为导航几何参量。
常用的导航几何参量
角度
距离
导航通常是相对于某一具体目的地而言的,因此用空间极坐标(角度和距离)是方便和合理的,也是便于无线电测量的。主要介绍上述两类基本几何参量的电测量原理及导航定位方法。
角测量原理
导航中的角参量可以分为两类:
一类是用于描述载体与导航台站之间的相对角度关系的,如电台方位,跑道方位等;
另一类用于描述载体的飞行状态,如航向、俯仰、横滚等。
角度测量两种方法:
振幅法和相位法
振幅法主要用于第一类角的测量
相位法根据系统构制不同可以进行两类角的测量。
、振幅法
利用天线的方向性图实现振辐与导引角的对应关系,有两种实现体制。
站台主动式
导航站台采用方向性天线发射信号,用户采用无方向性天线接收;
用户主动式
导航台站采用无方向性天线发射信号,用户端采用方向性天线接收
一、站台主动式
注意:
1、基准线的方向可以是地理北向,也可以是某一特定方向(如飞机的跑道方向)。
2、仅仅依靠上面测量的角度是无法单独完成载体的出航和归航的,必须结合载体上的航向测量设备进行角度的比对。
二、用户主动式
载体的测向器可以利用载波信号的振幅变化或者载波信号的调制深度的变化来测定角参量
前者称之为E型工作方式,
后者称之为M型工作方式。
利用具有方向性函数的接收天线,对地面导航台的无方向性调幅波信号进行接收,接收到的信号为:
可见,在E型工作方式中,调制深度保持不变,载波信号的幅度E与导航角参量建立一定的映射关系
E型测向器
M型测向器
要获得一个调制深度与角参量发生对应关系的电波信号,需要用一个方向性天线和一个无方向性天线(如垂直天线)共同来完成。
假定导航台发射的是等幅非调制波,垂直天线上收到的信号相当于载波分量,环状天线的接收信号相当于傍频分量,二者在迭加器中合成为一个调幅波:
利用方向性图测导引角,有三种方法:
1、最大值法
用户的接收天线采用针状方向性图的接收天线。当转动接收天线使得接收信号最强时,天线转过的角度即为导航台站相对于机轴的方位。
缺点:
实际的测量过程中,方向性图的最大值在某个角度范围内无法觉察出方向的偏离,称为不灵敏区
为减小不灵敏区,要求天线的方向性图足够尖锐