【正文】 發(fā) 射 機(jī) 地 面 應(yīng) 答 器 圖 5 DME系統(tǒng)工作示意圖 ? 原理 由于電磁波具有恒速直線傳播的特點(diǎn)，因此距離的測(cè)量可以通過(guò)測(cè)定電磁波發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)的傳播時(shí)間來(lái)確定。 它由機(jī)載 DME 機(jī)（也是詢問(wèn)器）和地面 DME 臺(tái)（應(yīng)答器）組成 ，形成極坐標(biāo)近程定位導(dǎo)航系統(tǒng) 。為了提高伏爾導(dǎo)航系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，可改用多瓣伏爾導(dǎo)航系統(tǒng)，即精密伏爾導(dǎo)航系統(tǒng)。伏爾用于監(jiān)測(cè)站監(jiān)視信號(hào)狀態(tài)。 176。終端伏爾臺(tái)與儀表著陸系統(tǒng)中的航向信標(biāo)使用相同頻段，即 108～ 112 兆赫。在航路上 ,它構(gòu)成航道和航道網(wǎng)的基準(zhǔn) ,也是儀表飛行時(shí)的必要裝備。 就是方位角。 ，隨著飛行器相對(duì)于地面臺(tái)水平面方位的不同，兩者的相位差從 0176。比相器對(duì)兩個(gè)相位信號(hào)比相，得出飛機(jī)對(duì)伏爾地面臺(tái)的磁方位角。導(dǎo)航臺(tái)發(fā)射以 30 轉(zhuǎn) /秒旋轉(zhuǎn)的心臟線 方向圖，在機(jī)載接收機(jī)輸出端產(chǎn)生 30Hz 的正弦波，其相位隨飛機(jī)相對(duì)導(dǎo)航臺(tái)的位置而變化，成為可變相位信號(hào)。工作頻率為 ，作用距離數(shù)百公里，測(cè)角精度優(yōu)于 176。單一的陸基導(dǎo)航臺(tái)站無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器的定位，但通過(guò) VORDME 組合或DMEDME 組合的方式共同觀測(cè)可以實(shí)現(xiàn)飛行器的定位。塔康導(dǎo)航系統(tǒng)是一種組合陸基導(dǎo)航手段，同時(shí)也是我軍未來(lái)主要的發(fā)展方向。 最后是工作總結(jié)及展望， 總結(jié)本課題的研究重點(diǎn)，得到的研究成果以及需要繼續(xù)完善和改進(jìn)的地方。本章主要介紹了陸基導(dǎo)航中 VOR、 DME 及 TACAN 系統(tǒng)的工作 8 原理進(jìn)行了闡述，并對(duì) VOR 和 DME 導(dǎo)航系統(tǒng)的測(cè)量誤差進(jìn)行分析，為后面進(jìn)行定位精度分析奠定理論基礎(chǔ)。 研究?jī)?nèi)容包括： 分別對(duì)兩種陸基導(dǎo)航方式 VORDME、 DMEDME 系統(tǒng)的測(cè)量誤差進(jìn)行分析，然后對(duì)其定位誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)誤差分析。 目前國(guó)內(nèi)對(duì)區(qū)域?qū)Ш街嘘懟鶎?dǎo)航誤差估計(jì)方面的研究有：南京航空航天大學(xué)的隋東、王煒、左凌在《交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息》上發(fā)表名為《基于 DME/DME的區(qū)域?qū)Ш胶铰穼?dǎo)航性能評(píng)估方法》，在本文中對(duì)京滬區(qū)域?qū)Ш狡叫泻铰返?DME/DME導(dǎo)航性能進(jìn)行了分析，在國(guó)際民航組織 DME/DME導(dǎo)航精度計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，考慮到我國(guó)地理坐標(biāo)系的特點(diǎn)，修正了導(dǎo)航精度計(jì)算方法。隨著航空運(yùn)輸?shù)目焖僭鲩L(zhǎng)，中國(guó)的主 7 要航路、機(jī)場(chǎng)的飛行量增長(zhǎng)迅速，機(jī)場(chǎng)、航路的擁擠和飛行人員、管制人員的工作負(fù)荷顯著增加，提高 飛行效率和航空設(shè)施資源利用率的需求越來(lái)越迫切。這些研究為區(qū)域?qū)Ш皆谖覈?guó)的實(shí)際應(yīng)用提供了保障與理論基礎(chǔ)。通過(guò)大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析區(qū)域?qū)Ш匠绦蛟跍p少飛行誤差、縮短飛行時(shí)間和距離、提高飛行安全性和經(jīng)濟(jì)性等方面的效果，提出了航路區(qū)域?qū)Ш匠绦蛟O(shè)計(jì)仿真的方法、思路，同時(shí)，設(shè)計(jì)并分析成都飛麗江的區(qū)域?qū)Ш胶铰?[5]。 國(guó)內(nèi)對(duì) RNP/RNAV的研究起步較晚，但在地理坐標(biāo)、導(dǎo)航精度、飛行程序設(shè)計(jì)等方面的研究也取得一定的進(jìn)展。 拉薩貢嘎機(jī)場(chǎng)至林芝機(jī)場(chǎng)間已實(shí)施區(qū)域?qū)Ш剑?(5)2020年 6月區(qū)域?qū)Ш匠绦蛟诒本┦锥紘?guó)際機(jī)場(chǎng)成功的試飛，驗(yàn)證了新程序的可用性。 1NM 范圍內(nèi)。這說(shuō)明，區(qū)域?qū)Ш降膶?dǎo)航精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)導(dǎo)航，可以使飛行軌跡比傳統(tǒng)導(dǎo)航更接近標(biāo)稱航跡。 在國(guó)外已有許多關(guān)于 基于陸基導(dǎo)航的 區(qū)域?qū)Ш降难芯?，如巴塞特?1985年年對(duì)聯(lián)邦航空局的 VOR、 DME等導(dǎo)航系統(tǒng)的覆蓋做過(guò)處理，給出了新的目前而言最好的覆蓋圖表。 哈特斯菲爾德國(guó)際機(jī)場(chǎng) （ KATL） 也實(shí)施了類似的 RNAV程序，三角 （ Delta） 航空公司是該機(jī)場(chǎng)的主要運(yùn) 行商。 2020年 7月推出的 GeoTITAN RNAV程序的設(shè)計(jì) 功能。 1996 年，世界第一個(gè) RNP/RNAV 程序在美國(guó)阿拉斯加朱諾（ Juneau）機(jī)場(chǎng)應(yīng)用，有效的解決了朱諾機(jī)場(chǎng)因自然條件惡劣，航班經(jīng)常因?yàn)樘鞖庠虿荒苷Ｆ鸾刀黄热∠碾y題。為有效應(yīng)對(duì)空中交通流量 快速增長(zhǎng)的壓力，美國(guó)和歐洲于 2020年分別提出了 NGATS計(jì)劃和 SESAR計(jì)劃，目的是通過(guò)新技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)空中交通管理效能的全面提高。 陸基 導(dǎo)航 設(shè)備的導(dǎo)航性能主要包括導(dǎo)航精度和導(dǎo)航有效區(qū)域。 基于 陸基 導(dǎo)航的區(qū)域?qū)Ш?是在現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)上的一種區(qū)域?qū)Ш椒椒ā? 3 在實(shí)施流量管理時(shí)，建立等待航線也很方便 ?，F(xiàn)在航線主要是以無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)為基礎(chǔ)的，其起點(diǎn)、轉(zhuǎn)彎點(diǎn)、終點(diǎn)都選定為 導(dǎo)航臺(tái) ； 航空器只能逐臺(tái)飛行。區(qū)域?qū)Ш皆O(shè)備包括傳統(tǒng)的以地面電臺(tái)為基礎(chǔ)的陸基導(dǎo)航設(shè)備和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為基礎(chǔ)的星基導(dǎo)航設(shè)備，是通過(guò)下列一種或幾種的組合來(lái)進(jìn)行區(qū)域?qū)Ш降模?VOR/DME,DME/DME，LORAN， GPS 或 GNSS，甚低頻 波束導(dǎo)航系統(tǒng)， INS 或 IRS。 RNP 是建立在 RNAV 基礎(chǔ)上的精密導(dǎo)航系統(tǒng)，飛機(jī)在一個(gè)確定的航路、空域或區(qū)域內(nèi)運(yùn)行時(shí)，所需的導(dǎo)航性能精度，要求飛機(jī)在 95%的飛行時(shí)間內(nèi)，機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)使飛機(jī)保持在限定的空域內(nèi)飛行。機(jī)載設(shè)備性能與自動(dòng)化程度的提高，為 提出 RNAV 概念并得以應(yīng)用提供了必要條件。 其中所使用的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)和設(shè)備主要有：羅蘭（ LORAN）系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)向器（ ADF）、甚高頻全向信標(biāo)（ VOR）、測(cè)距器（ DME）、塔康（ TACAN）系統(tǒng)、儀表著陸系統(tǒng)（ ILS）、微波著陸系統(tǒng)（ MLS）、精密進(jìn)近雷達(dá)（ PAR）等。單一的 陸基導(dǎo)航系統(tǒng)難以滿足新一代國(guó)家空中交通管理系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)在精度 、完好性、連續(xù)性和可用性等方面的要求 。在航空與航天技術(shù)飛速發(fā)展的今天，導(dǎo)航系統(tǒng)的精度已經(jīng)成為評(píng)價(jià)現(xiàn)代航空 (航天 )器性能的重要參 數(shù)之一。 i 陸基導(dǎo)航技術(shù)研究 目 錄 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 課題背景和意義 ...................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ...................................................... 3 國(guó)外研究現(xiàn)狀 ............................................................. 3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 ............................................................. 5 論文研究?jī)?nèi)容和方案 .................................................. 7 第二章 陸基導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理和測(cè)量誤差分析 .................................................................. 9 陸基導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理 ................................................ 9 VOR系統(tǒng)工作原理 ......................................................... 9 DME系統(tǒng)工作原理 ........................................................ 12 TACAN系統(tǒng)工作原理 ...................................................... 15 陸基導(dǎo)航系統(tǒng)誤差特性分析及誤差建模 ................................. 18 ....................................... 19 DME測(cè)距系統(tǒng)誤差特性分析及誤差建模 ....................................... 24 ................................................ 26 本章小結(jié) ........................................................... 28 第三章 陸基導(dǎo)航組合系統(tǒng)定位誤差分析 ............................................................................ 29 陸基導(dǎo)航系統(tǒng)的組合方式及定位原理 ................................... 29 DMEDME組合方式 ........................................................ 29 VORDME組合方式 ........................................................ 29 VOR、 DME 組合系統(tǒng)定位誤差分析 ...................................... 30 VORDME 定位誤差分析 .................................................... 30 DMEDME定位誤差分析 .................................................... 32 基于誤差橢球的誤差分析 .................................................. 36 本章小結(jié) ........................................................... 41 第四章 區(qū)域?qū)Ш郊夹g(shù)研究 .................................................................................................... 42 區(qū)域?qū)Ш礁攀? ....................................................... 42 RNAV概 述 ............................................................... 42 區(qū)域?qū)Ш綄?duì)導(dǎo)航的精度要求 ................................................ 43 區(qū)域?qū)Ш降奶攸c(diǎn) .......................................................... 43 區(qū)域?qū)Ш降膬?yōu)勢(shì)及效益 .................................................... 44 RNP 概述 ........................................................... 45 ii RNP概念 ................................................................ 45 RNP ................................................................ 46 RNP ............................................................ 48 PBN 概述 ........................................................... 49 PBN概念 ................................................................ 49 PBN分類 ................................................................ 50 作用及優(yōu)勢(shì) .............................................................. 51 區(qū)域?qū)Ш街械恼`差分析 ............................................... 51 導(dǎo) 航系統(tǒng)誤差 ............................................................ 51 顯示系統(tǒng)誤差 ............................................................ 52 ............................................................ 52 .......................................... 55 本章小結(jié) ........................................................... 58 總結(jié)與展望 .............................................................................................................................. 59 參考文獻(xiàn) .................................