【正文】 ............................................................ 46 終端精密 RNP .............................................................. 48 PBN 概述 ........................................................... 49 PBN 概念 .................................................................. 49 PBN 分類 .................................................................. 50 作用及優(yōu)勢 ................................................................ 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 飛行技術(shù)誤差 .............................................................. 52 基于陸基系統(tǒng)的區(qū)域?qū)Ш秸`差分析 ............................................ 55 本章小結(jié) ........................................................... 58 總結(jié)與展望 .............................................................................................................................. 59 參考文獻 ....................................................................................................錯誤 !未定義書簽。單一的 陸基導(dǎo)航系統(tǒng)難以滿足新一代國家空中交通管理系統(tǒng)對導(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 。機載設(shè)備性能與自動化程度的提高，為 提出 RNAV 概念并得以應(yīng)用提供了必要條件。區(qū)域?qū)Ш皆O(shè)備包括傳統(tǒng)的以地面電臺為基礎(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，是通過下列一種或幾種的組合來進行區(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。 3 在實施流量管理時，建立等待航線也很方便 。 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。 1996 年，世界第一個 RNP/RNAV 程序在美國阿拉斯加朱諾（ Juneau）機場應(yīng)用，有效的解決了朱諾機場因自然條件惡劣，航班經(jīng)常因為天氣原因不能正常起降而被迫取消的難題。 哈特斯菲爾德國際機場 （ KATL） 也實施了類似的 RNAV 程序，三角 （ Delta） 航空公司是該機場的主要運 行商。這說明，區(qū)域?qū)Ш降膶?dǎo)航精度遠遠超過了傳統(tǒng)導(dǎo)航，可以使飛行軌跡比傳統(tǒng)導(dǎo)航更接近標稱航跡。 拉薩貢嘎機場至林芝機場間已實施區(qū)域?qū)Ш剑?(5)20xx年 6月區(qū)域?qū)Ш匠绦蛟诒本┦锥紘H機場成功的試飛，驗證了新程序的可用性。通過大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析區(qū)域?qū)Ш匠绦蛟跍p少飛行誤差、縮短飛行時間和距離、提高飛行安全性和經(jīng)濟性等方面的效果，提出了航路區(qū)域?qū)Ш匠绦蛟O(shè)計仿真的方法、思路，同時，設(shè)計并分析成都飛麗江的區(qū)域?qū)Ш胶铰?[5]。隨著航空運輸?shù)目焖僭鲩L，中國的主 7 要航路、機場的飛行量增長迅速，機場、航路的擁擠和飛行人員、管制人員的工作負荷顯著增加，提高 飛行效率和航空設(shè)施資源利用率的需求越來越迫切。 研究內(nèi)容包括： 分別對兩種陸基導(dǎo)航方式 VORDME、 DMEDME 系統(tǒng)的測量誤差進行分析，然后對其定位誤差進行實時誤差分析。 最后是工作總結(jié)及展望， 總結(jié)本課題的研究重點，得到的研究成果以及需要繼續(xù)完善和改進的地方。單一的陸基導(dǎo)航臺站無法實現(xiàn)對飛行器的定位，但通過 VORDME 組合或DMEDME 組合的方式共同觀測可以實現(xiàn)飛行器的定位。導(dǎo)航臺發(fā)射以 30 轉(zhuǎn) /秒旋轉(zhuǎn)的心臟線 方向圖，在機載接收機輸出端產(chǎn)生 30Hz 的正弦波，其相位隨飛機相對導(dǎo)航臺的位置而變化，成為可變相位信號。 ，隨著飛行器相對于地面臺水平面方位的不同，兩者的相位差從 0176。在航路上 ,它構(gòu)成航道和航道網(wǎng)的基準 ,也是儀表飛行時的必要裝備。 176。為了提高伏爾導(dǎo)航系統(tǒng)的準確度，可改用多瓣伏爾導(dǎo)航系統(tǒng)，即精密伏爾導(dǎo)航系統(tǒng)。 距 離 測 量 電 路接 收 機發(fā) 射 機距 離 讀 數(shù)機 載 詢 問 器天 線天 線接 收 機固 定 延 時發(fā) 射 機 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，因此距離的測量可以通過測定電磁波發(fā)射點到接收點的傳播時間來確定。利用測距系統(tǒng)可引導(dǎo)飛機在航空港作等待飛行，或由兩條圓位置線的交點確定飛機的位置。 圖 7 DME 臺實物 澳大利亞 AWA 公司 LDB102 15 詢問器發(fā)射的脈沖峰值功率為 200 瓦至 1000 瓦。假鎖定產(chǎn)生的距離誤差有時可大到幾海里。由地面信標臺（地面臺）和記載設(shè)備組成。由于又疊加了 9個波瓣，即相當于將15Hz正弦波 360度的相位空間分成 9個 40度空間，每個 40度相位空間相當于一個 135Hz正弦波 360度的相位空間。比較 15Hz方位信號和基準脈沖信號的相位，得到地面臺相對飛機的粗略方位，用它來消 除精測方位時的多值性。其距離測量關(guān)系 0( ) / 2R t t C?? () 其中， C：電波在空間的傳播速度 T：測量延時時間 t0 ：應(yīng)答器固定延時 R：地面臺與飛機之間的斜距 如圖 10所示，θ 是飛機真方位，即塔康地面臺所在位置的北向與它到飛機的連線順時針方向夾角的水平投影。這兩種因素都會引起測距誤差。 導(dǎo)航系統(tǒng)誤差特性分析及誤差建模 ? VOR 最主要的誤差源可以分為以下幾類： ? 系統(tǒng)校準誤差 ? 臺站誤差 ? 臺站位置與 附近地形 ? 傳播誤差 ? 接收機處理誤差 最大的誤差來自機載設(shè)備，但是很難量化。 3. 臺站位置和地形影響： 在 VOR 覆蓋范圍內(nèi)，固 定障礙物對 VOR 信號的反射 .現(xiàn)在使用的 VOR 臺大多為DVOR，這一因素的影響不像以前那么大。接收機非線性部件也會在接收檢測過程種引入誤差。天線方向性圖以 F (F = 30 Hz) 的速度旋轉(zhuǎn)。 飛 機上的 VOR 接收機接收到 VOR 臺的信號 ,經(jīng)過幅度解調(diào) , 取出其包絡(luò) 0 1 1{ 1 c o s ( 2 s i n 2 ) c o s ( 2 ) }m i fU A f t m F t A F t A? ? ?? ? ? ? （ ） 經(jīng)過兩個濾波器： 第一個是中心頻率為 30 Hz濾波器，取出由空間調(diào)制所產(chǎn)生的可變相信號 11( ) c os( 2 )miS t U A F t A??? （ ） 22 第二個是中心頻率為 9960Hz的濾波器，取出受到副載頻調(diào)制的調(diào)頻信號 2 0 1( ) c o s (2 s i n 2 )m i fS t U A f t m F t???? （ ） 再對 2()St進行鑒頻，得到頻率為 F 的基準信號 00( ) c os ( 2 )mS t U Ft?? （ ） 由相位比較器測得方位移相信號 S1(t)相對基準信號 S0(t) 的相移 A，即可確定用戶相對 VOR 臺的方位。計算 2個 零度之間的時間間隔。 VOR 信號處理采用模擬多路選擇器配合 A/D轉(zhuǎn)換器完成對基準相位信號和可變相位信號的采樣。 （ 3） VOR誤差模型 24 模型框圖如 圖 ： 2 2 1 / 2[ ] ( )t t R C V STE ? ? ? ?? ? ? （ ） RCV? 、 ST? 分別為接收機和臺站誤差 圖 13 VOR 誤差模型 一階馬爾科夫過程： ? ? ? ? 22[]E t t e ???? ? ? ? ??? VOR誤差方程可以表示為： 2 2 1n? ? ? ?? ? ? ? （ ） t? 為 VOR 總體誤差 。 陸基導(dǎo)航系統(tǒng)誤差實測結(jié)果 圖 16 與 圖 17 為 20xx年 8月 17日萬州 VOR/DME臺誤差實測結(jié)果。這說明目前較為常用的利用 GPS作為陸基導(dǎo)航系統(tǒng)校準依據(jù)的方法可能帶有一定的局限性。則載體相對于 VOR 導(dǎo)航臺的側(cè)方位角為 θ ，載體到 DME 導(dǎo)航臺的斜距為 r，則可以得到用戶位置： sincosxryr????? ?? （ ） 對上式進行泰勒級數(shù)展開，并取一階誤差項 si nc o sxxx r x rryyy r y rr???????? ??? ? ? ?? ? ???? ??? ?? ??? ? ? ?? ? ??? ??? （ ） 則 s i n c o sx x x r r? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?? c o s ( s i n )y y y r r? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? 令 ( , ) , ( , )TTX x y L r ?? ? ? ? ? ?，則 VOR/DME 的定位誤差矩陣表達式為： X AL? （ ） 即 s i n c o sc o s s i nx r r rAyr??? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 式中 sin co sco s sinrA r????? ????? 31 若 ( , )r ??? 相互獨立，其協(xié)方差陣為 2200T rLC E LL?? ??????? ?????? （ ） 定位誤差協(xié)方差陣為 TTXLC E X X A C A?????? （ ） 即 ? ? ? ?? ?? ?2 2 2 2 2 2 2 22sin c os sin c osc os sin c os sinsin c os sin c os sin c ossin c osTTrrrxrE x y E A r AyrA E r ArrErr r rrr??????? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ???? ? ????????? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ???????? ?? ?2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 222sin c os c os sinsin 2sin c os2sin 2c os sin2rrrrrx x yy x yrrrrrr??????? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?????????????????????????? ?????