1、1 概論概論導(dǎo)航原理與設(shè)備導(dǎo)航原理與設(shè)備本章重點本章重點: 1. 無線電導(dǎo)航的基本概念無線電導(dǎo)航的基本概念 2. 無線電導(dǎo)航的一般原理無線電導(dǎo)航的一般原理1.1 導(dǎo)航導(dǎo)航航路點航路點P ?洋流洋流風(fēng)風(fēng)導(dǎo)航導(dǎo)航:安全可靠地引導(dǎo)運(yùn)動體安全可靠地引導(dǎo)運(yùn)動體精確地按既定航線精確地按既定航線抵達(dá)目的地。抵達(dá)目的地。1.1 導(dǎo)航導(dǎo)航導(dǎo)航的實質(zhì)導(dǎo)航的實質(zhì)( (根本任務(wù)根本任務(wù)):):定位定位 為運(yùn)載體提供實時、精確的為運(yùn)載體提供實時、精確的位置位置信息。信息。1.1 導(dǎo)航導(dǎo)航 i. 精確精確 ii. 可靠、安全可靠、安全iii. 經(jīng)濟(jì)、實用、方便經(jīng)濟(jì)、實用、方便 iv. 實時、連續(xù)實時、連續(xù) v. 容量容量

2、1.2 導(dǎo)航的一般要求導(dǎo)航的一般要求 . 陸標(biāo)導(dǎo)航陸標(biāo)導(dǎo)航(視覺導(dǎo)航視覺導(dǎo)航) . 天文導(dǎo)航天文導(dǎo)航 . 慣性導(dǎo)航慣性導(dǎo)航(推算導(dǎo)航推算導(dǎo)航)1.3 導(dǎo)航方法導(dǎo)航方法.無線電導(dǎo)航無線電導(dǎo)航 根據(jù)電磁波的空間傳播特性根據(jù)電磁波的空間傳播特性,通過測量無線電波信號參量通過測量無線電波信號參量,來確定目標(biāo)位置來確定目標(biāo)位置,實現(xiàn)導(dǎo)航功能。實現(xiàn)導(dǎo)航功能。1.3 導(dǎo)航方法導(dǎo)航方法2.1 基本術(shù)語基本術(shù)語. 位置點位置點 測者在地球表面的測者在地球表面的(近地空間近地空間)位置位置,由某種坐標(biāo)系的坐標(biāo)表示。由某種坐標(biāo)系的坐標(biāo)表示。2.無線電導(dǎo)航的一般原理無線電導(dǎo)航的一般原理 . 航跡航跡 運(yùn)動體在地球表面

3、運(yùn)動時運(yùn)動體在地球表面運(yùn)動時,其重心的理想軌跡。其重心的理想軌跡。2.1 無線電導(dǎo)航的一般原理無線電導(dǎo)航的一般原理 . 航向航向(course) 通過船舶重心的北向子午線順時針通過船舶重心的北向子午線順時針 與船首線在水平面上的夾角。與船首線在水平面上的夾角。2.無線電導(dǎo)航的一般原理無線電導(dǎo)航的一般原理N . 方位方位(真方位真方位) (true bearing) 從測者到目標(biāo)的射線稱為目標(biāo)方位線。從測者到目標(biāo)的射線稱為目標(biāo)方位線。通過測者的北向子午線順時針到目標(biāo)方通過測者的北向子午線順時針到目標(biāo)方位線的夾角。位線的夾角。2.無線電導(dǎo)航的一般原理無線電導(dǎo)航的一般原理N . 相對方位相對方位 船

4、首線順時針到目標(biāo)方位線的夾角。船首線順時針到目標(biāo)方位線的夾角。2.無線電導(dǎo)航的一般原理無線電導(dǎo)航的一般原理N 2.2 無線電導(dǎo)航的物理基礎(chǔ)無線電導(dǎo)航的物理基礎(chǔ) . 恒速性恒速性 . 直線性直線性2. 無線電導(dǎo)航的一般原理無線電導(dǎo)航的一般原理2.3 定位的幾何原理定位的幾何原理P測者測者參考點參考點導(dǎo)航臺導(dǎo)航臺發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)tR 精確已知的參考點精確已知的參考點 用來定位測量的信號用來定位測量的信號 測者與參考點之間的幾何關(guān)系測者與參考點之間的幾何關(guān)系 定位流程定位流程: :導(dǎo)航導(dǎo)航等位面等位面測量值測量值測量電參量測量電參量對應(yīng)幾何參量對應(yīng)幾何參量交點、交點、定位定位多次多次測量測量 常用定位方

5、法常用定位方法: : 測向法測向法 測距法測距法 測距差法測距差法2.4 常用定位方法常用定位方法 PAN APARARAPABRB測向法測向法 參考點參考點A, 測量得測量得方位角方位角A 參考點參考點B, 測量得測量得方位角方位角BAPBNBNA2.4.1 測向法測向法幾何參量幾何參量:方位角方位角位置線位置線:射線射線(位置線位置線(LOP, Line of Position): 幾何參量相等的點的軌跡幾何參量相等的點的軌跡)2.4.1 測向法測向法PBAN BNA測距法測距法2.4.2 測距法測距法PACBRCRARB幾何參量幾何參量: 測者至參考點距離測者至參考點距離位置線位置線:圓

6、圓測量測量2條位置線條位置線,定位點具有多值性定位點具有多值性,測量測量3(多多)條位置線條位置線,以消除定位點的多值性以消除定位點的多值性2.4.2 測距法測距法PACBRCRARB測距差法測距差法RA2.4.3 測距差法測距差法PACBRCRB幾何參量幾何參量: 測者至兩參考點的距離差測者至兩參考點的距離差位置線位置線:雙曲線雙曲線Rd1=RA-RBRd2=RB-RC2.4.3 測距差法測距差法PACBRCRARB無線電導(dǎo)航無線電導(dǎo)航: 測量的電信號測量的電信號 幾何參量幾何參量 定位點定位點 e=Esin(t-)2.5 幾何參量與電參量的關(guān)系幾何參量與電參量的關(guān)系測向系統(tǒng)測向系統(tǒng)e(t,

7、)=E()sin(t-) 幾何參量幾何參量:方位角方位角 電電參量參量:振幅振幅E()2.5.1 測向系統(tǒng)測向系統(tǒng)振幅振幅E E2.5.1 測向系統(tǒng)測向系統(tǒng)2.5.1 測向系統(tǒng)測向系統(tǒng)振幅振幅E環(huán)型天線俯視方向性圖環(huán)型天線俯視方向性圖測距系統(tǒng)測距系統(tǒng)(時間系統(tǒng)時間系統(tǒng))e(t,R)=Esin(t(R)-) 幾何參量幾何參量:距離距離R=C*t電參量電參量:傳播時延傳播時延t(R)2.5.2 測距系統(tǒng)測距系統(tǒng)測距系統(tǒng)測距系統(tǒng)(相位系統(tǒng)相位系統(tǒng))2.5.2 測距系統(tǒng)測距系統(tǒng)波長波長測距系統(tǒng)測距系統(tǒng)( (相位系統(tǒng)相位系統(tǒng)) )e(t,R)=Esin(t-(R) 幾何參量幾何參量: :距離距離 電參量電參量: :相位相位(R)R= 2.5.2 測距系統(tǒng)測距系統(tǒng)2測距差系統(tǒng)測距差系統(tǒng)( (時間系統(tǒng)時間系統(tǒng)) )e(t,Rd)=Esin(t(Rd)-) 幾何參量幾何參量: :距離差距離差Rd=C*t 電參量電參量: :傳播時延傳播時延差差t(Rd)2.5.3 測距差系統(tǒng)測距差系統(tǒng)測距差系統(tǒng)測距差系統(tǒng)( (相位系統(tǒng)相位系統(tǒng)) )e(t,Rd)=Esin(t-(Rd) 幾何參量幾何參量: :距離差距離差 電參量電參量: :相位差相位差(Rd)R