ξ1概論導航原理與設備本章重點:1.無線電導航的基本概念2.無線電導航的一般原理1.1導航航路點P???洋流風導航: 安全可靠地引導運動體 精確地按既定航線 抵達目的地。1.1導航導航的實質(zhì)(根本任務):定位 為運載體提供實時、精確的位置信息。1.1導航 i.精確 ii.可靠、安全

iii.經(jīng)濟、實用、方便

iv.實時、連續(xù)

v.容量1.2導航的一般要求

<1>.陸標導航(視覺導航) <2>.天文導航

<3>.慣性導航(推算導航)

1.3導航方法

<4>.無線電導航

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, 來確定目標位置,實現(xiàn)導航功能。

1.3導航方法2.1基本術語<1>.位置點

測者在地球表面的(近地空間)位置, 由某種坐標系的坐標表示。2.無線電導航的一般原理

<2>.航跡

運動體在地球表面運動時,

其重心的理想軌跡。2.1無線電導航的一般原理

<3>.航向θ(course)

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。2.無線電導航的一般原理θN

<4>.方位α(真方位) (truebearing)

從測者到目標的射線稱為目標方位線。

通過測者的北向子午線順時針到目標方

位線的夾角。2.無線電導航的一般原理αN

<5>.相對方位β

船首線順時針到目標方位線的夾角。2.無線電導航的一般原理βN

2.2無線電導航的物理基礎 <1>.恒速性 <2>.直線性2.無線電導航的一般原理2.3定位的幾何原理P測者參考點導航臺發(fā)射機tR

精確已知的參考點用來定位測量的信號測者與參考點之間的幾何關系

定位流程:導航等位面測量值測量電參量對應幾何參量交點、定位多次測量

常用定位方法:測向法測距法測距差法2.4常用定位方法

PAN

αAPARARAPABRB測向法

參考點A, 測量得方位角αA參考點B, 測量得方位角αBAPαBNBNαA2.4.1測向法幾何參量:方位角位置線:射線(位置線(LOP,LineofPosition): 幾何參量相等的點的軌跡)2.4.1測向法PBAN

αBNαA測距法2.4.2測距法PACBRCRARB幾何參量:測者至參考點距離位置線:圓測量2條位置線,定位點具有多值性,測量3(多)條位置線,以消除定位點的多值性2.4.2測距法PACBRCRARB測距差法RA2.4.3測距差法PACBRCRB幾何參量:測者至兩參考點的距離差位置線:雙曲線Rd1=RA-RBRd2=RB-RC2.4.3測距差法PACBRCRARB無線電導航:測量的電信號幾何參量

定位點 e=Esin(ωt-φ)2.5幾何參量與電參量的關系測向系統(tǒng) e(t,α)=E(α)sin(ωt-φ)幾何參量:方位角α電參量:振幅E(α)2.5.1測向系統(tǒng)振幅E2.5.1測向系統(tǒng)2.5.1測向系統(tǒng)振幅E環(huán)型天線俯視方向性圖測距系統(tǒng)(時間系統(tǒng))

e(t,R)=Esin(ωt(R)-φ)

幾何參量:距離R=C*t電參量:傳播時延t(R)2.5.2測距系統(tǒng)測距系統(tǒng)(相位系統(tǒng))

2.5.2測距系統(tǒng)波長λ測距系統(tǒng)(相位系統(tǒng))

e(t,R)=Esin(ωt-φ(R))

幾何參量:距離電參量:相位φ(R)R=φ

2.5.2測距系統(tǒng)2πλ測距差系統(tǒng)(時間系統(tǒng))

e(t,Rd)=Esin(ωΔt(Rd)-φ)

幾何參量:距離差Rd=C*Δt

電參量:傳播時延差Δt(Rd)2.5.3測距差系統(tǒng)測距差系統(tǒng)(相位系統(tǒng))

e(t,Rd)=Esin(ωt-Δφ(Rd))

幾何參量:距離差

電參量:相位差Δφ(Rd)Rd=Δφ2.5.