欢迎您访问南京雪典照明有限公司网站,公司主营气动升降桅杆、电动天线升降杆、倒伏伸缩监控灯等产品!
全国咨询热线:13770775128

行业动态

行业动态

基站应急通讯 无线电导航系统

浏览: 2021-02-05 10:47:21
 

是指在规定时间达到目的地的航行技术。利用无线电波的传播特性可测定飞行器的导航参量(方位、距离和速度),算出与规定航线的偏差,由驾驶员或自动驾驶仪操纵飞行器消除偏差以保持正确航线。

 

简介
无线电导航系统是利用了无线电波传播的基本原理:无线电信号在自由空间中用直线方式以光速传播,只要确定了无线电波从发射机到接收机之间的传播时间,便可以确定收发机间的距离为光速与传播时间之积。通常,导航应由导航系统完成,包括装在运载体上的导航设备以及装在其他地方与导航设备配合使用的导航台。凡导航台与移动载体间用无线电方式为媒介来实现导航的,称为无线电导航。
从导航台的所在位置来判定导航的性质,主要有陆基导航系统和星基导航系统。
陆基导航系统导航台位于陆地上,导航台与导航设备之间用无线电波联系,如甚高频全向信标(VOR)、微波着陆系统、罗兰、欧米伽导航系统。
星基导航系统导航台设在人造卫星上,覆盖范围大大扩大,如美国的GPS(全球定位系统)和俄罗斯的GLONASS等卫星导航系统。

 

发展历史
无线电导航发展历史
20世纪20~30年代无线电测向是航海和航空仅有的一种导航手段而且一直沿用至今,不过它后来已成为一种辅助手段。
第二次世界大战期间,无线电导航技术迅速发展,出现了各种导航系统,雷达也开始在舰船和飞机上用作导航手段 ,飞机着陆开始使用雷达和仪表着陆系统。
60年代出现子午仪卫星导航系统.70年代微波,着陆引导系统研制成功。
80年代,同步测距全球定位系统研制成功。

基本原理
无线电导航主要利用电磁波传播的基本特性:电磁波在在均匀理想媒质中,沿直线(或最短路径)传播;电磁波在自由空间的传播速度是恒定的;电磁波在传播路线上遇到障碍物或在不连续媒质的界面上时会发生反射。
无线电导航就是利用上述特性,通过无线电波的接收、发射和处理,导航设备能测量出所在载体相对于导航台的方向、距离、距离差、速度等导航参量(几何参量)。通过测量无线电导航台发射信号(无线电电磁波)的时间、相位、幅度、频率参量,可确定运动载体相对于导航台的方位、距离和距离差等几何参量,从而确定运动载体与导航台之间的相对位置关系,据此实现对运动载体的定位和导航。

 

优缺点
优点:不受时间、天气限制,精度高,作用距离远方,定位时间短,设备简单可靠;
缺点:必须辐射和接收无线电波而易被发现和干扰,需要载体外的导航台支持,一旦导航台失效,与之对应的导航设备无法使用;同时,易发生故障。

无线电导航系统分类
陆基无线电导航系统
第一次世界大战前后,是无线电导航的发明阶段。1912年,航海用无线电罗盘和信标(0.1~1.75MHz)。1929年,航空用四航道信标(0.2~0.4MHz)。航空用无线电罗盘和信标。以测向技术为主,航海应用为主,稍后出现航空应用。
1943 年 罗兰—A(Loran-A )脉冲信号,脉冲载频为2MHz ,双曲线定位,作用范围约400 n mile
1955 年 罗兰—C (Loran-C )脉冲信号,脉冲载频为100kHz ,双曲线定位,作用范围约1000 n mile ,单次定位精度为460m ,重复定位精度18~90m ,数据更新速率10~20 次。
1958 年 奥米伽(Omega )连续波信号,频率为10~14kHz ,双曲线体制,穿透水下10m 以上,定位精度2~4 n mile ,数据更新速率0.1 次/ 分,8 个导航台,全球覆盖。
1941 年 仪表着陆系统(ILS )精密近进雷达(PAR )
1942 年 台卡(Decca )连续波信号,频率为70~129kHz
1946 年 伏尔(VOR )甚高频全向信标,108~118MHz ,连续波体制,只有方位,精度约为4~5
1949 年 测距器(DME )近程航空导航系统,960~1215MHz ,只有距离,精度约为0.5 n mile
1955 年 塔康(TACAN )战术航空导航系统,960~1215MHz ,脉冲体制,主要为军用(如机场、航空母舰等)
自从无线导航技术在第一次世界大战前后诞生以来,由于军事需要,在第二次世界大战中得到了迅速发展,战后在此基础上得到了进一步的发展和完善,并基本形成了当前的格局。航海用的无线导航系统以双曲线定位体制为主,航空导航以测距— 测向体制为主。某些系统可以同时兼顾航海、航空导航的需要。从50 年代后以来,各种无线导航系统基本完成了全球覆盖。目前虽然GPS 已经广泛应用,但陆基导航系统还在继续使用,并且还在继续发展之中。
星基无线电导航系统
20 世纪50~70 年代,东西方两大阵营的冷战时期,军备竞赛激烈。美国和前苏联为了满足本国以及盟国在军事和航天方面的实际需要。美国和前苏联分别代表的资本主义阵营和社会主义阵营在政治宣传上的需要。
1957 年前苏联成功发射第一颗人造地球卫星。卫星开始用于通信、侦察等领域,推动了天技术发展、电子信息技术的发展、时间基准和传递、大地测绘等基础技术的发展。
子午仪(Transit) 是美国海军导航卫星系统Navy NavigationSatellite System (NNSS) ,世界上第一个投入使用的全球卫星定位系统。Transit 主要由美国Johns Hopkins Applied Physics Laboratory(JHAPL )设计,经费由the Advanced Research ProjectsAgency (ARPA) 提供。主要目的是为潜艇和水面舰艇提供全球导航定位。1958 年开始研制,1964 年投入使用,1964 年开始民用,1988年发射最后一颗卫星,经过32 年的连续运行后,1996 年底Transit 结束使命。同时揭开了卫星定位时代的序幕。
20世纪70、80年代美国国防部研制并由美国军方控制的一个全球定位系统,是一个由24 颗人造地球卫星、地面控制系统和用户设备构成的星基无线电定位系统,也就是GPS。GPS 的功能:在全世界任何地方、任何气象条件下为用户提供实时、连续、高精度的三维位置、速度和时间信息(PVT )。GPS 的意义:

(1 )解决了无线定位系统覆盖范围和定位精度之间的矛盾。

(2 )除了美国及其盟国军用以外,还可供世界各国民用。