导航系统-区域导航概要
汽车导航系统的使用指南
汽车导航系统的使用指南随着科技的不断进步，汽车导航系统已经成为现代车辆中不可或缺的一部分。
它不仅能够为我们提供准确的导航信息，还能帮助我们规划最佳路线、避免拥堵和迷路。
然而，对于一些不熟悉导航系统的人来说，使用起来可能会有些困难。
在本文中，我们将为您提供一份汽车导航系统的使用指南，帮助您更好地利用这一便利工具。
首先，让我们了解一下汽车导航系统的基本功能。
一般来说，导航系统可以提供三种导航方式：地图导航、语音导航和实景导航。
地图导航是最常见的一种方式，它会在屏幕上显示地图，并标注出您的当前位置和目的地。
语音导航则通过语音提示告诉您应该往哪个方向前进，转弯等。
实景导航则结合了地图和语音，通过显示实景图像来引导您前进。
您可以根据自己的喜好选择适合自己的导航方式。
接下来，我们来了解一下如何设置导航目的地。
一般来说，导航系统提供两种设置目的地的方式：手动输入和语音输入。
手动输入是最常见的方式，您只需要在屏幕上输入目的地的地址或者名称即可。
而语音输入则更加方便，您只需要按下语音按钮，然后说出目的地的名称或者地址，系统会自动识别并导航。
无论您选择哪种方式，确保输入的地址准确无误，以免导航系统给出错误的路线。
在导航过程中，您可能会遇到一些交通状况，比如拥堵或者事故。
好在导航系统可以帮助您避开这些问题。
一般来说，导航系统会实时更新交通信息，并根据情况调整路线。
如果您遇到了拥堵，系统会提供替代路线供您选择。
此外，一些高级导航系统还可以提前预警您即将遇到的交通问题，帮助您及时规避。
除了基本功能外，现代汽车导航系统还提供了一些实用的附加功能。
比如，您可以在导航系统中搜索附近的加油站、餐厅、酒店等地点，并直接导航过去。
此外，一些导航系统还可以与您的手机或者智能手表等设备连接，实现更多的功能，比如接听电话、播放音乐等。
您可以根据自己的需求选择适合自己的导航系统。
最后，我们来谈谈如何正确使用导航系统。
首先，确保您在行车前设置好目的地，并熟悉导航系统的基本操作。
导航概述
测绘与国土信息工程系
地面无线电导航技术
无线电导航测角系统
振幅式导航系统：利用无线电波直线传播的特性 ，将运载体上的环形方向性天线转到使接收的信 号幅值为最小的位置，从而测出电台航向。
相位式导航系统：利用地面导航台发射迅速旋转 的方向图，根据运载体不同位置接收到的无线电 信号的不同相位来判定地面导航台相对飞机的方 位角。
利用等高度圆和等方位线确定位置
测绘与国土信息工程系
双星定位方法
只要用六分仪（一种光学仪器） 测得某恒星的高度角，再根据天 文年历及时钟查出该时刻恒星星 下点的位置，就能在地图上作出 一个等高圆。用同样的方法观测 另外一颗恒星可得到第二个等高 圆。两个圆有两个交点，一个是 舰船的真实位置，另一个是虚假 位置。根据舰船在测量时刻以前 的航迹或借助第三个等高圆，就 可排除虚假位置，确定真实位置 。
陆标导航技术
(l) 一标方位距离法：根据测定的至一个岸标的距离和方位来 确定船位,如用雷达测距离,用方位分罗经测岸标方位。过岸标 的等方位线与以岸标为圆心的等距离线(圆)的交点就是船位, 见图(a)。 (2) 二标方位法：根据测定出的至两个岸标的方位确定船位。 过两个岸标的两条等方位线的交点即为船位,见图(b)。
测绘与国土信息工程系
地面无线电导航技术
台站识别方面：不同台站采用不同的频率、时间 和编码来相互区分。如：频分制应用于台卡和塔 康等导航系统；时分制应用于微波着陆系统；码 分制应用于卫星导航系统，奥米伽导航系统混合 应用时分－频分制，用多频进行巷识别，用时间 区分台站。
测绘与国土信息工程系
地面无线电导航技术
测绘与国土信息工程系
导航设备的工作状态
四大全球卫星导航系统简介教学提纲
四大全球卫星导航系统简介四大全球卫星导航系统简介目前有四大全球卫星导航系统，其中包括: 美国的全球卫星定位系统GPS、俄罗斯GLONASS卫星导航系统、中国的北斗卫星导航系统、欧洲“伽利略”卫星导航系统。
一、美国的全球卫星定位系统GPS1、简介：GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。
GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
GPS系统由28颗地球同步卫星组成（4颗为备用星），均匀地分布在距离地球20000公里高空的6个轨道面上。
这些卫星与地面支撑系统组成网络，每隔1－3秒向全球用户播报一次其位置（经纬度）、速度、高度和时间信息，能使地球上任何地方的用户在任何时候都能利用GPS接收机同时收到至少4颗卫星的位置信息，应用差分定位原理计算确定自己的位置，精度约为10米。
2、特点：（1）全球、全天候工作。
（2）定位精度高。
单机定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
（3）功能多，应用广。
（4）高效率、操作简便、应用广泛。
二、俄罗斯GLONASS卫星导航系统1、简介：“格洛纳斯GLONASS”是俄语中“全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的缩写。
GLONASS的正式组网比GPS还早，这也是美国加快GPS建设的重要原因之一。
不过苏联的解体让格洛纳斯受到很大影响，正常运行卫星数量大减，甚至无法为为俄罗斯本土提供全面导航服务，更不要说和GPS竞争。
到了21世纪初随着俄罗斯经济的好转，格洛纳斯也开始恢复元气。
GLONASS的工作卫星有21颗，分布在3个轨道平面上，同时有三颗备份星。
这三个轨道平面两两相隔120度，同平面内的卫星之间相隔45度。
每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行。
每颗卫星需要11小时15分钟完成一个轨道周期，精度约为10米。
卫星导航系统概述
L频段
S频段：授权 服务信号
北斗导航卫星的服务
服务方式 开放 授权 差分 短报文
服务区域 全球 区域 区域 区域
服务指标 定位精度 10m 更高性能 定位精度 1m 120 个汉字
卫星导航系统
北斗卫星导航系统 GPS 卫星定位系统 GLONASS 卫星导航系统 欧洲新一代卫星导航系统——GLAILEO
GPS卫星系统定位信号
频率为1575.42MHz的L1载波 频率为1227.60HMz的L2载波 它们的频率分别是基本频率10.23MHz的
154倍和120倍，它们的波长分别19.03cm 和24.42cm。
GPS卫星系统的服务
GPS提供标准定位服务(SPS) 精确定位服务(PPS)两种。
全球卫星导航系统概述
姓名：王军 学号：QS13024
全球卫星导航系统
北斗卫星导航系统
GPS 卫星定位系统 GLONASS 卫星导航系统 欧洲新一代卫星导航系统——GLAILEO
北斗卫星系统简介
北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS） Navigation Satellite System﹞是中国正在实 施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系 统。
被动式 50 16 低 2
Galileo 欧盟
30
3 i =56° 23616 L1F/L1P/E6C/ E6P/E5A/E5B
被动式 10 1 高 >=3
四大系统参数和性能比较
北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行， 并与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫 星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时 为各类用户提供高精度高可靠的定位、导航、 授时服务，并兼短报文通信能力。
格洛纳斯系统使用频分多址(FDMA)的方式， 每颗格洛纳斯卫星广播两种信号，L1和L2 信号。具体地说，频率分别为 L1=1602+0.5625*k(MHz)和 L2=1246+0.4375*k(MHz)，其中k为1～24 为每颗卫星的频率编号，同一颗卫星满足 L1/L2=9/7。
11.区域导航讲解
基本RNAV
❖航迹跟踪精度： RNP4
❖航道宽度： 10NM
❖对应的导航设 备：公布距离 小于100NM以 内的VOR/VOR 或VOR/DME台 网
精密RNAV
❖RNP1 ❖航道宽度：4NM ❖对应的导航设备：
GNSS、INS
❖ 区域导航航路
固定航路
❖在该区域内永久的区域导航航路，只能由具备区 域导航能力的飞机做RNAV运行。如L888航路， 三亚飞行责任区RNP10航路，京沪平行航路
§2 区域导航的基本工作原理
❖ 基本原理:
VOR/DME
飞行数据 存储单元
自动数据 输入单元
DME/DME
GNSS/INS
导航数据
TAS ห้องสมุดไป่ตู้LT
空中数据
导航计算机单元
选定和编排飞行计划 修改飞行计划 计算大圆航线期望航迹 在地理坐标上定位 导航计算，输出导航参数
MH
控制显示
单元
普通仪表
电子移动式 航图显示
导航方式：导航方法，同时涉及航路及空域结构 台基导航设备：VOR、DME、GNSS 机载自主导航设备：INS、IRS 任意希望的路径（定位方法）：
❖ 航路点（waypoint，地理坐标） ❖ 航线坐标（飞机相对与计划飞行航线的位置）
区域导航与传统导航的对比分析
项目
传统导航
区域导航
航路结构 导航设施 机载设备 定位 导航计算
RNAV按照飞行计划转换到航线坐标，计 算出向前方航路点的已飞距离或待飞距 离及航迹偏离；所有计算在大圆航线上 计算
❖ 区域导航精度要求
RNP (Required Navigation Performance)： 对于在规定的空域内运行所需要的导航性能 的描述。RNP类型根据航空器至少由95％的 时间内预计能达到的导航性能精度的数值来 确定。
区域导航（RNAV）和所需导航性能（RNP）介绍和区别
区域导航（RNAV）和所需导航性能（RNP）介绍和区别区域导航RNAV空中交通史上的首批航路是沿地面台点设计的，在作出向、背台飞行的区别和台点的频率、航路宽度、飞行高度的规定后，飞机按设计的航路飞行，管制员按该航路计划实施管制。
由于当时还没有机载计算组件，飞机按逐台导航方法飞行。
随着VOR/DME成功地运用于导航和机载计算设备，出现了RNAV概念并得以初步应用。
RNAV被确认为一种导航方法，即允许飞机在相关导航设施的信号覆盖范围内，或在机载自主导航设备能力限度内，或在两者配合下沿所需的航路飞行。
这也正是目前陆基航行系统条件下RNAV航路设计的特点。
虽然可依靠机载计算组件作用，在导航台的覆盖范围内设计一条比较短捷航路，但仍按地面是否有导航台来设计航路。
陆基系统的RNAV航路可缩短航线距离，但飞行航路仍受到地面导航台的限制。
卫星导航系统的应用，从根本上解决了由于地面建台困难而导致空域不能充分利用的问题。
星基系统以其实时、高精度等特性使飞机在飞行过程中能够连续准确地定位。
在空域允许情况下，依靠星基系统的多功能性，或与FMC的配合，飞机容易实现任意两点间的直线飞行，或者最大限度地选择一条便捷航路。
一般来说利用卫星导航，飞行航路不再受地面建台与否的限制，实现了真正意义上航路设计的任意性。
因而卫星导航技术的应用使RNAV充分体现了随机导航的思想。
发展区域导航是为了提供更多的侧向自由度，从而有更多的能完全使用的可用空域。
该导航方式允许航空器不飞经某些导航设施，它有以下三种基本应用：1．在任何给定的起降点之间自主选择航线，以减少飞行距离、提高空间利用率；2．航空器可在终端区范围内的各种期望的起降航径上飞行，以加速空中交通流量；3．在某些机场允许航空器进行RNAV进近(如GPS进近落地)，而无需那些机场的ILS。
区域导航介绍ppt课件
8 RNAV运行培训, 2006年11月
现代飞机实际使用的RNAV 飞行方法
依靠飞行管理系统（FMS） – 飞行路线和飞行程序储存在导航数据 库中; – FMS自动识别下一个有效航路点 ; – 选择最合适的导航源进行定位 ; – 向自动驾驶仪提供飞向下一个航路点 的信息，也可以提供飞行指引仪信息。
REQUIRED ACCUR ESTIMATED
2.1NM HIGH 0.16NM
GPS PRIMARY
15
• 使用RNP 0.3的技术 • LNAV 航迹 • VNAV剖面 • RF-TF 航段 • 复飞考虑一发失效 的超障能力
RNAV/RNP Rwy 26
(参照FAA AC 120-29a)
RNP 0.3 nm
16 RNAV运行培训, 2006年11月
实施背景
航空运输交通量发展迅速，空域容量需 要增加
边远地区的导航设施缺乏 一些机场地形复杂 越来越多的飞机具有RNAV能力
17 RNAV运行培训, 2006年11月
实施RNAV的可行性
具备RNP/RNAV的航空器
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
区域导航飞行程序介绍
厦门航空有限公司
1 RNAV运行培训, 2006年11月
内容
1.一般介绍 基本概念 背景和运行优点 国内外的发展情况 飞行程序设计 数据库编码
2. 天津和北京的区域导航飞行程序
3. 实施规定
2 RNAV运行培训, 2006年11月
一般介绍
3 RNAV运行培训, 2006年11月
根据欧洲航行安全组织（EURCONTROL）的计划 时间表，到2010年，欧盟地区所有终端区的进 近程序都将强制性地使用RNAV/RNP。
导航系统简介
导航系统导航是指把飞机、导弹、宇宙飞行器、舰船等运动体从一个地方(如出发点)引导到目的地的过程。
导航系统的主要用途就是引导飞机沿着预定航线飞到预定地点，并能随时给出飞机准确的即时位置。
在军事上，导航系统还要配合其他系统完成武器投放、侦察、巡逻、反潜、预警和救援等任务。
早期的飞机主要依靠目视导航。
从20世纪20年代开始发展仪表导航，依靠磁罗盘、时钟、空速表和人工推算，确定飞机即时位置。
30年代出现了利用中波无线电台导航的无线电罗盘。
40年代开始研制甚高频伏尔(VOR)导航系统和仪表着陆系统(ILS)。
50年代惯性系统和多普勒雷达系统相继用于飞机导航。
作用距离达2000km的罗兰C无线导航系统于60年代初投入使用。
为满足军事上的需要，以后又相继研制出作用距离达10000km的奥米伽超远程导航系统和近程战术空中导航系统“塔康”(TACAN)，70年代以后卫星导航系统问世，其中最著名的有美国的GPS和前苏联的GLONASS。
按照工作原理的不同，目前实际应用的飞机导航方法有下列几种：仪表导航、无线电导航、卫星导航、惯性导航、图像匹配导航、天文导航以及组合导航。
其中的仪表导航是利用飞机上的简单仪表(如空速表、磁罗盘、航向陀螺仪和时钟等)所提供的数据，通过人工计算或自动计算得出各种导航参数。
下面介绍除了仪表导航外的其他导航方式。
无线电导航系统无线电导航系统借助于无线电波的发射和接收，利用地面上设置的无线电导航台和飞机上的相应设备对飞机进行定位，测定飞机相对于导航台的方位、距离等参数，以确定飞行器的位置、速度、航迹等导航参数。
无线电导航很少受气候条件的限制，作用距离远、精度高、设备简单可靠，所以是飞机导航的主要技术手段之一。
尤其在夜间或复杂气象条件下，要保证飞行器的安全着陆，无线电导航设备更是必不可少的导航工具。
无线电导航系统按所测定的导航参数可分为：测向系统，如无线电罗盘和甚高频全向无线电信标(VOR)系统；测距系统，如无线电高度表和测距设备(DME)；测距差系统，即双曲线无线电导航系统，如罗兰C和奥米伽导航系统；测角距系统，如战术空中导航(TACAN)和VOR/DME系统；测速系统，如多普勒雷达。
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随机航路：非公布航路，在指定的随机RNAV区域内由飞行计划 自行确定的航路。
终端区航路：包括RNAV标准到达程序、RNAV进近程序、 RNAV标准离场程序、RNAV等待程序等。
2018年7月25日
导航系统
6
导航系统--区域导航
RNAV实现方法—VOR/DME
N
1
VOR/DME
2 2
1
GPS 接收机 (xu,yu,zu)
2018年7月25日
导航系统
9
导航系统--区域导航
RNAV实现方法—卫星导航
卫星2 (x2,y2,z2) 卫星3 (x3,y3,z3)
1 xu y1 yu z1 zu
2 2
双套或三套设备，提高精度，提 高可靠性 绝对法、地理坐标，并转换到航 线坐标大圆航线上计算
定位计算
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导航系统
5
导航系统--区域导航
RNAV航路
固定航路：在该区域内公布的永久性的RNAV航路，包括某些航 路上由于缺乏信号源（陆基导航台）作航迹制导，只能由具备 RNAV能力的飞机作RNAV运行，还包括某些高空航路。 偶用航路：在该区域内公布的短期性的RNAV航路，只在遇到不 寻常的、发生于短期（时、日、季节）通知的临时需要所选用。
2
DME 2
3
（x2,y2,z2）
DME 3 （x3,y3,z3）
1
x1 xu
2
2
y1 yu z1 zu
2
2
2
x2 xu x3 xu
y2 yu z2 zu
2
2
（xu,yu,zu）
3
2
卫星1
2 d
(x1,y1,z1)
3d 4d
2 d
x2 xu y2 yu z2 zu
2 2
2
1 d
3 d
4 d
x3 xu y3 yu z3 zu
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导航系统
2
导航系统--区域导航
RNAV定义
2018年7月25日
导航系统
3
导航系统--区域导航
区域导航概念
ICAO的“附件11”中对区域导航的定义是：区域导航 是一种导航方法，允许飞机在台基导航设备的基准台 覆盖范围内或在自主导航设备能力限度内，或两者配 合下按任何希望的飞行路径运行。
RNAV对机载系统的要求主要是对机载导航计算机的要求
应能在飞行前根据引进的航路点选定或编排飞行计划，还可以在 飞行中修改飞行计划。
计算大圆航线上的应飞航迹。
实现飞机在地理坐标上的定位。
连续实时在本航段（飞离航路点和前方航路点之间的大圆线段） 上实现航线坐标上的导航计算，输出主要导航参数（已飞或待飞 距离，侧向偏离）及其导出参数，如待飞时间或预计到达时间、 地速、航迹角、航迹误差、应飞航迹角等。
RNAV首先是一种导航方法
传统导航：算出飞机相对导航台位置实施导航 区域导航：算出飞机绝对位置实施导航
任何希望的飞行路线：在管制区域内可以自行任意定义航路 点，并以航路点的连续为航路。
2018年7月25日 导航系统 4
导航系统--区域导航
传统导航和区域导航的区别
项目
航路结构
传统导航
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导航系统
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导航系统--区域导航
RNAV类型
RNAV-10 RNAV-5 RNAV-2 RNAV-1
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导航系统
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导航系统--区域导航 RNAV 10（RNP 10）
用于海洋、边远地区 95%飞行时间偏离航道中线距离小于±10nm 不需要任何地面导航设施 两套远程导航系统（IRS/FMS、INS、GNSS） 不需要机载性能监视与告警
电台—电台构成逐台飞行，从 一个台飞向下一个台 NDB-ADF、VOR、DME 无线电导航接收机
区域导航
航路点—航路点构成逐点飞行， 也可跳过航路点飞行
VOR / DME、DME/DME、 INS、GNSS
依赖的导航设施
机载设备组成
导航传感器+RNAV计算机（包 括导航数据库）
机载设备配置
单套或双套设备，中等精度， 中等可靠性 相对法，相对于电台本地平面 上计算
区域导航（Area Navigation）又称随机导航（Random Navigation） 传统导航方法是从一个导航台飞向另一个导航台，其定位方法是 定出飞机相对于导航台的位置。 新一代机载导航系统具备不依赖于逐台导航而在任意两个航路点 之间精确飞行的能力。到20世纪80年代初期，航空电子技术已 经发展到能够实现区域导航的程度。
2 2
2
GPS 接收机 (xu,yu,zu)
x4 xu y4 yu z4 zu
2 2
2
（xu,yu,zu）
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导航系统
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导航系统--区域导航
RNAV实现方法—惯性导航
2018年7月25日
导航系统
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导航系统--区域导航
RNAV对机载系统的要求
2018年7月25日
2
y3 yu z3 zu
2
2
导航系统
8
导航系统--区域导航
RNAV实现方法—卫星导航
卫星2 (x2,y2,z2) 卫星3 (x3,y3,z3)
卫星1
卫星4 (x4,y4,z4)
2 d
(x1,y1,z1)
3d 4d
1 d
N
N WPT
3
3
3 1 2 212 cos(2 1 )
3 2 arcsin
1 sin( 2 1 ) 3
7
2018年7月25日
导航系统
导航系统--区域导航
RNAV实现方法—DME/DME
（xu,yu,zu）
1
DME 1 （x1,y1,z1）
导航系统--区域导航
导航系统课程内容 传统导航
仪表导航 无线电导航
区域导航
简单区域导航（DME/DME、DME/VOR） 卫星导航 惯性导航
所需导航性能
RNP参数
基于性能的导航（PBN）
2018年7月25日 导航系统 1
导航系统--区域导航
区域导航概念
区域导航的概念