导航系统无线电导航
什么是无线电导航
无线电导航是利用无线电保障航空、航海等飞行器以及其他交通工具或运动物体准确完成运动任务，使其能够安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地的一种手段。
人类最初的导航，只能通过石头、树、山脉等作为参照物，渐渐
发展到天文观测法，即通过天上的太阳、月亮和星星来判断位置。
中
国四大发明之一的指南针就是人类导航领域的一个里程碑。
无线电导
航的发明，使导航系统成为航行中真正可以依赖的工具，因此具有划
时代的意义。
无线电导航主要利用电磁波传播的３个基本特性：
（１）电磁波在自由空间直线传播。
（２）电磁波在自由空间的传播速度是恒定的。
（３）电磁波在传播路线上遇到障碍物时会发生反射。
通过测量
无线电导航台所发射信号（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。
导航系统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。
从导航台的位置来看，主要有：
（１）陆基导航系统：即导航台位于陆地上，导航台与导航设备之
间用无线电联系。
（２）星基导航系统：导航台设在人造卫星上，可扩大覆盖范围。
导航是人类从事政治、经济和军事活动所必不可少的信息技术。
今
天，随着人类活动的发展，对导航的要求越来越高。
无线电导航在军
事和民用等方面都有着广阔的应用前景。
文章来源:/。
无线电导航的原理与应用
无线电导航的原理与应用一、导言无线电导航是一种利用无线电信号进行定位和导航的技术。
它广泛应用于航空、航海、车载导航和无人机系统等领域。
了解无线电导航的原理与应用对于理解现代导航系统的工作方式至关重要。
本文将深入介绍无线电导航的原理和其在不同领域的应用。
二、无线电导航原理无线电导航是基于无线电波传播的定位和导航技术。
其原理基于以下几个关键要素：1. 信号发射器无线电导航的系统中，会有一个或多个信号发射器，常用的是卫星导航系统中的卫星。
信号发射器会发送特定频率的无线电波信号。
2. 接收器接收器负责接收信号发射器发出的无线电波信号，并将其转化为导航系统能够识别和处理的信息。
3. 测距原理无线电导航中常用的测距原理包括时间测距、多普勒效应和信号强度测距等。
这些原理可以通过接收到的信号特征来确定位置和距离。
4. 三角定位法利用多个信号发射器和接收器，可以采用三角定位法来确定准确的位置。
通过测量不同信号到达接收器的时间差和距离，可以计算出接收器的位置。
三、无线电导航的应用1. 航空导航航空领域是无线电导航最常见的应用之一。
航空导航系统利用全球定位系统（GPS）等技术，能够实时、准确地定位飞机的位置。
无线电导航在航空领域中的应用使得飞行变得更加安全和高效。
2. 航海导航航海导航依赖于无线电导航系统来确定船只的位置和航向。
借助GPS和其他卫星导航系统，船只可以在海上定位和导航，避免撞船和迷航等危险情况。
3. 车载导航车载导航系统利用无线电导航原理来为驾驶员提供路线指引和实时导航。
通过全球定位系统和地图数据，驾驶员可以更好地规划行驶路线并避开交通拥堵。
4. 无人机导航无人机的导航是依赖于无线电导航技术实现的。
无人机可以利用GPS等定位系统精确导航，实现自主飞行和遥控飞行。
5. 军事应用无线电导航在军事领域也有广泛的应用。
军事导航系统能够为士兵和战机提供准确的定位和导航信息，提升军事行动的效率。
结论无线电导航作为一种基于无线电信号的定位和导航技术，广泛应用于航空、航海、车载导航和无人机等领域。
民航无线电导航系统以及未来发展趋势
民航无线电导航系统以及未来发展趋势民航无线电导航系统是指民用航空领域中用于航空器导航和飞行管制的无线电通信和导航设备。
随着航空技术的不断发展，民航无线电导航系统也在不断完善和更新，以满足飞行安全和效率的需求。
未来，民航无线电导航系统将进一步发展，为航空行业提供更加先进和可靠的导航设备，推动航空行业向着更加智能、高效和安全的方向发展。
一、民航无线电导航系统的发展历程无线电导航系统是民航领域中至关重要的一部分，它通过无线电信号来帮助飞行员确定飞机的位置，以及指导飞机进行正确的航向和高度。
随着航空技术的不断进步，无线电导航系统也经历了多个阶段的发展。
最早的无线电导航系统是方向信标（VOR）系统，它在飞机上安装了接收机用来接收地面发射的无线电信号，通过计算飞机和信标之间的夹角来确定飞机的航向。
随后出现了仪表着陆系统（ILS）、全向标台（NDB）等导航系统，它们都在不同的程度上提高了航空器的导航能力和飞行安全性。
随着全球卫星定位系统（GPS）的发展和普及，卫星导航系统也逐渐成为了民航领域中的主流导航系统。
GPS系统不仅在精度和覆盖范围上有很大的优势，而且还可以提供更多的导航信息，为飞行员和航空管制员带来了更多的便利和安全保障。
目前，民航无线电导航系统已经形成了多元化的发展格局，包括地面导航设备和航空器上的导航设备两大部分。
在地面导航设备方面，各国民航部门已经建立了完善的导航站网络，包括VOR、ILS、NDB等一系列无线电导航设备，以及与之配套的雷达设备。
这些设备可以覆盖整个航空领域，并提供高精度的导航和飞行管制服务。
在航空器上的导航设备方面，现代飞机都配备了先进的导航设备，包括GPS接收机、惯性导航系统（INS）、VOR接收机等。
这些设备可以帮助飞行员在各种复杂的天气和飞行环境中准确地确定飞机的位置和航向，确保航行安全。
除了传统的无线电导航系统外，近年来，无线电导航技术还在不断发展，新的导航设备和系统不断涌现，如DME（测距设备）、GNSS（全球导航卫星系统）等。
无线电导航系统(第2版)-教学大纲、授课计划 吴德伟
《无线电导航系统（第2版）》教学大纲一、课程信息课程名称：无线电导航系统（第2版）课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分，4先修课程：无选用教材：《无线电导航系统（第2版）》，吴德伟主编，2023年，电子工业出版社教材。
适用专业：本课程可作为导航专业课程教学的课程，也可供其他相关专业学生和工程技术人员阅读参考，还可作为导航理论的培训课程。
课程负责人：二、课程简介无线电导航是在20世纪初发展起来的导航门类口第二次世界大战以后，尤其是进入21世纪后，由于军、民用航空导航的需求日益增多和电子技术的飞速发展，无线电导航成为各种导航手段中应用最广、发展最快的种7成为导航中的支柱门类。
本课程从系统的角度完整地介绍了军、民用现代无线电导航系统，内容包括导航的基本概念、相关知识，无线电导航系统的任务、构成、性能和发展；用于近程航空导航的中波导航系统、超短波定向系统、伏尔系统、地美仪系统、塔康系统、俄制近程导航系统，用于远程航空导航的罗兰-C系统、卫星导航系统和自主无线电导航系统：用于飞机着陆引导的米波仪表着陆系统、分米波仪表着陆系统、微波着陆系统和精密进场霄达系统。
三、课程教学要求求与相关教学要求的具体描述。
“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。
关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“U”或"1”。
”课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。
四、课程教学内容五、考核要求及成绩评定六、学生学习建议(-)学习方法建议1.依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。
2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。
3.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的智能终端产品应用相关实例，对己有技术持续进行更新。
4.通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队协作能力，学会如何与他人合作、沟通、协调等等。
民航无线电导航系统以及未来发展趋势
民航无线电导航系统以及未来发展趋势1. 引言1.1 民航无线电导航系统的概述民航无线电导航系统是指通过无线电信号进行航空导航的系统。
这种系统在航空领域中起着至关重要的作用，可以帮助飞行员确定飞机在空中的位置、方向和高度，从而确保飞行的安全和准确性。
民航无线电导航系统的发展经历了多个阶段。
在传统民航无线电导航系统中，常用的设备包括VOR（全向无线电导航台）、ILS（仪表着陆系统）和ADF（自动方向找向器）等。
这些设备通过发送和接收无线电信号来帮助飞行员进行导航，但存在一定的局限性和准确性不高的问题。
随着科技的发展，现代民航无线电导航系统得到了极大的改进和提升。
现代系统采用了先进的GPS（全球定位系统）技术，能够提供更为精确和可靠的导航信息，同时还可以实现更高效和安全的飞行控制。
民航无线电导航系统在民航领域中具有重要的意义。
它不仅可以帮助飞行员安全地操控飞机，还可以提高飞行效率和准确性。
在飞行中，导航系统可以帮助飞行员避免天气和空中交通的影响，确保航班按时到达目的地。
未来，随着科技的不断进步，民航无线电导航系统也将会迎来更多的发展和创新。
未来发展的趋势可能会包括更智能化和自动化的导航系统，以及更多与其他飞行系统的集成和联动，这将进一步提高飞行的安全性和效率，推动民航行业的发展。
2. 正文2.1 传统民航无线电导航系统传统民航无线电导航系统是民航航空领域的重要组成部分，主要包括VOR（全向无线定向台）、NDB（非方向性无线电台）和ILS（仪表着陆系统）等系统。
这些系统在航空导航中起着至关重要的作用。
VOR系统是最早使用的民航无线电导航系统之一，通过向各个方向发射信号，实现飞机在空中的定向和导航。
NDB系统则是根据无线电信号的指向来确定飞机位置，尽管较为简单，但在一些特定情况下仍然发挥着重要作用。
ILS系统则是一种精密着陆系统，能够为飞机提供水平和垂直的导航指引，使飞机可以安全着陆。
传统民航无线电导航系统的优点在于稳定可靠，已经被广泛应用于民航领域。
无线电导航原理与系统-
引导各种运载体飞机船舶车辆等以及个人按既定航线航行的过程称为导航它是保证运载体安全准确地沿着选定路线准时到达目的地的一种手段无线电导航系统一般由装在运载体上的导航设备和设在地面或卫星上的导航台站组成通过在导航设备和导航台站之间的无线电信号传播和通信获得导航信息给飞机或船只指示出它们的实时位置或方位使运载体在不同的运动空间和环境不同的气象气候条件下都能够顺利地完成导航任务确定运载体当前所处的位置及其航行参数包括航向速度姿态等实时运动状态
二. 无线电导航的基本知识
导航系统的分类 按所测量的电气参量 振幅式，相位式，频率式， 脉冲（时间）式，复合式 测角 ，测距 ，测距差
按所测量的几何参量 按系统的组成情况
自主式（自备式） ，非自主 式（它备式） 按无线电导航台（站）的 陆基 ，空基，星基 安装地点 按有效作用距离 近程 ，远程
按工作方式 有源 ，无源
三.无线电导航的应用及发展历史
②
GPS和GLONASS卫星导航系统：
1973 年美国国防部开始研制第二代卫星导 航 系 统 ， 即 现 在 的 GPS （ Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System, NAVSTAR GPS），其全称为“导航星授时和测距 全球定位系统”。 GPS 于 1994 年部署完毕，全部 24 颗卫星升 空， 1996 年进入“完全工作能力（ FOC）阶段”。
无线电导航任务及发展
➢ 冷战时期到上个世纪末是卫星定位时代的开始。60年 代有NNSS/Transit(子午仪)、TSIKADA (前苏联的第 一代卫星定位系统)。70年代有NAVSTAR/GPS原理 验证、方案论证。80年代有NAVSTAR/GPS研制、 GLONASS研制、北斗一号预研。90年代有 NAVSTAR/GPS投入运行GLONASS投入运行、 Galileo预研、北斗一号系统研制、蜂窝无线通信系统 中的定位技术研究。
图 无线电导航的发展过程图
2.2 无线电导航系统的发展趋势
纵观无线电导航的历史,可归结为下述几个方面的发展趋势: (1)应用范围越来越广,其作用和地位随着现代化的进程越来越重要。 (2)系统功能增强,自动化程度、精度和可靠性不断提高。 (3)系统间组合应用,如不同无线电导航系统间的组合,无线电导航和 非无线电导航系统之间的组合,尤其是卫星无线电导航系统GPS、 GLONASS和惯导的组合具有无限的发展潜力,可使不同系统间取 长补短,显著提高性能。 (4)导航与通信的结合,实现通信导航识别(CNI)综合化。导航与电 子地图参照,使导航定位引导自动化、直观化。
2.3当前无线电定位技术方面的研究动向
新思想、新体制、新系统(如QPS),已有系统的改造和现代化。 当前无线电定位技术方面的研究动向有：与系统有关的一些关 键基础技术(卫星、原子钟、测控,大地测量等)。与应用有关的 一些关键技术,高灵敏度(室内定位)、高动态技术,抗多径技术,抗 干扰技术,反欺骗技术,干扰源的识别定位技术;多模式兼容技术, 多系统兼容技术;软件接收机技术,全系统或者分系统的仿真技术 等;高精度测量技术;区域、广域增强技术。GNSS的兼容与互操 作。导航战技术。
Aircraft navigation equipment and maintenance
航空无线电导航系统
第一章绪论1.1.1导航与导航系统的基本概念1.导航导航的基本含义是引导运行体从一地到另一地安全航行的过程。
导航强调的是“身在何处，去向哪里”是对继续运动的指示。
导航之所以定义为一个过程，是因为它贯穿于运动体行动的始终，遍历各个阶段，直至确保运行达成目的。
应当说大部分运行体都是由人来操纵的，而对那些无人驾驶的的运行体来说，控制是由仪器或设备来完成的，这时的导航就成为了制导。
近年来人们将定位于导航并列提出。
事实上定位提供的位置参量是一个标量，只有将其与方向数据联合起来成为矢量，才能服务于运行体的航行。
因此定位与测角、测距一样是导航的技术之一，通过定位可以实现导航。
也可以说定位是静态用户要求的；但对动态用户而言要求的是导航。
2.导航系统导航系统是用于对运行体实施导航的专用设备组合或设备的统称。
导航系统是侧重于实现特定导航功能的设备组合体，组合体内的各部分必须按约定的协调方式工作才能实现系统功能，而导航设备一般是指导航系统中某一相对独立部分或产品，或实现某一导航功能的单机。
1.1.3 导航及无线电导航系统的分类导航是一门基于“声、光、电、磁、力”的综合性的应用科学，实现导航的技术手段很多，按其工作原理或主要应用技术可分为下述类别：（1）天文导航——利用观测自然天体（空中的星体）相对于运行体所在坐标系中的某些参量实现的导航称为天文导航。
（2）惯性导航——利用牛顿力学中的惯性原理及相应技术实现的导航称为惯性导航。
（3）无线电导航——利用无线电技术实现的导航称为无线电导航。
（4）地磁导航——利用地球磁场的特性和磁敏器件实现的导航称为地磁导航。
（5）红外线导航——利用红外线技术实现的导航称为红外线导航。
（6）激光导航——利用激光技术实现的导航称为激光导航。
（7）声纳导航——利用声波或超声波在水中的传播特性和水声技术实现的导航（用于对水下运行体的导航）称为声纳导航。
（8）地标或灯标导航——利用观测（借助光学仪器或目视）已知位置的地标或灯标实现的导航称为地标或灯标导航。
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优点： 不受时间、天气限制； 精度高； 定位时间短，可以连续地、适时地定位； 设备简单、可靠。
2020年2月17日
航线上定向和定位用。 发射功率大：400W～1000W 工作距离远：≮150Km 2. 双归航台着陆系统：装在跑道中心延长线上，供飞 机进近着陆用。（因需两个导航台，故称双归航台） 通常，与外指点信标台安装在一起的，叫远台，一般 兼做航线导航台用，发射功率大； 与中指点信标台安装在一起的，叫近台。发射功率约 100W，工作距离约50Km。
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传统导航—无线电导航 向/背台指示
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导航系统
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传统导航—无线电导航 机载VOR设备
天线、控制盒、VOR接收机、显示设备
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导航系统
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传统导航—无线电导航 VOR机载接收系统
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传统导航—无线电导航 机载VOR系统
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传统导航—无线电导航
仪表着陆系统---ILS
1. 作用：使用地面台和机载设备，能够对飞机进近到跑 道提供水平、垂直和距离引导。
2. 系统组成：
地面设备
机载设备
LOC 水平引导 G/S 垂直引导 MB 距离引导
传统导航—无线电导航
导航系统课程内容
导航基础 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）
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导航系统
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传统导航—无线电导航
无线电导航
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传统导航—无线电导航
NDB地面台
NDB地面台发射信号的方向性图： 全向发射，故叫无方向信标（NDB）
电波极化方向：垂直极化波 台识别码发射： 莫尔斯电码，由2～3个字母组成，发射速率20～30个字母/分； 等幅报发射：键控等幅信号，莫尔斯电码点或划期间发射等幅载
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导航系统
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传统导航—无线电导航 甚高频全向信标（VOR）
VOR工作频率
➢ 108.00-111.95MHz 频率间隔50KHz 小数点后第一位奇数LOC 40个波道 小数点后第一位偶数VOR 40个波道
➢ 112.00—117.95MHz 频率间隔50KHz：120个波道
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导航系统
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传统导航—无线电导航
机载设备组成及控制显示
机载ADF的类型
按天线类型分： 旋转环形天线式ADF---当环形天线线圈平面对准电波来向时，天线停止转 动； 固定环形天线式ADF---环形天线线圈不转动，转动接收机内测角器的搜索 线圈，当搜索线圈感应信号为零时，停止转动，这时搜索线圈的转角 就是相对方位角。
➢ 200个波道中120+40用于VOR，40个用于LOC
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导航系统
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传统导航—无线电导航
甚高频全向信标（VOR）
工作距离：最大200nm 地面台配置
➢ 用于航路导航的VOR导航台(CVOR)
112.00—117.95MHZ 频率间隔50KHz 工作距离200nm ➢ 用于进近着陆的VOR导航台(TVOR)
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传统导航—无线电导航 ADF-700
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导航系统
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传统导航—无线电导航
自动定向机的调谐和显示
NDB导航台 QDM210°
Nm MH170°
QDM210°
HDG
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导航系统
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传统导航—无线电导航
RMI的指示
➢有两部接收机的指示 细针对应第一部接收机 粗针对应第二部接收机 ➢正上方指示飞机的MH ➢粗细针都是 针尖指示QDM， 针尾指示QDR ➢可指示地面NDB台和VOR台的方 位，通过仪表上的按钮选择信号源
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传统导航—无线电导航 ADF机载设备
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传统导航—无线电导航 ADF机载设备安装位置
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传统导航—无线电导航 ADF控制面板
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传统导航—无线电导航 旋转环形天线式M型定向机
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位置线为等高线，如无线电高度表。
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传统导航—无线电导航
无线电导航设备和系统分类
1 按测量电信号的参量不同 振幅、频率、相位、脉冲、脉冲/相位
2 按测量的位置线几何形状 测角、测距、测角/测距、测高、测距差
3 按有效作用距离 近程、远程、超远程
4 按机载设备实现的系统功能分 自备式、他备式
5 按无线电导航台的安装位置 陆基、空基、星基
6 按飞机的飞行区域分 航路、终端区
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导航系统
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传统导航—无线电导航 自动定向机（ADF)
传统导航—无线电导航
ADF概述
自动定向机（ADF）是一种具有广泛用途的无线电 导航设备，1925年开始试验，1927年首次使用。
自动定向机（ADF）系统是一种导航辅助系统。 ADF接收机使用来自地面站的调幅（AM）信号来计 算ADF地面站相对于飞机纵轴的方位。ADF系统也 接收标准调幅无线电广播。
测量基准相位信号和可变相位信号的差。
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导航系统
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传统导航—无线电导航 VOR系统原理
➢ 地面台发射基准30Hz相位信号；
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传统导航—无线电导航
VOR台的发射信号
基准相位信号的发射
先用30Hz对9960Hz副载波调频，然后调频副载波再对载波调幅。 而30Hz调频信号的相位在 VOR台周围 360°方位上是相同的。
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பைடு நூலகம்
传统导航—无线电导航
VOR台的发射信号--基准30Hz
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传统导航—无线电导航 VOR系统原理
➢ 地面台同时发射可变相位信号；
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导航系统
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传统导航—无线电导航
可变相位信号与合成方向性图
用30Hz对载波调幅，相位随VOR台的径向方位而变化 合成辐射场为旋转的心形方向性图
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传统导航—无线电导航 VOR系统电路
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传统导航—无线电导航 VOR显示
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传统导航—无线电导航
ADF指示器
RMI
EFIS
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传统导航—无线电导航 仪表着陆系统(ILS)
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导航系统
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传统导航—无线电导航 VOR地面导航台
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传统导航—无线电导航 VOR机载接收机
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传统导航—无线电导航 VOR方位测量电路
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传统导航—无线电导航 相位检测
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传统导航—无线电导航
传统无线电导航系统
测角系统
位置线为直线,如自动定向系统（ADF）、全向 信标系统（VOR）。
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传统导航—无线电导航
传统无线电导航系统 测距系统
位置线为圆，如测距机（DME）。
DME
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传统导航—无线电导航
传统无线电导航系统 测高系统
自动定向机的功用：
1.测量飞机到选择地面台的相对方位角（主要的），进行向 台（TO）或背台（FROM）飞行。 2.收听气象报告和中波广播。
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导航系统
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传统导航—无线电导航
ADF系统组成
➢ 地面发射台
地面电台有两种： NDB（或称为归航台），190～550 kHz 标准中波广播电台，550～1750 kHz
➢ 机载设备
定向接收机、控制盒、方位指示器、环形大线和垂直天线。
➢ 选用中长波的原因
ADF定向主要使用地面波（天波，由于电离层变化，不稳定）， 中长波地波衰减少。
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传统导航—无线电导航
NDB地面台
按用途分，地面导航台分为两种： 1. 航线导航台：装在航路上某些检查点上，供飞机在
波。 调幅报发射：载波连续发射，莫尔斯电码点或划期间键控
1020Hz调幅。 一般归航台以调幅方式发射识别码，防止载波中断引起ADF指针
摆动。
2020年2月17日
导航系统
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传统导航—无线电导航
ADF原理（1）
环形天线的方向性 感应电动势e=K*sinθ（ θ 为电波来向和环形天线平面的夹角）
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