民航无线电导航系统以及未来发展趋势
新航行系统
CNS/ATM：国际民航组织的通信、导航、监视和空中交通管理系统，或简称为新航行系统。
ACARS：（飞机通信寻址与报告系统）是一种在航空器和地面站之间通过无线电或卫星传输短消息（报文）的数字数据链系统。
RNA V/RNP：区域导航，允许航空器在路基导航信号覆盖范围内，或在航空器自备式导航系统能力范围内，在任意一条预订航线上飞行的一种导航方法。
所需导航性能，飞机在一个确定的航路、空域或区域内运行时，所需的导航性能精度。
ATN：航空电信网，是全球范围内，用于航空的数字通信网路和协议。
ADS/ADS-B：自动相关监视，作为一项监视技术，由飞机将机上导航和定位导航导出的数据通过数据链自动传送。
这些数据至少包括飞机识别、四维定位和所需附加数据。
广播式自动相关监视，是指在一系统中所有的飞机或车辆周期性的广播自己的四维信息、运动方向和速度等数据，该数据可以精确的表示飞机的位置、航向等信息。
ＴＣＡＳII：二类交通告警和防撞系统，可以提供本机临近空域中的交通状况显示，发出交通咨询ＴＡ并能再确实存在潜在的危险接近时提前向机组发出决断咨询ＲＡ。
SESAR：单一的欧洲天空ATM研究，是一项协同项目，旨在彻底改变欧盟领空和其空中交通管理。
PBN：基于性能的导航，是指在相应的导航基础设施条件下，航空器在指定的空域内或者沿航路、仪表飞行程序飞行时对系统精确性、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求。
简述地空通信的组成：卫星通信、VHF通信、HF通信和SSR Mode S数据链，并在此基础上，逐步建设全球范围的航空电信网ATN。
简述地空数据链在空中交通服务中的应用：CPDLC（管制员与飞行员直接链路通信），提供ATC服务的地空数据通信。
D-FIS（数字化飞行信息服务），是一种地空间的数字化广播应用，支持ATIS、机场气象报告服务、终端气象服务、航行通告服务、机场预报服务等。
简述卫星导航的增强技术：广域增强系统（W AAS）：是一个路基基准系统网络，利用差分解算技术改善基本GPS信号的精度、完好性和可用性。
民航通信导航监视专业介绍
未来展望
未来，民航通信导航监视技术将 继续朝着数字化、智能化和网络 化的方向发展，进一步提高航空 运输的安全性和效率。
民航通信导航监视系
02
统的组成与功能
通信系统的组成与功能
通信系统的组成
民航通信系统由地面通信设备和机载通信设备组成，地面通 信设备包括卫星地面站、地面基站和地面传输设备等，机载 通信设备包括机载卫星天线、机载电台和机载终端等。
05
业人才培养与职业发
展
专业人才培养目标与要求
培养目标
培养具备民航通信导航监视系统专业知 识、技能和职业素养，能够从事民航通 信导航监视系统运行管理、维护保障、 技术支持等工作的高素质技术技能人才 。
VS
培养要求
掌握民航通信导航监视系统的基本原理、 技术标准和规范，具备通信导航监视设备 的安装、调试、维护和故障排除能力，熟 悉民航通信导航监视系统的运行管理流程 和安全保障要求。
技术发展对民航业的影响
提高航班运行效率
通信导航监视技术的升级将减少航班延误，提高运行效率，降低 运营成本。
提升航空安全水平
更精准的导航和监视系统将提高航空安全水平，减少飞行事故发生 的可能性。
促进航空科技创新
技术发展将推动航空科技创新，加速新技术的研发和应用，提升民 航业的竞争力。
民航通信导航监视专
技术发展趋势
1 2
5G通信技术应用
随着5G技术的普及，民航通信将实现更高速、 更可靠的数据传输，提升航班运行效率和安全性。
卫星导航系统升级
全球卫星导航系统（GNSS）的持续升级将提高 导航精度和可靠性，减少航班延误。
3
监视技术智能化
利用大数据、人工智能等技术提升航空交通监视 的智能化水平，实现更精准的航班轨迹预测和异 常检测。
第3章 导航系统
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（10） 4. NDB的工作过程（7）
调幅报
A
B
C
e(t)
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（11） 4. NDB的工作过程（8）
调幅报（1）
A
B
C
e(t)
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（12）
B
NDB-B
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（4）
4. NDB的工作过程（1）
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
一、自动定向机－无方向信标（5） 4. NDB的工作过程（2） NDB的一般特性（1）
NDB是专为ADF提供导航信号的导航台； 工作种类有： 调幅报 等幅报 调幅话 辐射功率与作用距离 航路NDB：P=100W， R=200nm； 终端NDB：P=50W， R=25nm；
航道偏离指示
L2 F
L1 L1 L2
D E
N
OBS=
B
DVOR
A
航道偏离杆永远偏向预选 航道所在的方向；
G
C
航道偏离指示与飞机的磁 航向无关。
中国民航大学 CAUC
3.2
现行陆基导航系统
二、甚高频全向信标（15） 5. VOR机载系统的工作过程（4）
3
NDB
中国民航大学 CAUC
一建【民航】331 民航机场无线电导航系统设置及其对场地、环境的要求
（1D433010）1D433010 民航机场无线电导航系统设置及对场地的要求1D433011 仪表着陆系统的设置及其对场地、环境的要求一、航向信标台设置 LOC1、航向信标的工作频率：108.10～111.95MHz，与机载导航接收机配合使用。
为进近着陆提供航向道的方位引导信息。
2、航向信标台附近的地形地物可产生多路干扰，使辐射场型发生畸变，导致航向道弯曲、摆动、抖动。
3、航向信标台通常设置在跑道中线延长线上，距跑道末端的距离为180～600m；通常为280m。
4、距跑道末端距离应考虑的因素：1）机场净空规定；2）航向道扇区宽度要求；3）天线阵附近的发射和再辐射体的情况。
4）航空器起飞时发动机的喷流；5）设施升级的可能性；机场总体规划；建台费用。
1D433010 民航机场无线电导航系统设置及对场地的要求1D433011 仪表着陆系统的设置及其对场地、环境的要求航向天线阵航向信标台机房1D433010 民航机场无线电导航系统设置及对场地的要求1D433011 仪表着陆系统的设置及其对场地、环境的要求一、航向信标台设置 LOC5、航向信标天线距跑道入口的最小距离为2200m；6、航向信标台天线辐射单元至仪表着陆系统基准数据点之间应通视。
7、天线辐射单元距地面高度通常不超过10m；8、Ⅱ/Ⅲ类仪表着陆系统航向信标台应设置：远场监视器（包括航道和宽度的监视功能）。
9、远场监视天线纵向距离应在跑道入口和中指点信标台间确定。
通常在反方向的航线天线后方。
10、远场监视天线与航线天线应通视。
11、由于地形限制，航向信标天线不能设置在跑道中线延长线时，可采用偏置设置。
偏置角最大3°；偏置设置的航向信标台只能用于Ⅰ类运行标准。
1D433010 民航机场无线电导航系统设置及对场地的要求1D433011 仪表着陆系统的设置及其对场地、环境的要求偏置角：决断高度所在地点和航向信标天线的连线与跑道中心线延长线构成的水平夹角；决断高度：以平均海平面为基准；决断高：以跑道入口平面为基准；1D433010 民航机场无线电导航系统设置及对场地的要求1D433011 仪表着陆系统的设置及其对场地、环境的要求一、航向信标台设置 LOC12、航向信标临界区1）航向信标台的临界区是由圆和长方形合成的区域；圆的中心即航向信标天线中心，半径75m；长方形的长度：从航向天线到跑道末端或向跑道端延伸300m（二者取其大）;宽度120m；航向信标天线的辐射特性为单方向。
第15章导航系统
第十五章 导航系统
3.惯性基准系统（IRS）
惯性基准系统IRS是现代飞机必备的、自主式的机载电子系 统。IRS提供飞机姿态、航向和飞机当前位置信息。
IRS=IRU+MSU+ISDU+DAA
惯性基准组件IRU包括激光陀螺（3个）、加速度计（3个）
和计算机。
IRS中所有元件在飞机上固定安装与飞机结构成为一体，该 系统称为捷联式惯性系统。
（2）安装位置
航向台天线一般安装在跑道末端的中心线延长线上，一般 距离跑道末端约400m～500m，天线面向主降方向。 （3）信号覆盖范围
跑道中心线左右10°以内的扇区，达到46km（25nm），最小距 离不少于33km（18nm）；
左右10°～35°以内的扇区，达到31km（17nm），最小距离不 少于19km（10nm）；
再通过一次积分运算得到载体的位移信息，在载体初 始位置已知的情况下，便又得到载体相对导航坐标系的即 时位置信息。
由于飞机的速度和位置是由测得的加速度经过积分而得 到的，因此必须知道初始条件，如初始速度和位置。在静 基座(地面)情况下，初始速度为零，初始位置为当地的经、 纬度。
第十五章 导航系统
2.特点
三个激光陀螺测量绕飞机各轴的旋转角速度，计算机利用 测量角速度值计算出飞机的俯仰和倾斜姿态。
三个加速度计测量沿飞机各轴的运动加速度，计算机对合 成加速度进行一次积分得到地速，再对速度进行积分，得 到飞机飞行的距离。
第十五章 导航系统
在IRU的计算机存储器中，存有地球上所有位置的 磁差，可以计算出磁航向。
完成惯导系统的角速度、加速度测量和导航解算任务。
第十五章 导航系统
（2）方式选择组件M用SU于选择IRS的工作方式，并可显示其工作或故障状态。
空中管制中区域导航与传统导航的作用以及发展
空中管制中区域导航与传统导航的作用以及发展随着民用航空事业的不断发展以及民航局对安全性要求的提高，空中管制系统逐渐形成了一套完善的管理体系，其中，导航系统是空中管制系统的重要组成部分之一。
传统导航指天文导航、无线电导航、惯性导航和全球定位系统等。
而区域导航，则是指通过设置区域导航点来实现导航，在航线规划和执行方面具有更高的精度和可靠性。
下文将从作用和发展两个方面来介绍区域导航与传统导航的区别和联系。
1. 区域导航的作用区域导航是一种基于地面设施的导航方式，通常是由空管机构或中国民航局指定的区域导航点。
在飞行过程中，飞机靠近区域导航点时，将通过无线电导航信号进行定位，并按照事先规定好的航线飞行。
区域导航的优势在于，能够提供更高的飞行精度和更好的大气环境适应性。
同时，区域导航与航线规划相结合，能够极大地提升航班的安全性。
传统导航方式是航空导航领域的经典方式，包括天文导航、惯性导航和全球定位系统等。
在飞行过程中，飞机通过测量自身的位置和运动状态来确定自身的位置，然后按照规定的航线飞行。
传统导航的优势在于，能够进行精确定位和自主导航，独立于地面设施的限制，具有一定的灵活度和适应性。
随着卫星导航技术的不断发展和空管技术的提升，区域导航在航空导航系统中的地位越来越重要。
目前，区域导航在民用航空和航空交通管制系统中已经广泛应用，很大程度上提高了运行效率和空中交通的安全性。
2. 传统导航的发展传统导航方式在现代航空导航系统中仍然发挥着重要的作用。
如GPS卫星导航在航空领域中被广泛应用，已经成为航空导航系统的重要组成部分。
与此同时，传统导航技术也在不断升级和发展，如惯性导航的精度和稳定性已经得到大幅提升。
总之，区域导航与传统导航在航空导航领域各有优劣，但它们的不断发展和提升都将为空中交通的安全和运行效率带来更大的助力。
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”。
FANS-未来空中导航系统
Future Air Navigation SystemFANS－未来空中导航系统作者/张建（运控中心航行情报室）1992年，ICAO（国际民航组织）面对日益增长的空中交通运输压力以及现存系统对航空运输的各种限制，如空中交通拥塞、延误、安全性问题等，认可了FANS项目。
该项目的目标是增加空域容量，提高飞行操纵的灵活性，确保飞行安全，通过全世界范围的执行，有利于包括民用航空、通用航空、军用航空等各种不同的航空用户进行航空活动。
要了解FANS，必须首先了解DATALINK（数据链）。
DATALINK是飞机与地面站点之间特定的双向（上行/下行）数据交换。
DATALINK是通过由VHF/HF无线电装置、卫星通讯系统和中央处理器组成的ACARS网络来执行的。
ACARS网络是由DSP （数据链服务提供商）来运作的。
从航空公司的观点来看，DATALINK 包括了航空设备、DSP合同和航空公司内部的一套由地面系统构成的网络。
其中，地面网络包括了特定的能够链接通讯卫星地面站点的VHF地面基站，该网络的某些链能够执行空地ACARS数据通讯。
当一些适当的设备被安放在飞机上，空地信息能够自动地分发到不同的用户终端（如飞行操纵系统、维护系统、营销系统、给养系统等）上做进一步处理。
空中DATALINK系统的核心被称作ACARS路由器。
ACARS路由器能够通过机载设备或者飞行员操作自动生成航行报告传输给地面系统（包括航空公司、发动机制造商等），同时也能通过机载设备接受来自地面的信息。
通过图一我们可以更加直观的了解DATALINK的运作过程。
图一也是早期FANS系统的示意图。
图一DATALINK的好处有以下几点：l能够及时、精确地传输飞行动态报告。
飞行人员和航空公司之间更容易进行声音和数据通讯，能更加优化配备飞机和机组人员，减轻飞行员的工作量。
l更方便地从运行控制中心接受到飞行相关资料。
在引擎启动前得到传送的载重平衡数据，在地面和飞行中均能够很容易得到更新的天气情况，在地面和飞行中均能够更新飞行计划。
导航工程技术专业中的航空导航系统学习指南
导航工程技术专业中的航空导航系统学习指南导航工程技术专业涉及到诸多领域，其中航空导航系统是该专业中的重要部分。
航空导航系统是指用于飞行器导航和飞行管理的技术和设备。
在航空导航系统的学习过程中，学生需要掌握相关的基础知识和技能。
本文将为导航工程技术专业中的学生提供一份航空导航系统学习指南，帮助他们更好地掌握这一领域的知识。
一、航空导航系统概述航空导航系统是指用于飞行器在空中导航的一系列技术和设备，主要包括导航仪表、导航设备和导航程序等。
导航仪表用于显示航空器的位置、速度和方向等信息，导航设备用于确定航空器的位置和航向，导航程序则是指导航计划和操作过程。
二、航空导航系统的原理和技术1. 航空导航系统的原理航空导航系统的原理包括测量原理、信号传输原理和信息处理原理等。
测量原理通过测量各种信号来确定飞行器的位置和速度；信号传输原理则是指导航信号的传输方式和相关设备；信息处理原理是指将测量和接收到的信号进行处理，得出导航结果。
2. 航空导航系统的技术航空导航系统使用了多种技术，如全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、雷达导航系统和无线电导航系统等。
这些技术可以实现精确的飞行器位置和航向测量，以及飞行路径规划和导航指引。
三、航空导航系统的应用和发展1. 航空导航系统的应用航空导航系统广泛应用于民航、军事航空和航天领域。
在民航领域，航空导航系统用于飞机的自动导航和飞行管理，提高飞行效率和安全性。
在军事航空领域，航空导航系统用于飞机的战术导航和打击指引。
在航天领域，航空导航系统用于航天器的导航和轨道控制。
2. 航空导航系统的发展随着科技的不断进步，航空导航系统也在不断发展。
未来的航空导航系统将更加智能化和自动化，可以实现更加精确的导航和控制。
同时，航空导航系统将与其他领域的技术相结合，如人工智能、大数据和无人机技术等。
四、学习航空导航系统的建议1. 培养基础知识学习航空导航系统需要掌握一定的数学、物理和电子技术基础。
第1章 无线电导航基本理论
1.2 无线电导航的发展简史和发展趋势
二、第二阶段（从二战至20世纪60年代初）（7）
7.战术空中导航系统－塔康（TACAN） 军用测距测角系统，美国海军1955年研制； TACAN在功能上相当于民航的VOR和DME； TACAN台安装在航母或地面上，可为飞机同时 提供距地面台（航母）的方位和距离信息；
ADF-NDB，VOR，DME，ILS，MLS，GPS。
5.自主式（自备式）导航系统
只包括航行体上的无线电导航系统就能完 成导航任务的导航系统。
LRRA，INS（非无线电导航系统）。
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1.4 无线电导航系统的分类
一、常用无线电导航术语（6） 6.导航台 具有确定位置、辐射与导航参数有关的有 规定信号格式的发射/接收处理系统。
1.3 导航的分类 三、天体导航
1.定义：通过观测两个以上星体的位置参数（ 如仰角），来确定观察者在地球上的位置，从 而引导运动体航行 。 2.举例：通过观测两颗星的仰角来确定航行体 的位置。
3.特点：为自主式导航，保密性强，定位精度 高，受气候及环境影响，定位时间较长，比较 适合航海导航。
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1. 台卡系统（DECCA）
主要用于航海； 英国台卡导航仪公司研制； 1937年提出，1944年研制成功； 1954年开始普及（在欧洲应用最为广泛） ； 随着罗兰－C的建设和发展，台卡用户逐渐 减少。
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1.2 无线电导航的发展简史和发展趋势
二、第二阶段（从二战至20世纪60年代初）（2） 2. 罗兰系统（LORAN） 主要用于航海，美国研制； 罗兰－A，罗兰-C；
1.按所测量的电气参量划分
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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用于航空器导航的无线电技术系统，其主要功能包括航向检测、航迹保持、导航定位等。
当前，民航无线电导航系统主要包括VOR、NDB、ILS等常见
系统。
随着民航业的发展，民航无线电导航系统的发展也呈现出了多种新趋势。
首先，基于卫星的导航系统成为发展趋势。
GPS是一种全球性定位系统，可以为飞行
员提供高精度的位置数据，其中WAAS（Wide Area Augmentation System）和EGNOS（European Geostationary Navigation Overlay Service）是两种地面增强服务，可以提高GPS的精
度和鲁棒性。
此外，Russia的GLONASS和China的BeiDou卫星导航系统也可以提供类似的服务。
使用卫星导航系统不仅可以提高航空器导航的准确性，还可以增加导航系统的覆盖
范围。
其次，使用雷达技术结合导航系统，以增强对目标的探测和跟踪功能。
由于航空器的
高速飞行和复杂飞行环境，传统导航系统具有一定局限性，如天气影响、无线电干扰等因
素可能影响信号质量和导航精度。
因此，很多民航公司利用雷达技术来加强导航系统的功能。
与传统导航系统相比，具有优势的雷达导航系统可以大大增强航空器的飞行安全和效率。
第三，导航系统的自主和无人化趋势日益明显。
目前，一些先进的民航运营商正在采
用自主导航技术。
自主导航系统具有高效、安全、快速的优点，并可以在几乎任何环境下
工作。
此外，无人机也使用导航系统来进行航行，其中包括基于卫星导航系统的自主导航
以及使用惯性导航系统、地形导航样机进行航行的方式。
这些技术已经成为无人机的标准
技术，并有望在将来的10年内成为民航飞行领域的主要技术。
最后，导航系统的数字化和智能化是未来发展的趋势。
数字化导航系统将包含更多的
计算机交互，从而提供更高级别的安全和准确性。
而智能化导航则将吸收大量数据（例如：天气、交通、机场、空中交通管制等）来帮助自主导航系统自动制定飞行计划，自动规划
路线，同时避免人为错误的干扰。
总体而言，未来的民航无线电导航系统将继续创新并多元化，以满足民航发展的需求，同时提高导航系统的效率、安全性和舒适性，有望使空中运输更加快速、安全和可靠。