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领航与导航知识点总结第一章 绪论一、空中导航的三个基本问题;1. 定位:导航的首要和基本问题,是确定应飞航向和飞行 时间的基础; 可以采用的定位方法:目视,无线电,区域导航等; 定位后判断偏航,进而修正航向等参量。2. 确定应飞航向:目的是修正风的影响,使飞机沿着预定的航迹飞行; 要根据飞行高度上风速、风向和预定航迹的关系 确定实际应飞航向。3. 确定飞行时间:目的是准确把握飞行进程,及时修正飞行速度, 确保飞机能够准时到达目的地 ;根据飞行计划的要求,利用航路检查点检查飞机的飞行进程,采取相应的措施消磨和吸收飞行时间。二、导航的类型:1. 无线电领航(Radio Navigation) (1)根据无线电的传播特性,利用无线电领航设备进行 定向、测距、定位,引导飞机飞行。精度高; (2)定位时间短,可以连续、实时的定位;能够在昼夜、复杂气象条件或缺少地标的条件现使用,大大扩大了飞行时空。 局限性:地面限制、电磁干扰(3)测向系统:ADF、VOR、 ILS、 MLS(方位角、仰角、距 离);测距系统:DME;测向测距系统: VOR/DME, TACAN ;测高系统:RA ;测距差系统: OMEGA、LORAN2. 惯性导航INS(Inertial Navigation)(1)利用惯性元件测量飞机相对于惯性空 间的加速度,在给定的初始条件下, 利用导航计算机的积分运算,确定飞 机的姿态、位置、速度,引导飞机飞 行。 (2)完全自主导航;不受气象条件和地面 导航设施限制,隐蔽性好;系统校准 后短时定位精度高。 (3)定位误差随时间而不断积累,存在积 累误差;成本高。3. 卫星导航 通过测量飞机与导航卫星的相关位置来解算 领航参数4. )区域导航 (1)惯性导航、卫星导航以及飞行管理计算机系统的不 断发展,使得导航手段发生了根本的变化。 (2)飞机无需局限于地面导航设施形成的航线逐台飞行, 而是根据飞行管理计算机系统管理来自惯性导航系 统、卫星导航系统、或地面导航设施的导航信息, 编排更加灵活的短捷的希望航线,计算飞机的航线 偏离信息,并通过与自动驾驶耦合,实现自动驾驶, 引导飞机沿着最佳的飞行路径飞行,从实践和设备 上摆脱了地面导航设施的束缚,这种实施导航的方 法称之为区域导航(RNAV:Area Navigation)第二章 地球知识一、地球1.地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的旋转椭球体,椭球的基本元素包括:极半径a,赤道半径b,扁率e=(b-a)/a 。2.我国从1982年后开始采用IAG1975年推荐的GRS75椭球数据,极半径 6356.755km,赤道半径6378.140km, 扁率1:298.26。 .3.空中导航实施中为了便于计算通常将 地球看作是一个半径6371.001km的正球体。二、地球的基本点线圈1. 地心:地球的中心。 2. 极点:地球的自转轴与地球的交点,包括南极和北极。 3. 大圆圈:通过地心的平面与地球表面的割线。 4. 小圆圈:不通过地心的平面与地球表面的割线。 5. 纬线圈:与地轴垂直的平面与地球表面的割线。纬线指 示东西方向。 6. 赤道:通过地心且与地轴垂直的平面与地球表面的割线。 7. 经线圈:通过地轴的平面与地球表面的割线。 8. 经线:经线圈被地轴分为两半,每一半都成为一条经线。 经线指示南北方向。三、时间与时刻1. 时刻:航空把事件发生的瞬间称为时刻。2. 时间:两时刻之间的间隔称为时间。四、国际日期变更线(日界线)1. 日界线以东日期少一日,日界线以西日 期多一日。2. 飞机从东向西飞越日期变更线时,应增加一天。 飞机从西往东飞跃日期变更线时,应减少一天。五、地球磁场的构成1. 真经线:指向地理南北的方向线 2.磁经线:自由磁针所指的南北方向线 3.磁差:磁经线北端偏离真经线北端的角度, 叫磁差或磁偏角。偏东为正,偏西为负。 4.磁差的表示:MV-2; VAR2W 5、等磁差曲线.六、航线1. 航线与航迹 飞机从地球表面一点到另一点的预定的航行 路线叫航线;飞机实际在空中飞过的轨迹在地球表面的投 影叫航迹。 2.航线构成:起点、转弯点、终点和检查点航路点构成,一般分为: 目视航线与仪表航线。3. 航线角(Course) 从航线起点的经线北端顺时针量到航线 (航段)去向的角度,范围:0360 ;分为真航线角(TC)与磁航线角(MC) ;MC=TC-(MV)4. 航线距离 航线起点到终点间的地面长度称为航线距离, 等于各航段长度之和。单位:公里(KM)、海里(NM)、英里(SM) 1NM1.852KM=1.15SM5. 大圆航线(Great Circle Line) (一)定义: 以通过两航路点间的大圆圈线作为航线的 叫大圆航线。 (二)特点: 大圆航线上各点的真航线角不相等,通常 以起点处的经线北端顺时针测量至航线去向的 夹角确定大圆航线的航线角。对于确定的两个点,大圆航线的航线距离最短。 飞行中一旦确定大圆航线的起点和终点, 大圆航线便被唯一确定(经圈和赤道除外)。6. 等角航线(Rhumb Line)(一)定义: 以通过两航路点间的等角线作为航线的就叫等角航线。(二)特点: 等角航线上各点的航线角相等,但它的距离一 般都比大圆航线长。7. 大圆航线和等角航线的应用(1)大圆航线距离最短,但需要不断改变航线角飞行, 操作负荷大;(2)等角航线距离较大圆航线长,但飞 行过程中不需改变航线角,操作方便。近程飞行,可选用等角航线;(3)远程飞行中,通常将大圆航线根据实际情况分成几个航段,每一航 段按等角航线飞行。(4)现在大中型飞机上的导航设备都使用大圆航线, 而小型飞机(如Y5,TB等)受导航设备限制只 能使用等角航线。第三章 地球磁场一、航空地图1. 航空地图特征(1)地图三要素: 比例尺、地图符号和投影方法称为地图的三要素。(2)空中导航中通常把比例尺大于1:500,000的地图 称为大比例尺航图,比例尺小于1:1,000,000称 为小比例尺航图。 二、常用的地图投影1. 墨卡托投影(等角正圆柱投影) 投影原理:设想地球为一透明球体,球心置一点光 源,将圆柱投影面沿赤道与地球相切,地球上的经纬网格投影到圆柱面。2. .等角横圆柱投影(横墨卡托 投影) 特点:(1)赤道为直线,与切经线相差90的经线是直线,其 他经线凹向切经线; (2)地图等角; (3)切经线上无失真(切经线左右各3 范围长度失真 0.137,面积失真0.27%); (4)同一条纬线上,离开 切经线越远,失真越大; (5)同一条经线上,纬度越低,变形越大。大圆航线凹向切经线,等角航线是螺旋曲线。3. 高斯克吕格投影(1)每个投影带上,中央经线和赤道为直线; (2)其他经线关于中央 经线对称,凹向中央经线; (3)纬线凸向赤道; (4)等角; (5)中央经线上无失真,最大长度失真为0.0137%; (6)大圆航线近似为直线; (7)等角航线是曲率极小的螺旋曲线,领航实施中近距离可以近似认为直线。4. 兰伯特投影,也叫等角切(割)正圆锥投影。(1)经线是以极点为圆心的放射直线 ,纬线是以极 点为中心的同心圆。 (2)两条标准纬线之间有一条最小比例尺纬线; (3)两条 标准纬线之间的地区长度缩短,比例尺变小; 第四章 基本导航元素一、航向1. 飞行航向及其定义飞机纵轴前方的延长线叫航向线,飞机所在 位置的经线北端顺时针测量至航向线的夹角叫 做航向(HDGHeading)。 航向在0360之间变化,0航向一般用 360描述。 飞机右转-航向增大 飞机左转-航向减小2. 航向的种类:(1)真航向(THTrue Heading):飞机所在位置的真 经线北端顺时针测量至航向线的夹角。 (2)磁航向(MHMagnetic Heading):飞机所在位置的磁经线北端顺时针测量至航向线的夹角。(3)罗航向(CHCompass Heading):飞机所在位 置的罗经线北端顺时针测量至航向线的夹角。罗经线:飞机上磁罗盘的磁条所指的南北方 向线。罗差:罗经线偏离磁经线的角度,叫罗差(DEV).二、高度1. 高度的定义 飞行高度(Flight Altitude):飞机到某一基准面的垂直距离叫飞行高度, 用米(M)或英尺(FT)为单位。2. 几何高度(飞机相对于几何基准面的真实高度, 具有稳定的几何形态);气压高度(利用大气压力变化来间接测量飞机 相对于气压基准面的高度)。3. 真高(True Height):飞机距离正下方地面的 垂直距离;相对高(Relative Height):飞机距离机场平 面的垂直距离;绝对高度(Positive(Absolute) Altitude): 飞机距离海平面的垂直距离;地点标高(ELEV):地球表面的物体到平均海平面的垂直距离;机场标高(Ha):机场平面距离平均海平面的垂直距离。4.(1)绝对高度地点标高真高 机场标高相对(2)相对高度绝对高度机场标高 真高标高差第五章 航行速度三角形一、风的定义与运算1. (1)风的定义:空气相对于地球表面的水平运动 (2)空气沿地球表面水平运动的方向称为风向 (WDWind Direction); (3)空气在单位时间内水 平运动的距离称为风速(WSWind Speed).二、航行速度三角形1. 飞机的运动与分解:飞机相对于空气的运动即空速向量TAS;空气相对于地面的运动即风速矢量WS;飞机相对于地面的运动即地速向量GS。2. 偏流(DAdrift angle)(1)空速向量与地速向量的夹角,即航迹线偏离 航向线的角度,左侧风为正,右侧风为负; (2)偏流反映了飞行员对航向的修正量; (3)顺风、逆风:DA0度; (4)偏流范围:(90度90度); (5)实际飞行过程中,偏流一般较小 DA大小于真空速和风速的大小即侧风程度。3. 风角(WA:Wind Angle)(1)风角(WA):风速向量与地速向量的夹角,即航迹线与风向线的夹角,左侧风为正,右侧风为负 ; (2)风角的大小反映了风对飞机航向和速度的影响程度; (3)逆侧风:WA90度, GSTAS ; (4)正侧风:WA90度,GSTAS ; (5)顺风:WA0度,逆风:WA180度 ; (6)风角范围:-180度+180度。4. 航行速度三角形计算(1)MTK=MH+DA MTK= WDn-WA (2)正弦定理: sinWA/TAS=sinDA/WD=sin(WA+DA)/GS (3)估算公式: DA=(57.3/TAS)*WS*sinWA GSTAS+WS*cosWA5. (1)航迹:飞机相对地面运动所经过的路线 (2)航迹角TK:Track (3)真航迹角(TTK,True Track) (4)磁航迹角(MTK,Magnetic Track) (5)TTKMTK(MV)三、影响偏流地速的因素1. 真空速变化对偏流和地速的影响空速增大,则DA减小,地速增大;空速减小,则DA增大,地速减小。2. 风速变化对偏流和地速的影响(1)顺侧风:风速增大,则偏流增大,地速增大;风速减小,则偏流减小,地速减小。(2)逆侧风:风速增大,则偏流增大,地速减小;风速减小,则偏流减小,地速增大。第六章 地标推测领航一、地标推测领航概念 1.地标推测领航飞行前准备工作 (1)、确定起飞机场和目的地机 场,以及所飞航线的转弯点, 并在航图上标记; (2)、标画航线; (3)、量出各个航段的磁航线角; (4)、根据预报风推算应飞航向; (5)、计算出各个航段的数据, 并在航图上标明。2. 地标推测领航空中领航步骤 (1)、确定检查航段,即确定飞机目前在哪个航段上飞行, 在飞入下一航段前将下一航段设为检查航段。 (2)、通过地标定位确定飞机位置 (3)、准确记录进入下一航段的时间 (4)、每隔一段时间记录一次航向 (5)、到达检查点提前做好辨认检查点地标准备 (6)、地标辨认 (7)、地标定位 (8)、检查航迹 (9)、修正航迹二、地标辨认1. 地标种类及识别特征根据飞行时空中观察地标的几何形状、大小,可分为:状地标、面状地标和点状地标。2. 地标辨认的三个环节、四要素(1)三个环节: 对正地图、确定范围、观察辨认(2)四要素: 航迹、时间、地标特征、地标相关位置三、基本计算1推算应飞航向和预计到达时间 应飞航向:为了使飞机的航迹线和预定航线相重合而应 该保持的航向。 无侧风时,MH应MC;有侧风时,MH应MCDA2. 三角解算法计算风向风速 求XTK TKEarctan(XTK/ D已),计算MTK 求DA(判断正负); 求GS 利用航行速度三角形求 WA, WD 利用三角形的正弦定理求WS第七章 无线电领航一、概述1. 常用无线电导航系统测距差系统: 奥米伽导航系统ONS测角系统: ADF测距系统 DME测角测距系统 VOR/DME合装台 VORTAC星基导航系统 GPS GLONASS二、向背电台飞行1.MTK=QDR DA=QDR-MH(平) 或 DA=RB-180 TKE=QDR-MC2. 背电台修正航迹按新航线角修正航迹的步骤: (1)检查航迹 TKE= QDRMC DA= QDRMH平RB180 (2)计算TKD TKD=D已(t已) /D未 (t未) TKE (3)确定MC新 MC新MCTKD (4)确定MH应 MH应MC新DA4. 按航迹修正角修正航迹的步骤(1) 检查航迹 TKE= QDRMC DA= QDRMH平RB180 (2)计算TK TK =D总(t总) /D未 (t未) TKE (3)确定MH应 MH应MH平 TK第八章 终端区导航一、ILS系统的组成、原理1. ILS系统组成(1)航向信标(Localizer):提供航向引导 (2)下滑信标(Glide slope):提供垂直引导 指点标(Marker):提供距离信息,提醒飞 行员注意检查高度和飞机姿态.第九章 卫星导航一、民航卫星导航系统四项技术指标:可用性、精度、完好性、连续性。二、 全球定位系统的误差和局限性1. 星历误差 2. 多路径效应 3. 电离层传输效应 4. 接收误差 5. 干扰 6. 跟踪精度和防撞 7. GPS误差等级 8. 无RAIM运行 9. 地面的影响第十章 惯性导航系统一、惯性导航系统组成和工作原理1. 惯性导航系统组成测定导航/姿态参数 位置、地速、航迹角、偏航角、偏航距离 以及俯仰角、倾斜角和航向等 制导2. 惯导系统的精度及特点惯导系统精度:漂移误差0.001度/秒 惯导系统特点:(1)自主式导航系统,全球、全天候导航 (2)系统校准后短时定位精度高 (3)体积小,精度高,操作简便,可与航道HSI,FDS 交连直观显示飞机位置和飞行姿态。第十一章 区域导航1. 偶然航路 在该区域内公布的短期性RNAV航路; 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(航站)航路 RNAV标准进场航线 RNAV进近程序 RNAV标准离场航线 RNAV等待程序。2. 区域导航的基本工作原理:输入数据、导航计算、输出数据且制导。
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