同步衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

無線電導(dǎo)航所使用的設(shè)備或系統(tǒng)有無線電羅盤、伏爾導(dǎo)航系統(tǒng)、塔康導(dǎo)航系統(tǒng)、羅蘭C導(dǎo)航系統(tǒng)、奧米加導(dǎo)航系統(tǒng)、多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以及發(fā)展中的"導(dǎo)航星"全球定位系統(tǒng)等。

無線電信號中包含4個電氣參數(shù):振幅、頻率、時間和相位。無線電波在傳播過程中，某一參數(shù)可能發(fā)生與某導(dǎo)航參量有關(guān)的變化。通過測量這一電氣參數(shù)就可得到相應(yīng)的導(dǎo)航參量。根據(jù)所測電氣參數(shù)的不同，無線電導(dǎo)航系統(tǒng)可分為振幅式、頻率式、時間式(脈沖式)和相位式 4種。也可根據(jù)要測定的導(dǎo)航參量將無線電導(dǎo)航系統(tǒng)分為測角(方位角或高低角)、測距、測距差和測速 4種?，F(xiàn)代還根據(jù)無線電導(dǎo)航設(shè)備的主要安裝基地分為地基(設(shè)備主要安裝在地面或海面)、空基(設(shè)備主要安裝在飛行的飛機上)和衛(wèi)星基(設(shè)備主要裝在導(dǎo)航衛(wèi)星上) 3種。根據(jù)作用距離分為近程、遠(yuǎn)程、超遠(yuǎn)程和全球定位4種。

利用無線電波直線傳播的特性，將飛機上的環(huán)形方向性天線轉(zhuǎn)到使接 收的信號幅值為最小的位置,從而測出電臺航向(見無線電羅盤),這屬于振幅式導(dǎo)航系統(tǒng)。同樣，也可利用地面導(dǎo)航臺發(fā)射迅速旋轉(zhuǎn)的方向圖，根據(jù)飛機不同位置接收到的無線電信號的不同相位來判定地面導(dǎo)航臺相對飛機的方位角(見伏爾導(dǎo)航系統(tǒng))，這屬于相位式導(dǎo)航系統(tǒng)。測角系統(tǒng)可用于飛機返航(保持某導(dǎo)航參量不變，例如保持電臺航向為零,引導(dǎo)飛機飛向?qū)Ш脚_)。幾何參數(shù)(角度、距離等)相等點的軌跡稱為位置線。測角系統(tǒng)的位置線是直線(角度參量保持恒值的飛機所在錐面與地平面的交線)。測出兩個電臺的航向就可得到兩條直線位置線的交點，這交點就是飛機的位置(圖1)。

利用無線電波恒速直線傳播的特性。在飛機和地面導(dǎo)航臺上各安裝一 套接收、發(fā)射機。飛機向地面導(dǎo)航臺發(fā)射詢問信號，地面導(dǎo)航臺接收并向飛機轉(zhuǎn)發(fā)回答信號。飛機接收機收到的回答信號比詢問信號滯后一定時間。測出滯后時間就可算出飛機與導(dǎo)航臺的距離。利用電波的反射特性，測定由地面導(dǎo)航臺或飛機的反射信號的滯后時間也可求出距離。無線電導(dǎo)航測距系統(tǒng)的位置線是一個圓周，它由地面導(dǎo)航臺等距的圓球位置面與飛機所在高度的地心球面相交而成。利用測距系統(tǒng)可引導(dǎo)飛機在航空港作等待飛行，或由兩條圓位置線的交點確定飛機的位置(圖2)。定位的雙值性(有兩個交點)可用第三條圓位置線來消除。測距系統(tǒng)可以是脈沖式的、相位式的或頻率式的。

在飛機上安裝一臺接收機，地面設(shè)置2~4個導(dǎo)航臺。各導(dǎo)航臺同步地(時間同步或相位同步)發(fā)射無線電信號，各信號到達(dá)飛機接收機的時間滯后與導(dǎo)航臺到飛機的距離成比例。測出它們到達(dá)的時間差就可求得距離差。與兩個定點保持等距離差的點的軌跡是球面雙曲面，因此這種系統(tǒng)的位置線是球面雙曲面與飛機所在高度的地心球面相交而成的雙曲線。利用3或4個地面導(dǎo)航臺可求得兩條雙曲線。根據(jù)兩條雙曲線的交點即可定出飛機的位置(圖3)。定位的雙值可用第三條雙曲線來消除?，F(xiàn)代使用的測距差系統(tǒng)大多是脈沖式或相位式的。

這種系統(tǒng)大多是利用多普勒效應(yīng)工作的。安裝在飛機上的多普勒導(dǎo)航雷達(dá)以窄波束向地面發(fā)射厘米波段的無線電信號。由于存在多普勒效應(yīng)，飛機接收到由地面反射回來的信號頻率與發(fā)射信號頻率不同,存在一個多普勒頻移,測出多普勒頻移就可求出飛行器相對于地面的速度(見多普勒導(dǎo)航系統(tǒng))。再利用飛機上垂直基準(zhǔn)和航向基準(zhǔn)給出的俯仰角和航向角，將徑向速度分解出東向速度和北向速度，分別對時間求積分即可得出飛機當(dāng)時的位置。多普勒測速系統(tǒng)的位置線也是雙曲線，它是由等多普勒頻移的錐面與飛機所在高度的地心球面相交而成的。多普勒導(dǎo)航測速系統(tǒng)屬于頻率式(見飛機導(dǎo)航系統(tǒng))。

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