第二章导航系统
概述
• 导航的基本概念
• 导航的领域是很广泛的，导航的定义从就
字面上说，就是引导航行的意思。
• 导航的定义：
• 导航是有目的地、安全有效地引导运动体
(船只、潜艇、地面车辆以及飞机、宇宙飞
船等)从一地到另一地的控制过程。
• 导航的过程一定是从目的地开始。
• 根据要飞往的目的地来选择航线、确定距离、
安排时间表，这就是飞机的进程；
• 为了使飞机遵照事先安排的时间表，沿着所选
定的航线飞行，必须要使飞机在某一方向上
(一般称为航向)、以一定的速度飞行，为了得
到所要求的速度和航向，要通过驾驶仪表来控
制飞机飞行的加速度。
概述
导航的分类
导航分成四大类：
观测导航、推算导航（仪表导航）、天文导航和无线
电导航。
1、观测导航
• 它是利用某种观测仪器(包括肉眼)经常地或连
续地对所熟悉的地物或导航设施进行观测，以
便确定运动体的位置和运动方向的一种导航。
• 现代雷达导航就是居于这种导航。
2、推算导航（仪表导航）
• 它是根据运动体的运动方向和所航行的距离
(或速度、时间)的测量，从过去已知的位置来
推算当前的位置，或预期将来的位置，从而可
以得到一条运动轨迹。以此来引导航行。
• 这种导航克服了观测导航的缺点。因为它不需
要对地标或地面导航设施进行观测，不受天
气、地理条件的限制，保密性强。是一种自备
式导航，但随着航行时间和航行距离的增长，
位置累积误差越来过大，因此，航行一定时间
后，需要进行位置校准。
• 在航空导航的早期阶段，航向的测量是用磁罗
盘，距离的测量是用空速表和航空钟。在现代
航空中，则发展为惯性导航和多卜勒导航。
3、天体导航
• 天空中的星体(太阳、月亮、其他行星、恒星
等)相对于地球有一定的相对运动轨道和位
置。通过观测两个以上星体的位置参数(如仰
角)，来确定观测者在地球上的位置，从而引
导运动体航行，就是天体导航。
• 天体导航要受时间(白天与黑夜)、气象条件＼
地磁干扰的限制，而且定位时间较长，操作计
算也比较复杂。
4、无线电导航
• 无线电波在空间的传播过程中具有下列特
性：
(1)无线电波在理想均匀媒质中，沿直线传播；
(2)无线电波经电离层反射后，入射波和反射波在
同一铅垂面内。
(3)无线电波在不连续媒质的界面上会产生反射；
(4)在理想均匀媒质中，无线电波传播的速度恒
定。
• 利用上述特性，通过无线电波的发射、接收
和处理，无线电导航设备能够测量出所在载
体相对于导航台的方向、距离、距离差和速
度等导航参量(几何参量)。
4、无线电导航
• 无线电导航是借助于载体上的电子设备接收和处
理无线电波获得导航参量，以保障载体安全、准
确、及时地到达目的地的一种导航手段。
• 优点：不受时间、天气的限制；精度高；定位时
间短；设备简单、可靠等。
• 缺点：在于它必须要辐射和接收无线电波，因而
易被发现和干扰，且绝大多数无线电导航设备需
要载体外的导航台支持工作，一旦导航台失效，
将使与之相应的无线电导航设备在此期间无法使
用。
大地坐标和经纬度
• 飞机是相对于地球表面运动的，在导航中
通常利用地理坐标(大地坐标)来表示飞机
的位置。
(一)大圆和大圆航线
任何平面与地球表面的相交线都是圆。
大圆:通过地心的平面与地球表面相交的圆,把
地球分成两半，是地球表面上最大的圆。
小圆:不通过地心的平面与地球表面相交的圆。
大圆航线：沿大圆连线飞行的航线。
大圆弧连线是地球表面上任何两点之间距离
最短的连线。
赤道和纬度
• 通过地心且与地轴相垂直的平面，把地球分成南北两个半球，
平面与地球表面的交线称为赤道。
• 在大地坐标中，赤道相当于平面直角坐标中的横坐标轴。
赤道、纬度和经度
赤道和纬度
• 其余与地轴相垂直的平面与地球表面的交织都是小
圆，这些小圆称为纬圈(纬线)。
• 纬圈平面都是和赤道平面相平行的，纬圈与地心的
连线与赤道平面之间的夹角，就是这个纬圈的纬度
(缩写为Lat)。
• 用纬度可以表示地球上任何一点的南北位置。
• 赤道的纬度为0度；
• 赤道以北为北纬(N)0-90度，北极的纬度为90度N；
• 赤道以南为南纬(S)0-90度，南极的纬度为90度S。
子午线和经度
• 包含地轴的平面与地球表面的交线是大圆。这些大圆都通过地
极，称为经圈，经圈总是与纬圈正交的。
• 经圈的一半叫作经线，又叫子午线。
• 国际上约定，以通过英国伦敦南郊的格林尼治天文台子午仪中
心的经线，作为起始经线，又叫本初子午线。
•起始经线相当
于平面直角坐
标中的纵坐标
轴。
• 以起始子午线(0度子午线)为基推，可以用经度(缩写为Long)
来表示其他经线的位置。
• 地球表面上任意一点的经度，就是通过该点的子午线平面与起
始经线平面之间的夹角。
• 起始子午线向东为东经(E)0~180度；以西为西经(W) 0~180
度。
• 用纬度和经度来表示地球上任何基点在大地坐标中的地理位
置。
导航的基本元素
(一)航向
(二)方位角
(三)航迹与航迹角
(四)偏流角(DA)
(五)航路点(WPT)
(六)偏航距离(XTK)
(七)地速(GS)
(八)空速(AS)
(九)风速(WS)与风向(WD)
导航参数
(一)航向(HDG)
• 航向(角)是由飞机所在位置
中国航空网 www.aero.cn
航空翻译 www.aviation.cn
本文链接地址：导航系统
