无线电导航
、在规定时间达到目的地的航行技术。利用无线电波的传播特性可测定飞行器的导航参量(方位、距离和速度)，算出与规定航线的偏差，由驾驶员或自动驾驶仪操纵飞行器消除偏差以保持正确航线。
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、在规定时间达到目的地的航行技术。利用无线电波的传播特性可测定飞行器的导航参量(方位、距离和速度)，算出与规定航线的偏差，由驾驶员或自动驾驶仪操纵飞行器消除偏差以保持正确航线。
无线电导航优缺点:
优点:不受时间、天气限制，精度高，作用距离远方,定位时间短，设备简单可靠;
缺点:必须辐射和接收无线电波而易被发现和干扰，需要载体外的导航台支持，一旦导航台失效，与之对应的导航设备无法使用;同时,易发生故障.
无线电导航所使用的设备或系统有无线电罗盘、伏尔导航系统、塔康导航系统、罗兰C导航系统、奥米加导航系统、多普勒导航系统、卫星导航系统以及发展中的"导航星"全球定位系统等。
无线电信号中包含4个电气参数:振幅、频率、时间和相位。无线电波在传播过程中，某一参数可能发生与某导航参量有关的变化。通过测量这一电气参数就可得到相应的导航参量。根据所测电气参数的不同，无线电导航系统可分为振幅式、频率式、时间式(脉冲式)和相位式 4种。也可根据要测定的导航参量将无线电导航系统分为测角(方位角或高低角)、测距、测距差和测速 4种。现代还根据无线电导航设备的主要安装基地分为地基(设备主要安装在地面或海面)、空基(设备主要安装在飞行的飞机上)和卫星基(设备主要装在导航卫星上) 3种。根据作用距离分为近程、远程、超远程和全球定位4种。
利用无线电波直线传播的特性，将飞机上的环形方向性天线转到使接 收的信号幅值为最小的位置,从而测出电台航向(见无线电罗盘),这属于振幅式导航系统。同样，也可利用地面导航台发射迅速旋转的方向图，根据飞机不同位置接收到的无线电信号的不同相位来判定地面导航台相对飞机的方位角(见伏尔导航系统)，这属于相位式导航系统。测角系统可用于飞机返航(保持某导航参量不变，例如保持电台航向为零,引导飞机飞向导航台)。几何参数(角度、距离等)相等点的轨迹称为位置线。测角系统的位置线是直线(角度参量保持恒值的飞机所在锥面与地平面的交线)。测出两个电台的航向就可得到两条直线位置线的交点，这交点就是飞机的位置(图1)。
利用无线电波恒速直线传播的特性。在飞机和地面导航台上各安装一 套接收、发射机。飞机向地面导航台发射询问信号，地面导航台接收并向飞机转发回答信号。飞机接收机收到的回答信号比询问信号滞后一定时间。测出滞后时间就可算出飞机与导航台的距离。利用电波的反射特性，测定由地面导航台或飞机的反射信号的滞后时间也可求出距离。无线电导航测距系统的位置线是一个圆周，它由地面导航台等距的圆球位置面与飞机所在高度的地心球面相交而成。利用测距系统可引导飞机在航空港作等待飞行，或由两条圆位置线的交点确定飞机的位置(图2)。定位的双值性(有两个交点)可用第三条圆位置线来消除。测距系统可以是脉冲式的、相位式的或频率式的。
在飞机上安装一台接收机，地面设置2~4个导航台。各导航台同步地(时间同步或相位同步)发射无线电信号，各信号到达飞机接收机的时间滞后与导航台到飞机的距离成比例。测出它们到达的时间差就可求得距离差。与两个定点保持等距离差的点的轨迹是球面双曲面，因此这种系统的位置线是球面双曲面与飞机所在高度的地心球面相交而成的双曲线。利用3或4个地面导航台可求得两条双曲线。根据两条双曲线的交点即可定出飞机的位置(图3)。定位的双值可用第三条双曲线来消除。现代使用的测距差系统大多是脉冲式或相位式的。
这种系统大多是利用多普勒效应工作的。安装在飞机上的多普勒导航雷达以窄波束向地面发射厘米波段的无线电信号。由于存在多普勒效应，飞机接收到由地面反射回来的信号频率与发射信号频率不同,存在一个多普勒频移,测出多普勒频移就可求出飞行器相对于地面的速度(见多普勒导航系统)。再利用飞机上垂直基准和航向基准给出的俯仰角和航向角，将径向速度分解出东向速度和北向速度，分别对时间求积分即可得出飞机当时的位置。多普勒测速系统的位置线也是双曲线，它是由等多普勒频移的锥面与飞机所在高度的地心球面相交而成的。多普勒导航测速系统属于频率式(见飞机导航系统)。
无线电导航主要利用电磁波传播的基本特性:电磁波在在均匀理想媒质中，沿直线(或最短路径)传播;;电磁波在自由空间的传播速度是恒定的;电磁波在传播路线上遇到障碍物或在不连续媒质的界面上时会发生反射。
无线电导航就是利用上述特性，通过无线电波的接收、发射和处理，导航设备能测量出所在载体相对于导航台的方向、距离、距离差、速度等导航参量(几何参量)。通过测量无线电导航台发射信号(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。
无线电麦克风制作方法： 先将一连接头，用以将麦克风本体连接至无线电通讯装置；一操控钮，连接至麦克风本体，以于操控钮被按下时，使麦克风本体接收一语音讯息，并将语音讯息传送至无线电通讯装置；一全球卫星定位...
能收，比如收音机到了国外招收当地的节目。对讲机和电台所使用的频率是国际电信联盟划分的，就是说全球同一业务的无线电都使用相同的波段。不然我们这些HAM怎么和国外的HAM交流。
打开GGL中的CAD识图，图纸管理中选添加图纸。
无线电导航分类:
无线电导航根据运载工具的不同有不同的分类:船舶无线电导航和飞行器导航。
船舶无线电导航，又称无线电航海，是利用无线电波测定船位和引导船舶沿预定航线航行的技术。
飞行器导航指利用无线电引导飞行器沿规定航线安全达到目的地的技术。利用无线电波，可以测定飞行器的方位、距离、速度等参数，计算出与规定航线的偏差，再由驾驶员或自动驾驶仪进行操作消除偏差。
船舶无线电导航
船舶无线电导航
国际海员服务中心网 http://www.issconline.com/ 船舶无线电导航 船舶无线电导航，是航海中利用无线电波测定船位和引导船 舶沿预定航线航行的技术， 又称无线电航海。 无线电导航是根据 无线电波的传播特性， 测量地面， 包括外层空间的导航台发射的 无线电波参数，如频率、振幅、传播时间或相位，求得船舶相对 于导航台的几何参数，如角度、距离、距离差或距离和，从而建 立船位线，实现船舶定位和导航。 简介 无线电波的基本传播特性为： 在理想均匀介质中按直线 传播，传播速度为常数；在两种介质的界面会产生反射。无线电 导航同其他定位、导航方法相比的优点是：全天候，定位精度和 可靠性较高， 作用距离较远， 因而在导航技术中愈来愈占重要地 位。但是无线电导航必须依靠导航台的信息， 易受自然或人为干 扰，并且难免发生故障，因此不能完全代替航迹推算、陆标定位 和天文定位（见天文航海）等基
无线电导航的发展历程
无线电导航的发展历程
1．无线电导航的发展历程 无线电导航是 20世纪一项重大的发明 电磁波第一个应用的领域是通信，而第二个应用领域就是导航。早在 1912 年就开始研 制世界上第一个无线电导航设备，即振幅式测向仪，称无线电罗盘 (Radiocompass)，工作频 率 0.1 一 1.75 兆赫兹。 1929 年，根据等信号指示航道工作原理，研制了四航道信标，工作 频率为 0.2 一 0.4 兆赫兹，已停止发展。 1939 年便开始研制仪表着陆系统 (ILS),1940 年则研 制脉冲双曲线型的世界第一个无线电定位系统奇异 (Gee)，工作频率为 28一 85兆赫兹。1943 年，脉冲双曲线型中程无线电导航系统罗兰 A(Loran-A) 投入研制， 1944 年又进行近程高精 度台卡 (Dessa)无线电导航系统的研制。 1945年至 1960年研制了数十种之多， 典型的系统如近程的伏尔 (VOR)、测向器
本书从大导航的理念出发，结合信息控制技术发展，着眼导航依托的各种物理基础，全面阐述导航的基本理论与方法，并将导航信息的使用纳入导航原理知识体系。全书共分9章，具体内容包括：导航的基本概念和参数描述，导航的数学基础与物理基础，导航的测角、测距、测速、定位原理，多源组合导航原理，以及运行体的控制实现和应用。
GPS用户部分的核心是GPS接收机。其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成。其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作。导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算；根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算，并将其从伪距中消除；根据上述结果进行接收机PVT（位置、速度、时间）的解算；对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度。 本文中重点讨论GPS接收机的导航解算部分，基带信号处理部分可参看有关资料。本文讨论的假设前提是GPS接收机已经对GPS卫星信号进行了有效捕获和跟踪，对伪距进行了计算，并对导航数据进行了解码工作。
1 地球坐标系简述
要描述一个物体的位置必须要有相关联的坐标系，地球表面的GPS接收机的位置是相对于地球而言的。因此，要描述GPS接收机的位置，需要采用固联于地球上随同地球转动的坐标系、即地球坐标系作为参照系。
地球坐标系有两种几何表达形式，即地球直角坐标系和地球大地坐标系。地球直角坐标系的定义是：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林威治子午圈的交点(即0经度方向)，Y轴在赤道平面里与XOZ构成右手坐标系(即指向东经90度方向)。 地球大地坐标系的定义是：地球椭球的中心与地球质心重合，椭球的短轴与地球自转轴重合。地球表面任意一点的大地纬度为过该点之椭球法线与椭球赤道面的夹角 φ，经度为该点所在之椭球子午面与格林威治大地子午面之间的夹角λ ，该点的高度h为该点沿椭球法线至椭球面的距离。设地球表面任意一点P在地球直角坐标系内表达为P( x，y，z )，在地球大地坐标系内表达为P ( φ，λ ，h)。则两者互换关系为：大地坐标系变为直角坐标系： （1） 式中：n为椭球的卯酉圈曲率半径，e为椭球的第一偏心率。 若椭球的长半径为a，短半径为b，则有 （2） 直角坐标系变为大地坐标系，可由下述方法求得 φ由叠代法获得 φc为地心纬度， ep为椭圆率
可设初始值φ=φc 进行叠代，直到|φi=1-φi| 小于某一门限为止。
这两种坐标系在定位系统中经常交叉使用，必须熟悉两种坐标系之间的转换关系。
2 GPS定位中主要误差及消除算法
GPS定位中的主要误差有：星钟误差，相对论误差，地球自转误差，电离层和对流层误差。 1）星钟误差 星钟误差是由于星上时钟和GPS标准时之间的误差形成的，GPS测量以精密测时为依据，星钟误差时间上可达1ms，造成的距离偏差可达到300Km，必须加以消除。一般用二项式表示星钟误差。 （3） GPS星历中通过发送二项式的系数来达到修正的目的。经此修正以后，星钟和GPS标准时之间的误差可以控制在20ns之内。 2）相对论误差 由相对论理论，在地面上具有频率 的时钟安装在以速度 运行的卫星上以后，时钟频率将会发生变化，改变量为：
即卫星上时钟比地面上要慢，要修正此误差，可采用系数改进的方法。GPS星历中广播了此系数用以消除相对论误差，可以将相对论误差控制在70ns以内。 3）地球自转误差 GPS定位采用的是与地球固连的协议地球坐标系，随地球一起绕z轴自转。卫星相对于协议地球系的位置(坐标值)，是相对历元而言的。若发射信号的某一瞬间，卫星处于协议坐标系中的某个位置，当地面接收机接收到卫星信号时，由于地球的自转，卫星已不在发射瞬时的位置〔坐标值)处了。也就是说，为求解接收机接收卫星信号时刻在协议坐标系中的位置，必须以该时刻的坐标系作为求解的参考坐标系。而求解卫星位置时所使用的时刻为卫星发射信号的时刻。这样，必须把该时刻求解的卫星位置转化到参考坐标系中的位置。 设地球自转角速度为 we，发射信号瞬时到接收信号瞬时的信号传播延时为△t ，则在此时间过程中升交点经度调整为 则三维坐标调整为 （4） 地球自转引起的定位误差在米级，精密定位时必须考虑加以消除。 4）电离层和对流层误差 电离层是指地球上空距地面高度在50-1000km 之间的大气层。电离层中的气体分子由于受到太阳等天体各种射线辐射，产生强烈的电离，形成大量的自由电子和正离子。 电离层误差主要有电离层折射误差和电离层延迟误差组成。其引起的误差垂直方向可以达到50米左右，水平方向可以达到150米左右。还无法用一个严格的数学模型来描述电子密度的大小和变化规律，因此，消除电离层误差采用电离层改正模型或双频观测加以修正。 对流层是指从地面向上约40km范围内的大气底层，占整个大气质量的99%。其大气密度比电离层更大，大气状态也更复杂。对流层与地面接触，从地面得到辐射热能，温度随高度的上升而降低。对流层折射包括两部分：一是由于电磁波的传播速度或光速在大气中变慢造成路径延迟，这占主要部分；二是由于GPS卫星信号通过对流层时，也使传播的路径发生弯曲，从而使测量距离产生偏差。在垂直方向可达到2.5米，水平方向可达到20米。对流层误差同样通过经验模型来进行修正。 GPS星历中通过给定电离层对流层模型以及模型参数来消除电离层和对流层误差。实验资料表明，利用模型对电离层误差改进有效性达到75%，对流层误差改进有效性为95%。
3 GPS星历结构及解算过程
要得到接收机的位置，在接收机时钟和GPS标准时严格同步的情况下，则待求解位置是3个未知变量，需要3个独立方程来求解。但是实际情况中，很难做到接收机时钟和GPS标准时严格同步，这样，我们把接收机时间和GPS标准时间偏差也作为一个未知变量，这样，求解就需要4个独立方程，也就是需要有4颗观测卫星。图1 GPS定位示意图（未考虑时间偏差） 假设接收机位置为（xu，yu，zu） ，接收机时间偏差为 tu，则由于时间偏差引起的距离偏差为为得到的伪距观测值。我们可以得到联立方程 （5） 将上式线性化，即在真实位置（xu，yu，zu）进行泰勒级数展开，忽略高次项，得到 （6） 其中， 式（6）即为实际计算的叠代公式，叠代终止条件是真实位置 （xu，yu，zu）的变化量小于某一个阈值，最终得到 可以作为调整接收机时间偏差的依据，计算一般采用矩阵方式求解。要求解该方程，我们还需要预先知道4颗卫星的位置 （xj，yj，zj），而卫星位置可以从该卫星的星历中获得。 GPS卫星星历给出了本星的星历，根据星历可以算出卫星的实时位置，并且星历中给出了消除卫星星钟误差、相对论误差、地球自转误差、电离层和对流层误差的参数，根据这些参数计算出的卫星位置，可以基本上消除上述误差。 求解卫星位置的基本步骤为： 计算卫星运行平均角速度 ①计算归化时间； ②计算观测时刻的平近点角； ③计算偏近点角； ④计算卫星矢径； ⑤计算卫星真近点角； ⑥计算升交点角距； ⑦计算摄动改正项； ⑧计算经过摄动改正的升交距角、卫星矢径、轨道倾角； ⑨计算观测时刻的升交点经度； ⑩计算卫星在地心坐标系中的位置。 特别值得指出的是，在计算卫星真近点角Vk时，应采用公式 （7） 其中，e为偏心率， Ek为卫星偏近点角。有部分参考书籍计算卫星真近点角的公式有误，会导致卫星真近点角 的象限模糊问题，从而无法得到卫星正确位置。 进行上述计算后，再根据星历中广播的各误差参数进一步消除各项误差。这样，我们就得到一个完整的利用GPS星历进行导航定位解算的过程。
发射或接收无线电波所用的塔式结构和桅式结构，用来作无线电发射天线的辐射器或发射和接受天线的支持物。主要用于通信、广播、电视、雷达、导航、遥测遥控等方面。通信和广播主要用长波、中波、短波(通信也可用微波)传递信号;电视用超短波和微波传递信号;导航主要用中波传递信号。
用于长波、中波和短波的无线电塔高取决于波长(频率)、地导系数、传播距离等因素;用于超短波和微波的无线电塔高取决于传播距离。超短波和微波的传播距离等于发射天线沿地表面切线直至接收天线之间的距离。对于较平坦或稍有丘陵起伏的地形，传播距离可按下式计算(公里)式中HT为发射天线高度;HR为接收天线高度(米)。当实际距离大于上式所求得的传播距离时，需在中间设置中继塔。
导航原理内容简介