现代导航技术第四章

1、南京航空航天大学本科课程现代导航技术Modern Naviation Technolo07402100课程编号：课程编号： 07402100主讲教师：南京航空航天大学工程系2015/5/147402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲一、引 言Ø 自动定向机(ADF)也称无线电罗盘，是一种利用无线电技术进 向的设备。它与地面无线电台配合，可测量无线电波的来波方向，获得相对 角。7402100 ）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 074021

2、00第三讲自动定向机Ø 在导航领域中，无线电测向设备是最先使用的设备，早期的无线电测向设备是由人工转动、平面对准地面无线电台的具有方向性的环形天线，当环形天线，无线电测向设备的接收到的无线电信号强度最小，因此， 弱，称做“哑点”。输出的音频信号强度最Ø 自动定向机具有结Ø 它可以在190-175信标台进行定向构简单、使用和维护方便、价格低廉0kHz频率范围内，利用民用广播和等优点；无方向。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向机Ø 电台角、飞机角与相对角角：q1

3、2; 飞机角：q2ü 电台ü 相对角：q3ü 飞机航向角：q47402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向机Ø 相对角如测向设备在飞机上，那么，环形天线从飞机纵轴的机头方向顺时针所转过的角度称为“飞机到地面无线电台的相对角”(以下简称为相对角)，即从飞机纵轴的机头方向顺时针转至地面无线电台与飞机连线之间的夹角，。飞机驾驶员便可根据无线电测向设备所测得的相对确定飞机的飞行方向，引导飞机沿某一航线飞行，并飞机到地面无线电台的相对角可完成其他导航任务。课程名称：现代导航技术（编号：

4、 07402100 ）第三讲自动定向机Ø 无线电测向设备的发展ü 人工手动无线电罗盘ü 无线电半自动罗盘ü 无线电自动罗盘(自动定向机-ADF，Automatic Direction Finder)Ø 自动定向机的发展ü 4050年代：采用电子管电路，对地面无线电台频率采用机械软轴进行调谐，定向天线为单个的旋转式环形天线，其典型设备为R5ARN7和 APK-5型定向机。ü 6070年代：采用晶体管电路，频率选择采用粗、细同步器调谐，有些设备使用晶体频率网采用“五中取二” 方法调谐，定向天线采用二个正交的旋转式或固定式环形天线

5、，如 APK11、WL76A型定向机等。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向机二、 自动定自向动机定的向功机用的功用二、Ø 自动定向机是利用无线电技术进行导航测向的设备。Ø 无论机上测向还是地面测向，均包括机载设备和地面设备二部分。利用机载自动定向机和地面导航台(或称无方向性信标NDB)组成的导航系统，可以引导飞机飞向导航，。Ø 自动定向机的主要功用有：(1)测量飞机纵轴方向(航向)到地面导航台的相对角，并显示在指示器上。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（

6、编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向机所测得的电台角。根据这二个电台角计算两个电台的飞机角，在地图上可画出飞机对地面导航台的二条相应的位置利用两个地面导航台为飞机线，二条位置线的交点便是飞机1-航向标记2-罗牌的位置。3-ADF-24-ADF-1指针指针(2) 对飞机进行测量。在现代飞机上，一机，在使用二个不同般都装有二部自动定向中将它们分别调谐在的已知地面导航台或广播电台的频率上定向机所测得的相对显示在同一个指示器(。二部自动，分别无线电磁指示器)上，其中单指针指示自动定向机所测得的电台，双指针指示第二部自动定第一部角向机7402100）课程名称07：40现2

7、1代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲(3)利用自动定向机飞机飞越导航台的时间。当飞机飞向导航台时，可根据相对角的变化来飞越导航台的时间。如指示器的指针由0°转向180°的瞬间即为飞机飞越导航台的时间。飞机飞越导航台的时间(4)当飞机飞越导航台后，可利用自动定向机的指示保持沿预定航线飞行，即向/背台飞行。(对准导航台)飞行或背台飞行时，还可以求出偏流修正航迹。7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲(5)

8、由于自动定向机一般工作在190-1750千赫的中长波段范围内，因此可以接收民用广播电台的信号，并可用于定向；还可收听500千赫的遇险信号(700型自动定向机可收听2182千赫的一岸遇险信号)，并确定遇险。Ø 自动定向机主要技术指标：频率范围：190-1750kHz；频率间隔：0.5kHz；频率转换时间<4s作用距离：一般可达300km左右；定向摆动：< ±1度选择性：调谐频率为所选频率±175Hz；频带宽度- 6db处最小1.9kHz；-60db处不大于7kHz设备精度：信号较强时，不考虑飞机结构的影响，设备精度为2度左右，信号较弱时，设备精度为3度左

9、右。课程名称：现代导航技术（编号： 07402100 ）第三讲 自动定向机Ø ADF-NDB的特点：7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲三、 自定向机系Ø 组成：地面设备和机载自动定向机（一） 地面设备中波发导射航机(发射机) 发Ø射Ø地天面线导航台地面导航台发射天线Ø 地面导航台安装在每个航站和航线中的某些检查点上，不断地向空间全地发射无线电信号，因此也叫做无方向性信标(NDB, Non-Directional Beacon)。740

10、2100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲Ø 根据不同的用途，地面航可分：航线导航台：供飞机在航线上定向和使用的，要求大，作用距离远。双归航台：供飞机在着陆时使用的，安装在飞机着陆方向的跑道延长线上。因为需要二个导航台。（可作为ILS 的“引”）7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲1. 航线导航台航线导航台工作在190550千赫的频率范围内，为4001000瓦(我国一般用500瓦

11、)，有效作用距离不少于150公里。不同的航线导航台使用不同的识别信号，识别信号由2个英文字母组成(如 EK)，用国际电码拍发，拍发速度为2030个字母分，一般用等幅报方式识信，每隔45秒连续拍发两遍，跟着发一长划(约占30秒)，供机载自动定向机定向用；也可以用调幅报方式以相等的间隔发射识别信号，每30秒至少拍发3遍。航线导航台可用于归航。当飞机员首先调节机载自动定向机接收该导刻度，然后改变飞机航向、使指要求飞往某导航台时，飞行人航台的信号，观察指示器所指准指示器的航向标记(即机头方向)，并且在飞行中保持航向不变，飞机就能飞到该导航台上空。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（

12、编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲用于飞机着陆的双归航台，不仅可引导飞机进场，完成机动飞行和保持着陆航向，而且可在夜间或气象条件很坏的白天，利归航台和机载自动定向机引导飞机对准跑道，下降到一定高度(一般为50米)穿出云层，然后进行目视着陆双归航要求安装在主着陆方向的跑道中心延长线上，分为近台和远台，近台离跑道头1000米，远台离跑道头4000米，近台和远台除有导航台外，还必须配有指点信标台，以便指示飞机过台的时刻。2. 双归航台着。7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 0740210

13、0第三讲自动定向自机动定向机第三讲远台一般 规定相同，有效作航线导航台使用，故与航线导航台的作用距离不小于500公里。近台为100瓦左右，有效作用距离为50公里远台发射的识别信号由2个英文字母组成，如 DF；近台识别信，D。电码发射，拍发速度为2030个字母分，拍发次数要求用相同间隔，分拍发6遍。远台和近台都要以调幅报方式发射识别信号，调制频率为1020赫。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲四、机载设备自动定向盒盒机载自动定向设备指示器环形天线和垂直天线（组合式环形垂直天线）700型自动

14、定向机系统的组成：1、ADF-7OO；2、盒DFP-7O2；3、指示器：RDMI-743；4、组合式环形垂直：天线A-701DF7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲1. 自动定向Ø 功用：(1) 接收和处理环形天线和垂直天线收到的地面导航台的信号，并将处理位信息送的相对音频系统(2)作为后的至电子信息送至自动定向机的指示器(数字式方飞行仪表系统-EFIS)，显示出飞机与地面导航台，分离出来的地面导航台的音频识别信号送至飞机。普通中波收音机使用，收听广播信号，接收和处理地面广播

15、电台的信号，也能用中波广播电台进行定向。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲断开(OFF)、天线(ANT)、定向(ADF)和测试(TEST)等4个位置。Ø 一些现代定向机的盒有双频（即两部自动定向机的频率）和频率预选装置，二个预选频率，一个在用，另一个备用，以，以便飞机进近时转换远、近归航台频率时使用。Ø ADF-700的盒选频调谐为数字式，可预先调谐在沿航路各航线导航台的频率上，并输入到飞机上的飞行管理计算机(FMC)中，在飞行中由飞行管理计算机可自动转换到各航线导航

16、台的频率上。2.盒Ø和选盒用来的工作方式择电台的频率。工作方式一般有课程名称：现代导航技术（编号： 07402100 ）第三讲自动定向机电子飞行仪表系统-EFIS7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲3.指示器(航向指示器)Ø 自动测向仪指示的角度是以飞机纵轴为基准，顺时针转向 飞机到导航台连线之间的夹角（电台相对角）。Ø 现代普遍使用的是无线电磁指示器(RMI)，这种指示器的刻度盘，也叫罗牌，是由磁罗盘或惯性基准组件(IRU)驱动的。指示器为飞机的磁航导航

17、台的磁 角为飞机与地由下述公式说顶端向固定标记(航向标记)所指罗牌的刻度数，指示器指针指示罗牌上的刻度数为地面角，而指示器的航向标记与指针之间的夹面导航台的相对明：角。三者之间的电台磁飞机磁航向十电台相对7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第三讲自动定向自机动定向机第三讲角q1ü 指针尾部所指的为飞机的磁角q2ü 指针头部所指的为NDB台的磁ü Ñ与指针头部之间的顺时针夹角为相对角q3ü Ñ对应的读数为飞机的磁航向q4课程名称：现代导航技术（编号： 074021

18、00 ）第三讲自动定向机课程名称：现代导航技术（编号： 07402100 ）第四讲自动定向机7402100 ）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100ü 飞机的磁ü NDB台的角 1磁角q2ü 相对角q3ü 飞机的磁航向q4指针尾部所指的为飞机的磁角q1=175指针头部所指的为NDB台的磁角q2=355Ñ与指针头部之间的顺时针夹角为相对角 3=340Ñ对应的读数为飞机的磁航向q4=157402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号：

19、07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲Ø 现代飞机上所使用的 指示器是一个综合性仪表，叫做无线电距离磁指示器(RDMI)，（也有的叫无线电距离磁指示器RDDMI)。这种仪表的选择开关置于“ADF”位时，可指示飞机与地面导航台的相对角；当转换到“VOR”位时，指针将指示 VOR ，同时用数字显示出无线电测距机 DME 测出的飞机到地面VOR 台的斜距(VOR与DME频率配套，同时调谐)。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲Ø 数字式自动定向机将自动定向ADF70

20、0输出的信息加至电子飞行仪表系统(EFlS)的符号产生器中，并显示在电子水平位置指示器(EHSI)上，如图 (a)所示，细针指示第一部ADF，粗针指示第二部ADF信号源或 EFIS符号产生器故障时，。当在 EHSI上出长方形故障旗，见图 (b)，左框内ADFL表示第一部(左)故障，右框内 ADFR表示第二部故障。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲天4. 线4.天线ü 无方向性天线（垂直天线或辨向天线）：其接收的Ø 自动定向机在进行自动定向时需要二个天线。二种天线都工作

21、于190一1750千赫波段。信号用来调谐，并与环形天线接收的信号叠加，为自动定向机提供单值定向。ü 方向性天线（环形天线）：提供信息。课程名称：现代导航技术（编号： 07402100 ）7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲Ø 环形天线的发展ü 早期的环形天线是一个圆环，安装在机 身外部密封的蛋状流线形的罩壳中，固定在飞机纵轴线上，圆环可由电机带动旋转。这种天线用于老式自动定向机SCR-269G和R5ARN-7上。ü 现代飞机使用的环形天线一般都制

22、成与飞机蒙皮平齐的偏平型二个正交的固定式环形天线，它不仅可以减小环形天线安装对飞机在飞行中空气的阻力，而且由于采用测角器旋转代替环形 天线的转动， 以减少大量的机械传动部件，从而可向机工作的可靠性,维护更为简便。7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲Ø 最新式的自动定向机的天线是在二个正交的氧体上绕成正交的固定环形天线并与垂直天线组装在一起，形成组合式环形垂直天线。这种组合式天线的环形天线部分因为是正交的两个环形天线，在飞机上安装时，其中一个环面与飞机纵轴垂直，称作正弦环形天线

23、，安装在飞机纵轴中心线上，当飞机正对准地面导航台时，接收信号最小；另一个环形天线平面与飞机横轴垂飞机航向(机头方向)与地面导航台直，称作余弦环形天线，当飞机正成不同角度时，正、余弦环形天线输出信号幅值变化情况。对准地面导航台时，接收信号最大。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲现代最新式自动定向均为全固态数字化设备，符合ARINC712规范，如美国Collins公司生产的 ADF700接收机和Bendix公司生产的 DFA75A等，目前已广泛用于各种新型客机上。它们的主要特征是：(1)，收

24、机数字化。(2)采用组合式环形垂接收的信分别经3天，且天尾部插头,不需个前置放大器放大后，由同轴电缆接到要单独的天线电缆和插头，而且连接电缆的长度不受限制，也无临界值。 最新式自动定向机同以往自动定向机的天线与的连接及在飞机上布线的比较，。五、现代自动定向机的主要特征7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲连接及布线的比较(a)以前的；(b)最新式的。天线与3 最新式自动定向机不需要单独象限误修正器，其象限误差的修正只需改变尾部插头上不同插钉的连接组合。7402100）课程名称07：40现21

25、代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲自动定向原理利用无线电技术确定空间目标(如飞机)相对于地面导航台的角度坐标，实际上是确定发射或接收无线电波的方向。无线电波方向可以用仰角和相对角来表示。在空间的当采用中长波段测向时，由于它是表面波，因地球表面空气介质的不均匀性(如随高度的增加,介电系数减小等)以及上层空气游离的影响，使电波的轨道在垂直平面内发生弯曲，因此在确定仰角时将有很大误差。所以除超短波(直达波)定向外，中长波测向设备如ADF自动定向机不测量仰角，而测量角。相对7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编

26、课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲一、 环形天环线形的天方线向的性方向性一、Ø 环形天线由于其辐射电阻、效率都很低，所以实用中只做 接收天线使用。Ø 图中示出了环形天线的矩形结构形式。当环形天线平面与地平面垂直时图(b)，其赤道面的方向性分析：由远处传来的电波为垂直极化波图(a)，电场分量与铅垂边平行，所以电波只能在产生感应电势向相反，所以AC和BDe1和e2且二个铅垂边上环中的方环输出端的电势:e合 = e1 - 2 e7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 074

27、02100第四讲自动定向自机动定向机第四讲Ø 当线环平面与远处电台所在方向(电波电势的大小：(l) 线环与电台所在方向垂直时，=90°见图(a)。因为电波到达二个铅垂边的行程相等，所以在铅垂边AC与BD上产生的感应电势e1=e2，则 感应电势:e合 = e1 -e2 =0方向)成不同角度时，7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲(2)环与电台所方向一致时，0°见图 b。电波先到达铅垂边AC，产生感应电势 e1，后到达铅垂边BD，产生感应电势e2，且e1超前e

28、2一个相角。的大小取决于二个铅垂边间的距离 d，即电波 的行程差，=2d/，为电波波长。又因为d远小于线环与电台之间的距离，所以可认为二个铅垂边所产生的感应电势的幅度相等，即e1=e2=e。 此时的行程差d最大，相角也最大，而 感应电势也为最大:e合2esin( /2)7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲(3)线环与电台所在方向成角，0°、90°、180°、270°见图(c)。电波先到达AC边产生e1，后到达BD边产生e2，由于电波的行程差为=d

29、cos，所以e1与e2的相位差=2(dcos)/，此时的感应电势为:=2d/e2= ef =s2ine(pdcqo)s2»e pdcoqs = K cosq合sin2(cos-环形天线的方向性因数 ; K2ed/ )课程名称：现代导航技术（编号： 07402100 ）第四讲自动定向机7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲Ø 从以上分析可知，电波来向与环形天线平面所成的角度:ü 90°、270°时，e合=0；ü 0°、1

30、80°时， e合为最大；ü 当在0°-90°之间时, e合在0与最大值之间，且按余弦规律变化。，环形天线的方向性图为“8”字形。ü 当电波从环形天线零接收方向(90°、270°)左侧或右侧来时,环形天线的感应电势反相180°p de= e -ee合 » 2e l cosq = K cosq合12=2(dcos)/7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲三、 旋转环形天线移相式自动定向Ø 环形

31、天线与垂直天线的组合eT =感应电势的振幅表为:1+kcosqØ 为了使环形天线平面的法线方向与飞机纵轴一致(即环形天线在飞机上安装的实际情况)，90°-，那么:eT =1+k siny其方向性图为图所示的心脏形方向性图。Ø 自动定向机并不是以心脏形方向性图的零点作为定向零点，而是以环形天线“8”字形方向性图的零点作为定向零点，也称哑点。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲四、 ADF工作流程图5419026733135Hz90135Hz89Ø 在侧

32、向过程形天线的转动有两种方法：直接法和间接法。间图的转动。接法就是天线固定不动，通过测角器实现方向性NWE SRMI课程名称：现代导航技术（编号： 07402100 ）第四讲自动定向机固定式环形天线测向原理三个组成部分：第1部分：两个相互垂直的环形天线第2部分：两个相互垂直的装在一个共用轴上的固定线圈第3部分：搜索线圈（可绕轴转动）课程名称：现代导航技术（编号： 07402100 ）第四讲自动定向机环形天线结构课程名称：现代导航技术（编号： 07402100 ）第四讲自动定向机Ae(t)设NDB的辐射场传至O处为：CNDB天线A-A1的感应电动势：BOHx B1a天线B-B1的感应电动势：流过

33、线圈A-A1的电流：HbHH2流过线圈B-B1的电流：H1A1C1课程名称：现代导航技术（编号： 07402100 ）第四讲自动定向机Aia(t)产生的磁场：Ha=Hmcosqcoswtib(t)产生的磁场：Hb=Hmsinqcoswt=a+Hb=HmcoswtÐbe(t)CNDBx B1BOHa其中：b = tg-1 æ Hmsinq ö = qç H÷cosèmøH2H搜索线圈C-C1产生的感应电动势：HbH1C1A17402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402

34、100第四讲自动定向自机动定向机第四讲搜索线圈C-C1产生的感应电动势：e(t)ACNDB搜索线圈C-C1产生的感应电动势即B1BOxHa作为“测角器”的输出，该“误差信号”将使“伺服电机”带动搜索线圈转动， 一直到最小值方向对准导航台为止。当uc(t)=0，即a=q（Uc(q)的最小值方向对准了NDB台）时，搜索线圈停止转动。H2HHb搜索线圈的转动通过电磁指示器（RMI）的“同步器”，使RMI的H1C1A1指针与搜索线圈同步转动。Uc( )7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲系统的

35、干扰与误差Ø 分类：环形天线附近金属导体的干扰误差、电波误差和设备误差。一、 象限误差(罗差)Ø 象限误差：环形天线附近金属导体的干扰误差。Ø 二次辐射:当地面电台辐射的无线电波射到飞机机身等金属物体上时，将在金属物体上产生交变的感应电流，该电流又在机身等金属物体周围产生辐射电波，这种现象称为二次辐射。Ø 象限误差的产生：二次辐射电波与原信号电波叠加后，合成电波作用到环形天线的方向与原电波方向相差一个角度，从而改变了定向方向，造成了定向误差，该角度称 为象限误差或罗差。 指示的相对角小于电台的相对方位角称为正罗差；大于的称为负罗差。7402100 ） 课

36、程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲Ø 造成二次辐射的金属物体ü 类回路辐射体：如飞机机身等，它类似回路。ü 类天线辐射体 ：长度比截面大很多倍的不闭合导体，如天线杆、金属杆等，似天。通常类回路辐射体比类天线辐射体对定向的影响大得多(即 产生的罗差大)。Ø 类回路辐射体所产生的罗差我们可以把飞机看作二个回路，即飞机纵轴向形成的纵向回路及飞机横轴向形成的横向回路。飞机纵轴、横轴回路7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号

37、： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲角为。根据电波的相对的方向，按右手定则可确定它的磁场为 H 0。(参看图)。无线电波是由电场和磁场考虑磁场的情况。的，为了分析方便起见，我们仅由于二次辐射的，在飞机的横轴回路将产生附加的二次辐射纵向磁场= kH 0m sinqDH X(k为比例系数， H 0m 为磁场矢量的幅值)罗差的形成假设地面导航台射来的电波与YY轴的夹角为，飞机与地面台7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲在飞机的纵轴回路将产生附加的二次辐射横向磁场:DHYm=H

38、0qm cos为比例系数)(总的纵向磁场为:H=1=)k+0mHsqin= H Xm sinq总的横向磁场为:H =YH+0YD (X H1= m ) H+q0mcos= HYm cosq的合磁场的矢：HS= HX+YH磁场的幅值为：HS =H 2+ 2 HmXmYm7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲根据图所示的各矢量求出罗差的数学表：sinD q=HYm sinq - H Xm cosqH SmD q=arcsin)(m - skinqqcos(1)s+inkq 2m+q( +1)

39、2cos在一般情况下，纵向类回路产生的二次辐射横向磁场增量的幅值 mH0m 大于横向类回路产生的二次辐射纵向磁场增量的幅值 kH化360°时，0m，即比例系数k，所以当相对角变磁场矢量的轨迹为一椭圆(长轴在y轴上)。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲由二次辐射引起的罗差为四次性的，其变化规律如图a曲线所示。图b 示出了以平面坐标表示的罗差变化规律。图a 罗差曲线0°180°90°和270°时 ，罗差为零 。为45°和225

40、76;时，有正的当相对最大罗差，而在135°和315°时,有负的最大罗差。可见，在0°-360°罗差的变化规律还具有象限的特征，所以罗差图b 罗差的矢量分析也称作象限误差。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲四、 电波误差Ø 电波误差的形成：地面无线电台发射的电波，由于受电离层、大地和海面等的影响，在过程中会发生复杂的变化。这节等有所不同。误差的大小一般随接收的地点、时间和季Ø 电波对无线电定向造成的误差主要有：极化误差(夜间效应

41、)、海岸效应误差和山地效应误差等。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲自动定向机工作在中波波段，电离层对电波的吸收夜间强，因此白天在200海里距离之内只能收到地波信号。而在夜晚，电波受电离层的损耗比，由电离层反射的天波分量加强，所以定向机可能同时接收到地波与天波信号，会形成电波。由于反射的天波将使垂直极化波变为椭圆极化波，在环形天线的水平部分产生感应电势，不仅会使接收信号减弱，同时使环形天线的最小接收方向模糊不清而造成定向误差(极化误差)。由于夜间电离层变化较大，工作在中波的自动定向 机在

42、夜间受的影响较大，所以这种极化误差也称为夜间效应。22(最大)；由夜间效应引起的定向误差般为10°-15°左右。减小夜间效应的根本办法是：避免接收天波信号。由于波长越长，电离层反射越意弱，所以应尽量选挥波长较长、距离较近的地面导航台，并在测定时注角的平均值。（一） 极化误差7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲（二） 山区效应山区效应：电波在过程中，遇到山峰、丘陵和大的物时会发生绕射和反射。所以在山区低空飞行，自动定向机指示器的指针有可能出现偏离正确位置或摆动。误差。设O

43、是地面电台的的所在位置,由于电波绕射，使A点的飞机接收的电波好像是从O方向传来的，测得的角因而产生误差。一般，电波的波长越长，绕射能力越强，对中、长波定向影响较大。电波绕射引起的误差7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲，由于电波在山区的反射，使A点的飞机不仅接收O点电台直接传来的电波,还接收来自的相对是AB般，电波力越强B点的反射波，所测得既不是AO位,也不，而是AO。一的波长越短，反射能，所以，地面导航台的频率在多山地区应选得低些(波长较长)为好。山区反射引起的误差山区效应只存在于靠

44、近山区3040公里范围内，山区效应的大小取决飞行高度和离山的距离7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲(三) 海岸效应Ø 海岸效应:电波从陆地传向海面或从海面传向，电波方向改变的现象。Ø 生海岸效应的主要：电经二不媒的界，导电系数不同，使电场相位结构发生畸变所致。因为在(特别是干燥土地)电波的速度比在海上速度慢，所以在陆海交界面上电波路径发生折射，如图所示。地面电台辐射电波的方向与海岸线的夹角越小，则误差越大，当方向与海岸线垂直时，不产生误差。海岸效应只在飞机接近海岸线的

45、地面或海面时发生，随着高度的升高，误差逐渐减小，高度在3000米以上时，海岸效应可以忽略不计。电波穿过海岸线产生折射7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲五、 设备误差Ø 设备误差：自动定向机系统本身的结构引起的定向 误差。机械误差：环形天线测角器安装和制造上的 确等 引起的。电气误差：天线效应、测角器的电气耦合以及与调谐线圈 不良，环形天线 不良使环形线圈存在分布电容等等 引起的误差。目前制造厂都采取各种措施使设备误差在1°以内。因此，在实际使用中设备误差可以忽略不

46、计。7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲自动定向机在飞行中的使用一、 飞行中飞的行使中用的和使检用查和检查一、自动定向机在飞行中的使用和检查比较简单，只要将控制盒上的工作方式选择电门放在“天线”(ANT)、“定向”(ADF)、“试验”(TEST)或在某些盒上的“环形天线”(LOOP)位置上，自动定向机就接通机上电源，并按所选择的工作方式开始工作。在飞行中的使用和检查，应注意以下四点：1正确选择电台和频率因为在同一地区可能有多个地面中长波电台，而且它们的工作频率间隔可能很小，自动定向电台

47、的频率上。容易错调在其他7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲2收听电台的呼号利用飞机上的音频综合系统，收听地面电台的音频信盒上的“报一话”(TONE)电门来收听地号，或接通面电台的呼号和英文识别字母信号，以所接收的地面电台是不是所希望的。3指示的正确性指示器(RMI)指示的是否正确,可在“环形天线”(LOOP)位人工转动一下环形天线,或在“试验” (TEST) 位检查指示是否指135°(ADF700)( 在DF206系统中，指示应为45°或135°)，以验证接

48、收机工作是否正常。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲4掌握好飞机过一般地面归航台设置在沿跑道的延长线上。飞行员可利用自动定向系统中指示器的指针作和背台飞行，这时应该掌握好过台时指针反指180°的瞬间。7402100 ） 课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲二、 归航和偏流修正（一） 归航时遇侧风的偏流修正Ø 当飞机 一目标(地面台)飞行时(归航)，可使用自动定向机来引导。一般在5

49、0一100公里以外，接收远归航台、航线导航台或广播电台的信号，飞机只要保持对地面台的相对为0°，就可引导飞机飞到目的地。7402100）课程名称07：40现21代00导航技术（编课号程：名称：现代导航技术（编号： 07402100第四讲自动定向自机动定向机第四讲标对准罗牌刻指示器顶端固定标记(航向标记)所指罗牌的刻度数为飞机的磁航向，指示器指针指示罗牌上的刻度数为地面导航台的磁的航向标记与指针之间的夹角为飞机与地面导航台的相对角，而指示器角。三者之间的由下述公式说明：电台磁（q2）飞机磁航向（ q4）十电台相对（ q3）Ø 如图表示一架飞机从起飞机场飞往某目的地。假设目的地地面电台的磁35