本書涵蓋了現(xiàn)代民航飛機(jī)上常用的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，包括自動定向機(jī)、甚高頻全向信標(biāo)、儀表著陸系統(tǒng)、高度表、測距機(jī)及全球定位系統(tǒng)，同時還介紹了機(jī)載數(shù)據(jù)總線。本書重點(diǎn)關(guān)注民航機(jī)載無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的內(nèi)容，對于地面臺只作一般性介紹。結(jié)構(gòu)安排上，基本按照每一種無線電導(dǎo)航系統(tǒng)來進(jìn)行，首先介紹系統(tǒng)的基本組成、功能等，然后詳細(xì)講解該系統(tǒng)的工作原理；最后，結(jié)合當(dāng)前主流機(jī)型上的相應(yīng)系統(tǒng)，講解系統(tǒng)的控制與顯示、基本操作和維護(hù)相關(guān)內(nèi)容。
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中國民航大學(xué)電子信息與自動化學(xué)院航空電子系教師，副教授，碩士生導(dǎo)師。作為負(fù)責(zé)人完成校級教學(xué)改革研究項目一項、校級實驗技術(shù)創(chuàng)新基金項目一項、院級優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項目一項，作為負(fù)責(zé)人在研校級示范課程建設(shè)項目一項
目錄
第1章 緒論 001
1.1 導(dǎo)航系統(tǒng)概述 001
1.1.1 導(dǎo)航的發(fā)展簡史 001
1.1.2 導(dǎo)航系統(tǒng)的任務(wù) 002
1.1.3 導(dǎo)航系統(tǒng)簡介 002
1.1.4 導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展方向 004
1.2 無線電導(dǎo)航原理簡介 004
1.2.1 地理坐標(biāo)參量 004
1.2.2 導(dǎo)航參量 005
1.2.3 無線電導(dǎo)航的基本原理 008
1.2.4 區(qū)域?qū)Ш浇榻B 013
1.2.5 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的基本指標(biāo) 017
1.3 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)簡介 019
1.3.1 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的分類 019
1.3.2 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)介紹 019
1.3.3 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)與其他機(jī)載電子系統(tǒng)的關(guān)系 021
1.4 無線電信號頻段劃分和傳播特性 021
1.4.1 無線電頻段的劃分 022
1.4.2 無線電導(dǎo)航系統(tǒng)占用的無線電頻譜 022
1.4.3 無線電信號的傳播特性 022
第2章 機(jī)載數(shù)據(jù)總線 028
2.1 ARINC429總線介紹 028
2.1.1 ARINC429特性 028
2.1.2 ARINC429信號特征 028
2.2 ARINC429總線的編碼方式 030
2.2.1 ARINC429字結(jié)構(gòu) 030
2.2.2 BCD數(shù)據(jù)編碼 031
2.2.3 BNR數(shù)據(jù)編碼 032
2.3 ARINC429總線的收發(fā)器作用及工作原理 033
2.3.1 ARINC429數(shù)據(jù)字的創(chuàng)建 033
2.3.2 ARINC429發(fā)射器 034
2.3.3 ARINC429接收器 035
2.3.4 ARINC429數(shù)據(jù)字的解碼 036
2.4 新型數(shù)據(jù)總線AFDX介紹 037
2.4.1 AFDX網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu) 038
2.4.2 AFDX的虛鏈路 040
2.4.3 AFDX中的冗余管理 042
2.4.4 AFDX消息流及消息結(jié)構(gòu) 043
2.4.5 AFDX傳輸協(xié)議棧 044
第3章 自動定向機(jī) 047
3.1 自動定向機(jī)概述 047
3.1.1 引言 047
3.1.2 自動定向機(jī)的功用 048
3.1.3 自動定向機(jī)系統(tǒng) 049
3.1.4 現(xiàn)代自動定向機(jī)的主要特征 054
3.2 自動定向原理 055
3.2.1 天線的方向性 055
3.2.2 環(huán)形天線的方向性 057
3.2.3 心臟形方向性圖 059
3.2.4 旋轉(zhuǎn)環(huán)形天線移相式自動定向 061
3.2.5 固定環(huán)形天線式自動定向 064
3.3 誤差與干擾 066
3.3.1 象限誤差的形成 066
3.3.2 自動定向機(jī)的象限誤差修正 068
3.3.3 電波傳播誤差 069
3.3.4 設(shè)備誤差 071
3.4 機(jī)載ADF系統(tǒng) 071
3.4.1 B737NG飛機(jī)機(jī)載ADF系統(tǒng) 072
3.4.2 B737NG飛機(jī)ADF系統(tǒng)自測試 074
第4章 甚高頻全向信標(biāo) 076
4.1 VOR系統(tǒng)概述 076
4.1.1 有關(guān)的角度定義 076
4.1.2 VOR導(dǎo)航系統(tǒng)的用途 077
4.1.3 VOR工作頻率分配 078
4.1.4 地面臺的配置 079
4.1.5 VOR系統(tǒng)的基本原理 079
4.2 VOR地面臺發(fā)射信號 080
4.2.1 兩種信號的調(diào)制方式 080
4.2.2 CVOR臺工作原理 080
4.2.3 DVOR臺工作原理 085
4.3 VOR機(jī)載設(shè)備 090
4.3.1 組成與功用 090
4.3.2 VOR導(dǎo)航接收機(jī) 093
4.3.3 VOR方位測量電路 094
4.3.4 航道偏離指示電路 095
4.3.5 向/背臺指示電路 096
4.3.6 警告旗電路 097
4.3.7 VOR數(shù)字方位測量電路 097
4.4 機(jī)載VOR系統(tǒng) 098
4.4.1 B737NG飛機(jī)機(jī)載VOR系統(tǒng) 098
4.4.2 B737NG飛機(jī)機(jī)載VOR系統(tǒng)自測試 101
第5章 儀表著陸系統(tǒng) 104
5.1 儀表著陸系統(tǒng)概述 104
5.1.1 功用 104
5.1.2 著陸標(biāo)準(zhǔn)等級 104
5.1.3 儀表著陸系統(tǒng)的組成 105
5.1.4 儀表著陸系統(tǒng)的工作頻率 107
5.2 航向信標(biāo)系統(tǒng) 108
5.2.1 航向信標(biāo)發(fā)射信號 108
5.2.2 調(diào)制深度差和偏離指示的關(guān)系 110
5.2.3 航向信標(biāo)覆蓋范圍 112
5.2.4 航向信標(biāo)接收機(jī) 113
5.3 下滑信標(biāo)系統(tǒng) 114
5.3.1 下滑信標(biāo)輻射場 114
5.3.2 下滑信標(biāo)接收機(jī) 116
5.4 機(jī)載LOC、G/S系統(tǒng) 116
5.4.1 B737NG飛機(jī)機(jī)載LOC、G/S系統(tǒng) 116
5.4.2 B737NG飛機(jī)機(jī)載LOC、G/S系統(tǒng)自測試 120
5.5 指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng) 122
5.5.1 指點(diǎn)信標(biāo)發(fā)射信號 122
5.5.2 指點(diǎn)信標(biāo)接收機(jī) 124
5.5.3 B737NG飛機(jī)MB系統(tǒng)概況及其操作 125
第6章 無線電高度表 127
6.1 無線電測距概述 127
6.1.1 脈沖法測距 128
6.1.2 頻率法測距 133
6.1.3 相位法測距 133
6.1.4 數(shù)字式測距 134
6.2 無線電高度表系統(tǒng)組成及功用 135
6.2.1 氣壓高度和無線電高度 135
6.2.2 無線電高度表的功用 136
6.2.3 無線電高度表的工作概況 137
6.2.4 無線電高度表的類型 137
6.2.5 無線電高度表系統(tǒng)的組成 137
6.3 普通FMCW高度表 139
6.3.1 發(fā)射信號特性 139
6.3.2 測高原理 139
6.3.3 差頻與高度的關(guān)系 139
6.3.4 差頻與平均差頻的關(guān)系 140
6.3.5 普通FMCW高度表階梯誤差 141
6.3.6 高度計算電路 142
6.4 等差頻FMCW高度表 142
6.4.1 測高原理 142
6.4.2 發(fā)射信號特性 143
6.4.3 工作方式 143
6.4.4 等差頻FMCW高度表原理框圖 144
6.5 影響LRRA性能的因素 148
6.5.1 飛機(jī)安裝延時校正 148
6.5.2 發(fā)射機(jī)對接收機(jī)泄漏信號的影響 149
6.5.3 多路徑反射干擾 149
6.5.4 散射干擾 149
6.5.5 多設(shè)備安裝減小互相干擾的方法 150
6.5.6 飛機(jī)傾斜和俯仰時對測高的影響 151
6.6 機(jī)載LRA系統(tǒng) 151
6.6.1 B737NG飛機(jī)機(jī)載LRA系統(tǒng) 151
6.6.2 B737NG飛機(jī)機(jī)載LRA系統(tǒng)自測試 156
第7章 測距機(jī) 158
7.1 測距機(jī)系統(tǒng)概述 158
7.1.1 測距機(jī)的功用 158
7.1.2 測距機(jī)系統(tǒng)的工作概況 159
7.1.3 機(jī)載設(shè)備 162
7.1.4 信號與技術(shù)參數(shù) 163
7.2 基本工作原理 166
7.2.1 信號產(chǎn)生與處理過程 166
7.2.2 距離測量與狀態(tài)轉(zhuǎn)換 168
7.2.3 應(yīng)答識別——閃頻原理 171
7.3 DME詢問器 172
7.3.1 詢問信號的產(chǎn)生 172
7.3.2 應(yīng)答信號的接收與處 理173
7.3.3 距離計算原理 175
7.4 機(jī)載DME系統(tǒng) 177
7.4.1 B737NG飛機(jī)機(jī)載DME系統(tǒng) 177
7.4.2 B737NG飛機(jī)機(jī)載DME系統(tǒng)自測試 181
第8章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 184
8.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概述 184
8.1.1 GPS 184
8.1.2 俄羅斯GLONASS系統(tǒng) 187
8.1.3 GALILEO系統(tǒng) 188
8.1.4 我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 188
8.2 GPS的時空參考系統(tǒng) 189
8.2.1 地球坐標(biāo)系 189
8.2.2 GPS的時間參考系統(tǒng) 191
8.3 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù) 193
8.3.1 GPS衛(wèi)星播發(fā)的信號 193
8.3.2 偽碼擴(kuò)頻和相關(guān)接收 196
8.3.3 C/A碼與P碼 198
8.3.4 GPS衛(wèi)星信號的構(gòu)成 200
8.3.5 GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文 202
8.4 GPS導(dǎo)航定位的基本原理 204
8.4.1 計算位置 204
8.4.2 差分GPS 207
8.4.3 廣域差分GPS及星基增強(qiáng)系統(tǒng) 209
8.5 機(jī)載GPS 212
8.5.1 B737NG飛機(jī)機(jī)載GPS 212
8.5.2 GPS工作模式 213
8.5.3 GPS數(shù)據(jù)顯示 214
參考文獻(xiàn) 216
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