飞机导航系统

本书以机载导航系统的发展为主线，系统介绍了仪表导航、无线电导航系统、惯性导航系统、卫星导航系统和飞行管理计算机系统的工作原理、系统组成及工作过程，分析了各种不同导航系统的误差及设备性能，剖析了民机导航从相对定位到区域导航，从所需导航性能以及基于性能的导航过程中导航理念的变化。本书可作为高等院校航空电子及相关专业的本科生、研究生的教材或参考书，也可供从事航空维修、空中交通管制、航空导航设备研发等相关科研、工程技术人员阅读及参考。

第1章 绪论 001
1.1 仪表飞行的历史 001
1.2 导航及导航分类 001
1.3 导航技术的发展 004
1.4 导航基础知识 007
1.4.1 地球的形状 007
1.4.2 导航坐标系及导航基础 009
1.4.3 导航参数 014
第2章 仪表导航 016
2.1 大气数据仪表 016
2.1.1 气压测高系统 017
2.1.2 气压测速系统 024
2.1.3 大气数据系统 032
2.2 陀螺仪表 051
2.2.1 陀螺力学基础 052
2.2.2 三自由度陀螺特性 056
2.2.3 姿态测量仪表 061
2.2.4 航向测量仪表 071
2.2.5 二自由度陀螺 095
2.2.6 角速度测量仪表 096
第3章 无线电导航系统 105
3.1 无线电测角系统 106
3.1.1 自动定向机系统 108
3.1.2 甚高频全向信标系统 125
3.1.3 仪表着陆系统 140
3.2 无线电测距系统 161
3.2.1 测距机系统 161
3.2.2 低高度无线电高度表系统 181
第4章 区域导航及所需导航性能 195
4.1 区域导航 195
4.2 基于陆基导航台的区域导航 198
4.2.1 位置线 198
4.2.2 DME/DME定位原理 200
4.2.3 DME/VOR导航原理 203
4.3 所需导航性能 205
4.3.1 RNP性能指标 206
4.3.2 不同航段的RNP要求 210
4.3.3 RNP值的计算 211
4.4 基于性能的导航 213
4.4.1 导航设施 215
4.4.2 导航规范 215
4.4.3 导航应用 218
4.5 PBN的实施步骤 218
4.5.1 确定需求 218
4.5.2 选择适用的ICAO导航规范 219
4.5.3 规划与实施 219
第5章 惯性导航系统 221
5.1 惯性导航基本原理 221
5.2 惯导平台 223
5.2.1 单轴陀螺稳定平台 223
5.2.2 双轴陀螺稳定平台 227
5.2.3 三轴陀螺稳定平台 231
5.3 惯导传感器 239
5.3.1 加速度计 239
5.3.2 惯导用陀螺仪 243
5.4 平台式惯导系统 255
5.4.1 指北方位惯导系统 256
5.4.2 自由方位惯导系统 264
5.4.3 游动方位惯导系统 266
5.4.4 平台式惯导系统的初始校准 271
5.5 捷联式惯导系统 276
5.5.1 捷联式惯导系统基本原理 276
5.5.2 捷联式惯导系统初始校准 282
5.6 大气数据惯性基准系统 283
5.6.1 大气数据惯性基准系统的组成 284
5.6.2 惯性基准的工作方式 288
5.6.3 ADIRS的输入输出 294
5.6.4 ADIRS数据的显示 296
5.6.5 ADIRS的维护测试 299
5.7 惯性导航系统的精度估计 302
第6章 卫星导航系统 304
6.1 GPS导航定位原理 306
6.1.1 GPS组成 307
6.1.2 GPS的时空基准 312
6.2 卫星运动规律及轨道参数 315
6.2.1 开普勒运动定律 15
6.2.2 卫星的无摄轨道参数 317
6.2.3 卫星摄动轨道及修正参数 319
6.2.4 卫星位置计算 321
6.3 GPS卫星信号组成 324
6.3.1 卫星导航电文 325
6.3.2 伪随机序列码 328
6.3.3 GPS信号调制 337
6.4 GPS接收机原理 339
6.4.1 天线 341
6.4.2 信号接收处理单元 341
6.4.3 导航解算原理 349
6.4.4 接收机自主完好性监视 360
6.5 卫星导航系统的误差 363
6.5.1 与卫星有关的误差 364
6.5.2 与传播路径有关的误差 366
6.5.3 与接收设备有关的误差 369
6.6 差分GPS 369
6.6.1 DGPS实现方法 371
6.6.2 多基准站差分 379
6.7 机载GPS接收机系统 380
6.7.1 天线 380
6.7.2 GPS接收机 381
6.7.3 GPS导航信号显示 384
6.8 GPS接收机的精度 385
6.9 全球导航卫星系统 386
6.9.1 星基增强系统 387
6.9.2 陆基增强系统 418
6.9.3 机载增强系统 434
第7章 飞行管理计算机系统 438
7.1 FMS系统简介 438
7.2 FMCS功能与实现 441
7.2.1 飞行计划的制定与修改 441
7.2.2 飞行轨迹预测 442
7.2.3 导航管理与计算 457
7.2.4 性能管理与优化 466
7.2.5 制导与控制 468
7.2.6 数据链和打印功能 468
7.2.7 BITE/故障监视 470
7.2.8 显示控制功能 471
7.3 飞行管理计算机系统部件 472
7.3.1 飞行管理计算机 472
7.3.2 控制显示组件 476
7.3.3 FMCF备份原则及信号关系 484
参考文献 487