GPS全球定位系統(tǒng)

1、GP畦球定位系統(tǒng)LT737-300 培訓手冊GPS全球定位系統(tǒng)GPS全球定位系統(tǒng)一、功用GPS系統(tǒng)用來確定飛機的當前位置進行飛機的精確導航,二、系統(tǒng)組成我部的GPS系統(tǒng)有兩種不同的型號,34N型飛機的是波音公司所裝的S242T104型,3To和3aA型飛機是后加裝的Trimble21011/ 0型,三、34N飛機的GPSK 34N型飛機裝有兩部GPS系統(tǒng),每部由接收機、天線、顯示器和故障警 告組件組成.2、GPS系統(tǒng)向飛行治理系統(tǒng)提供飛機當前位置,位置信息顯示在FMC CDU 中,故障信息顯示在IRU警告組件中.3、駕駛艙中部件位置副駕駛前儀表板FIRST OFFICER'S FORW

2、ARDELECTRONIC PANEL、* FNC CDUPILOT GLARESHIELD 伊7) IRS MASTER(CAUTION LIGHT、機長前儀表板CAPTAINS FORWARDXC <<GS|ELECTRONIC PANEL (P91 X V.褶,皿P18 CIRCUIT 9REAKER PANELZVJ. GPS-1X|后頭頂板/AFT OVERHEAD PANEL (P5)/ MODE SELECT UNIT(陰U)IRU的方式選擇蛆件/ /P6 CIRCUIT BREAKER PANEI34-58-00一二二737-300 培訓手冊3、接收機和天線的位置G

3、PS全球定位系統(tǒng)左傳感器左天線右天線PIO PANEL IRS MASTERGPS COMPONENT LOCATION34N型飛機GPS部件位置4、GPS的位置指示P 0 S REFF M C PCSN40fl38.1N40038.0 IRS RN40038,8GPS LN 40 0 3S , 0 GPS RN40038 . 2W073044.3W073046 . 1W073044.3W073045.83K T2K TN40038 . 8W073046.1r-i口位置信號在CDU中的顯示34-58-00737-300 培訓手冊統(tǒng)GPSr球定位系34-58-00737-300 培訓手冊GPSr

4、球定位系統(tǒng)5、當GPSW故障時,在IRU的限制面板上有一警告燈,在兩個 GPSB故障 時,燈會自動亮.當只有一部 GPSi障時,按壓P7板的主警告告示牌,燈 會亮,兩部都正常時,按壓 P7板的主警告告示牌燈不亮.GPS IW.ERT/'GPS警告牌四、3T0和33A型飛機的GPS一、GPS由一部接收機、兩個天線和一個顯示器組成.由于它們的GPS系統(tǒng)是后加裝的,因此相對于飛機的其它導航系統(tǒng)是獨立的.部件的安裝位 置如下：1、GPS-收機一一中央操縱臺2、天線左右3號風檔內側各一個3、顯示器 3T0飛機在P7板上方,33A飛機在P9板中間二、GPS8收機GPS8收機由處理器和顯示限制面板組

5、成.電源開關位于顯示限制面板的右上方,順時針轉到“ ON位置,接通導 34-58-00737-300 培訓手冊GPSr球定位系統(tǒng)航儀電源,反時針轉那么關閉電源.顯示限制面板由一個兩行 LED顯示器和各功能鍵組成.三、顯示限制面板LED顯示器可顯示兩行字符.選擇不同的方式顯示不同的內容.例如： 在NAV符航方式下工作時,上一行顯示飛往機場的代號、方位、距離和預 飛行時間.下一行顯示偏航指示、航跡角和地速.LED顯示器可根據(jù)外界光線的強弱自動調節(jié)亮度.導航儀CDU限制顯示面板導航儀CDU限制顯示面板上有7個附件如下列圖; 電源開關'LED顯示屏 方式鍵6功能健2個 選擇鈕2個信號燈4個信息

6、指示燈導航狀態(tài)指示燈ILED顯不器/電源開關 Jeppesen導航數(shù)據(jù)卡插槽內層小鈕WPTOWPTCAUX杰普遜導品數(shù)據(jù)庫1、方式鍵方式鍵有6個,用于確定導航儀的工作方式.當鍵按下時,鍵上指示燈34-58-00737-300 培訓手冊GPSr球定位系統(tǒng)亮,表示導航儀已進入所選工作方式.1、NAVJ航方式鍵當鍵被按下時,用來查看所選航路沿途的導航信息和位置信息如飛向機場、方位、距離、預飛時間、航跡、地速和偏航指示/航跡角誤差2、WPT亢路點方式鍵用于讀取JEPPESENS據(jù)卡、輸入用戶航路點和查看航路點的信息航 向、距離、跑道、名稱、頻率和位置等信息o3、FPL飛行方案方式鍵用于調用、取消、查看

7、現(xiàn)行飛行方案及建立、編輯、刪除和存儲飛行計劃.4、CALC算方式鍵用于燃油和大氣數(shù)據(jù)垂直導航、風向、風速的計算,還可以計算和存 儲飛機現(xiàn)在位置.5、AUXffl助方式鍵用來查看專用檢查單用戶資料、常用頻率等、差分GPSS諧通道、 機場、跑道、進近、超短波數(shù)據(jù)鏈等調諧、系統(tǒng)狀態(tài)信息日期、時間、現(xiàn) 在位置、系統(tǒng)工作情況、數(shù)據(jù)庫及軟件的修改、傳感器狀態(tài)信息精確度、 跟蹤衛(wèi)星數(shù)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)等、配置情況和用戶設定信息.6、NRS俅近方式鍵用來查看20個最近的機場、進近、VOR行管機構、NDB交叉點和用 戶航路點信息.上述每一按鍵都有一個或多個方式,方式名稱顯示在兩個星型符號之 間.一種方式有一個或多個數(shù)據(jù)

8、頁.數(shù)據(jù)頁顯示有關導航儀的狀態(tài)信息,也 可顯示某些可被編輯的數(shù)據(jù)區(qū).在數(shù)據(jù)頁上有可能顯示出附加的信息.附加信息被顯示在讀頁的上行或 下行或被顯示在第2數(shù)據(jù)頁上.2、功能鍵 34-58-00737-300 培訓手冊GPSr球定位系統(tǒng)導航儀面板上有3個功能鍵,用于執(zhí)行特殊功能.當功能鍵被按下時, 鍵的指示燈亮表示系統(tǒng)已進入所選功能.(1)、直飛鍵用來更改飛行線路,可直接飛向所選的航路點.還可用來執(zhí)行某行計 劃.(2)、信息鍵用來查看系統(tǒng)信息.當MSGJ息燈閃爍時表示有新的信息,信息燈一直 亮表示是老信息.新老信息均可通過反復按壓該鍵來顯示.(3)、輸入鍵用來輸入、選擇、更改和確認數(shù)據(jù).該鍵一般與選

9、擇鈕配合使用.3、選擇鈕該選擇鈕為內外雙層結構(內層小鈕和外層大鈕),用于限制LED信息顯 示,內層小鈕,用來改變顯示器上一行顯示的信息,或用來改變光標區(qū)的數(shù) 據(jù).外層大鈕,用來改變顯示器下一行的信息或用來移動數(shù)據(jù)區(qū)內的光標.各工作方式通常含有多個數(shù)據(jù)頁,轉動內層小鈕可將數(shù)據(jù)頁依次顯示出 來.如果當前的數(shù)據(jù)頁還有相關的附加信息,那么可轉動外層大鈕使附加信息 顯示在該頁的另一行,或被顯示在第二數(shù)據(jù)頁上.該鈕還用來輸入數(shù)據(jù).內層小鈕選擇數(shù)據(jù),外層大鈕移動光標.當出現(xiàn)“尖括號符號時,其括號內的數(shù)據(jù)可用內層小鈕直接編輯.4、指示燈在LED顯示器的下方有5個用英文字符表示的信息指示燈.它們只有在 點亮時

10、才能被看見.(1)、MSG言息指示燈在有信息要查看時閃亮,當所有信息都查看后,燈停止閃亮.如果導致 該燈亮的條件仍然存在,它就常亮.如果導航儀與機上音頻系統(tǒng)連接,每當燈亮時,會伴隨有“嘟嘟的聲34-58-00737-300 培訓手冊GPSr球定位系統(tǒng)響.(2)、WPT亢路點指示燈用來提醒飛行員飛機已到達有效航路點. 當飛機即將到達航路點時,該 燈提前一段時間點亮(其提前時間用戶可以設定,工廠設定值為 10 秒). 當飛機通過航路點一分鐘后燈滅.(3)、PTK平行航跡指示在你已選定了一條平行于現(xiàn)行航段的航跡時亮.此時按壓MSG言息鍵即 可查看所選定的偏置量.(4)、LD:保持指示燈該燈亮時提醒飛

11、行員,現(xiàn)行的飛行方案和進近方式暫時被停止執(zhí)行.(5)、PR進近指示燈在飛到最后進近點2海里處,且所有的進近要求都已滿足時該燈亮.5、Jeppesen杰普遜導航數(shù)據(jù)卡插槽該導航儀面板下方有一個導航數(shù)據(jù)卡插槽,用來連接導航數(shù)據(jù)卡.導航 數(shù)據(jù)卡是杰普遜導航數(shù)據(jù)效勞公司提供的.它是一個完善的電子導航數(shù)據(jù)庫 聚集了世界范圍內的機場資料、進近資料、標準儀表離場資料、標準終端進 場航線資料、伏爾臺資料、無線電信標臺資料、交叉點和空域資料.導航儀隨機帶有一個當月的數(shù)據(jù)卡,數(shù)據(jù)庫每 28天更新一次,要注意 卡的截止日期.當數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)過期時,導航儀會提示用戶.(四)、天線GPS8收機有兩部天線,分別裝在 3號風檔

12、內側,通過一個三通轉接到 接收機后面的天線接口,三通安裝在 P6-1板后上方.(四)、GPSS示器在3T0飛機上顯示器安裝在P7板上方,而在33A飛機那么安裝在P9板中 問.在顯示器的上有一個電源開關,拔出時電源接通,按下電源關斷.34-58-00737-300 培訓手冊GPSr球定位系統(tǒng)當接通電源開關后,顯示器內部進行自檢,幾秒種后自檢完成,導航數(shù)據(jù)顯示區(qū)如下列圖顯示在沒有輸入飛行方案時To aaaai GS looETE (b:m)BRG 24DIS 7gETA (h；m)TOi GS ETEhim-到地速預計飛行時間BRG DIS -ETAh:m-.一應飛航跡待飛距離預計到達時間10 -

13、五、GPSg收機系統(tǒng)連接圖34-58-00GPSr球定位系737-300 培訓手冊統(tǒng)四、全球定位系統(tǒng)定位原理全球定位系統(tǒng)簡稱GPS是以24顆懸在20, 200公里高空、沿地球軌 道運行的衛(wèi)星根底構成的導航系統(tǒng). 該系統(tǒng)是由美國國防部建立并進行日常 維護的.GPSM以每天24小時提供精確在50英尺15米內的三維位置.GPS勺根本原理是衛(wèi)星測距.通過測量距太空一組衛(wèi)星距離,來計算出 一個位置.如果知道我們距衛(wèi)星 A的距離為11, 000英里,那么我們一定位 于以該衛(wèi)星為中央、11, 000英里為半徑的一個假想圓球的某一點上,.如果我們同時還知道我們離衛(wèi)星 B的距離為12, 000英里,那么,我們

14、一定位于兩個圓球相交的這個圓上.如果我們還測量到我們離衛(wèi)星 C的距離是13, 000英里,我們的位置就 會進一步的限制到三個圓球相交的兩個點上.11 -三次測量結束,可以確定我們位于兩個點中的其中一個這兩個點中的一 個點通常是很荒唐的,不可能與地球接近,例如,一個點在遙遠的太空中.34-58-00737-300 培訓手冊GPSr球定位系統(tǒng)GP或收機中利用各種技術來區(qū)分哪一個點正確,哪一個點不正確.從理論 上講,我們所需要用確定飛機位置的就是這三個測量 離三個衛(wèi)星的距離.測量我們與衛(wèi)星距離的根本原理是我們大家在中學學過的“速度X傳播 時間公式：距離=速度X時間GPSB是利用此原理,首先計算從衛(wèi)星

15、上發(fā)出無線電信號到達我們的時 問,然后根據(jù)這一時間計算出衛(wèi)星離我們的距離.我們無線電波以光速186, 000英里/秒傳播,而如果我們又能夠精確計算出GPS衛(wèi)星開始發(fā)射無線電信號確實切時間,以及我們收到該信號確實切時間,那么,我們就可 以計算出該信號到達我們這里用了多少時間.時間以秒為單位乘以18, 600英里/秒就可以算出衛(wèi)星里我們的距離.這樣計算出距三個衛(wèi)星的距離,就12 -可以得到我們的位置.34-58-00GPSr球定位系RANGERANGERANGE737-300 培訓手冊統(tǒng)衛(wèi)星AGPS THEORY OF OPERATION13衛(wèi)星c衛(wèi)星BRAMGE 4RANGING睡衛(wèi)星DGPS工

16、作原理 34-58-00-737-300 培訓手冊GPSr球定位系統(tǒng)那么,GP或收機是怎樣來測定信號離開衛(wèi)星的精確時間的呢 ？GPS勺設 計者為GP棠收機制作了一個很聰明的方法：使衛(wèi)星和接收機在時間上精確 同步,并同步產生相同的代碼,然后,把接收到衛(wèi)星的代碼與接收機產生的 相同代碼進行比擬,并回頭看接收機是多長時間之前產生相同代碼的,衛(wèi)星代碼比接收機代碼的遲后時間就是信號到達我們所需的時間.當GPSR收機計算出發(fā)射信號和收到該信號之間所用的時間后,將此計 算的時間帶入上述的公式中,就會得出我們距衛(wèi)星的距離.當然,這些測量必須有非常精確時鐘來同步. 我們知道光速是186, 000 英里/秒,如果

17、衛(wèi)星與接收機同步誤差1/100秒,那么距離誤差就是1860英 里.因此,衛(wèi)星上安裝了非常精確的原子鐘,其精確度可以到達十億分之一 秒,但是,其價格是難以想像的,每臺大約 10萬美金.并且,每個衛(wèi)星裝 有4臺這樣的子鐘,以保證系統(tǒng)準確運行.但是,這對于 GP或收機來講是 無法實現(xiàn)的.幸運的是,三角學告訴了我們：如果三個精確測量確定了三維 空間的一點,那么,四個不精確的測量就可以抵消掉任何的時鐘誤差如果這一誤差恒定.因此,在GP或收機內使用了普通精度的時鐘,也可以達 到精確的測量.那就是通過增加額外一次衛(wèi)星的測量, 來消除時間上的誤差.14 -舉個例子對該理論進行解釋.為了使之簡單化,我們用一個二

18、維的例子. 比方說海上的一條船,海拔高度是的,如果我們的鐘是精確的話,那么,34-58-00737-300 培訓手冊GPSr球定位系統(tǒng)只需要兩次測量就可確定我們在地球外表上確實切位置.這第三次測量就是“額外的一次.但我們的接收機時鐘并非那么精確,它快了一秒.那么認為 從衛(wèi)星A發(fā)出的信號用了 5秒鐘到達我們這里,而從衛(wèi)星B發(fā)出的信號用了 7秒鐘.這樣我們的接收機就會認為我們處于兩條粗線相交處XX點,而此處可能離我們的實際位置有幾英里遠.15 -現(xiàn)在,我們增加第三次測量進行計算.從衛(wèi)星C發(fā)出的信號用了 8秒到 達我們這里.從圖中我們可以看出,三條細線的相交處X點就是我們實際所 處的位置.34-58

19、-00GPSr球定位系737-300 培訓手冊統(tǒng)但是,別忘了我們的時鐘存在一秒的偏差, 我們的GP或收機認為從衛(wèi) 星C發(fā)出的信號用了 9秒才到達我們這里.從圖可以看出,三條粗線圓沒有 唯一的交點,我們的位置有3種可能性.圖中用粗線圓表示的距離是時鐘存 在一秒鐘誤差的情況下測量出來的,我們把這種距離稱作“偽距 .16 -GPS接收機是怎么知道時鐘存在誤差呢？它又是怎么去校正時鐘誤差的 呢？GPS接收機內部設定有時間同步校正程序.當它連續(xù)得出的測量數(shù)據(jù)都 不能相交唯一點時,就認為時鐘同步出現(xiàn)了誤差.于是接收機就給所有測量 數(shù)據(jù)減去或加上一秒的距離,直到使三個圓相交于一點,此時,接收機認為 時鐘到達

20、了同步,三個圓相交于的點就是我們的實際位置.34-58-00GPSr球定位系737-300 培訓手冊統(tǒng)實際上,接收機并不是無目的的搜索結果,計算機是應用大家熟悉的“解 四元方程的數(shù)學方法,能很快的計算出時鐘誤差,這與增加一個衛(wèi)星的測 量數(shù)據(jù)就能抵消時鐘存在的固定誤差的概念是一致的.假設我們的飛機在三維空間內飛行,必須要4個測量數(shù)據(jù)來消除時鐘誤 差.這就意味著在我們的上空要有 4個衛(wèi)星才能確定一個真正精確的位置. 假設24個衛(wèi)星中出現(xiàn)了不健康的衛(wèi)星,可能在我們的上方會有少于4個衛(wèi)星的情況.此時,應使用高度編碼器上提供的高度或人工輸入的高度,接收機 允許繼續(xù)以不完全精確的方式進行定位.GP繇統(tǒng)中還有其它幾種小偏差.衛(wèi)星的高度、速度和位置可能會有些 微小的變化.美國國防部監(jiān)控這些變化,并把校正值發(fā)射給衛(wèi)星,由衛(wèi)星將 校正值同偽隨機碼一起播發(fā)出去. 其它的變化可能是由電離層或大氣層的延 遲引起的.17 -另一個可能的偏差是由“