無線電導(dǎo)航系統(tǒng)第2版吳德偉課后部分參考答案

第1章緒論1.無線電導(dǎo)航系統(tǒng)是如何進行分類的?無線電導(dǎo)航根據(jù)運載工具的不同有不同的分類:船舶無線電導(dǎo)航和飛行器導(dǎo)航。2.航空無線電導(dǎo)航的主要任務(wù)是什么?確定航行體當(dāng)前所處的位置及其航行參數(shù)。3飛機方位角和導(dǎo)航臺方位角有何區(qū)別?如某飛機方位角為60，飛機航向角270，此時導(dǎo)航臺相對方位角為多少?畫出飛機與導(dǎo)航臺的相對位置關(guān)系圖。略。4.無線電導(dǎo)航系統(tǒng)是怎樣構(gòu)成的?舉一種系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)變化而系統(tǒng)體制并沒有變化的實例。無線電導(dǎo)航技術(shù)的基本要素是測角和測距，因此可以組成測角-測角、測距-測距、測角-測距、測距差（雙曲線）等多種形式的系統(tǒng)。導(dǎo)航應(yīng)由導(dǎo)航系統(tǒng)完成，包括裝在運載體上的導(dǎo)航設(shè)備以及裝在其他地方與導(dǎo)航設(shè)備配合使用的導(dǎo)航臺。5.無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的主要性能要求有哪些?其中系統(tǒng)完好性是如何保證的?無線電導(dǎo)航系統(tǒng)（Radionavigationsystem）是利用無線電技術(shù)對飛機、船舶或其他運動載體進行導(dǎo)航和定位的系統(tǒng)。無線電導(dǎo)航技術(shù)的基本要素是測角和測距，因此可以組成測角-測角、測距-測距、測角-測距、測距差（雙曲線）等多種形式的系統(tǒng)。第2章中波導(dǎo)航系統(tǒng)1.中波導(dǎo)航系統(tǒng)由哪幾部分組成?其用途和在機場的配置是怎樣的?

中波導(dǎo)航系統(tǒng)由地面設(shè)備和機載設(shè)備兩大部分組成。通常設(shè)置在機場跑道主著陸端的中心延長線上。

2.配有無線電羅盤的飛機飛向和飛離導(dǎo)航臺時，指示器指針將如何指示?為什么?無線電指針指示的方向是飛機位置與導(dǎo)航臺的連線。3.無線電羅盤的測角原理是什么?它是如何消除多值性的?無線電羅盤的工作原理無線電羅盤是在無線電半羅盤工作原理的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,它能自動測出飛機縱軸與電波來向間的夾角(相對方位角)。無線電半羅盤輸出的右偏信號控制一個雙向電動機,電動機帶動環(huán)狀天線旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的方向應(yīng)使B減小而使A增大,直到B=A,即環(huán)面法線和導(dǎo)航臺電波來向重合為止。環(huán)狀天線轉(zhuǎn)過的角度就是導(dǎo)航臺的相對方位角,再用電氣同步器將這個角度信號傳送到指示器,指示導(dǎo)航臺相對飛機的方位角。如何消除多值性略。4.簡述利用雙信標(biāo)著陸系統(tǒng)對飛機進行引導(dǎo)的工作過程。雙信標(biāo)著陸系統(tǒng)，利用無方向信標(biāo)和指點信標(biāo)，引導(dǎo)飛機實施非精密進場的無線電系統(tǒng)。利用無方向信標(biāo)和指點信標(biāo)，引導(dǎo)飛機實施非精密進場的無線電系統(tǒng)。雙信標(biāo)著陸系統(tǒng)為進場著陸的飛機提供偏離著陸跑道中心線的方向和大小，并在適當(dāng)點上為飛機提供距跑道著陸端的距離，引導(dǎo)飛機安全進場著陸。第3章超短波定向系統(tǒng)1.什么是航空通信定向?其特點是什么?

航空固定通信又稱平面通信。在固定點之間進行，只接受與航空安全直接有關(guān)的通信業(yè)務(wù)。在世界范圍已形成航空固定通信網(wǎng)。此外，許多航空運輸企業(yè)還另建有旅客服務(wù)、客貨運輸、定座電報的通信網(wǎng)絡(luò)，并有多家企業(yè)聯(lián)合組成專用通信網(wǎng)。

特點：專用衛(wèi)星通信系統(tǒng):通常采用衛(wèi)星通信系統(tǒng)來實現(xiàn)航天員和地面控制室之間的通信。這些衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)是提供高速、高可靠性的通信連接,并能夠在全球范圍內(nèi)提供覆蓋。數(shù)字信號處理技術(shù):航天員和地面控制室之間的通話采用數(shù)字信號處理技術(shù),包括壓縮、編解碼等技術(shù)。這些技術(shù)可以減少信號延遲和失真,提高通話的清晰度和流暢度。2.超短波定向系統(tǒng)用途有哪些?概括其使用的優(yōu)缺點。

超短波治療非常安全且有效,它只適用于治療部分疾病,可以有效減少患者接受其他治療技術(shù)所帶來的風(fēng)險。它是一種無痛治療方法,可以有效減輕患者的痛苦。它是一種無毒、無創(chuàng)的治療方法,不會對患者的健康造成長期損害。

超短波通信的優(yōu)點有頻段寬,通信容量大;視距以外的不同網(wǎng)絡(luò)電臺可以用相同頻率工作,不會相互干擾;可用方向性較強的天線,有利于抗干擾;受晝夜和季節(jié)的變化的影響小,通信較穩(wěn)定。

3.簡述多普勒定向體制的超短波定向機是如何建立電參量和角度之間關(guān)系的。

多普勒原理需要接收機和發(fā)射機之間的距離盡可能地遠(yuǎn),以減小信號強度的變化。

4.給出旋轉(zhuǎn)無方向性天線實現(xiàn)相位式測角的數(shù)理表達式，并說明消除飛機運動所帶來的多普勒效應(yīng)影響的方法。

略。

5.有哪幾種測角體制的超短波定向系統(tǒng)?各自的測角精度怎樣?

略。

6.當(dāng)機載電臺發(fā)射功率一定時，為什么超短波定向系統(tǒng)的作用距離與飛行高度有關(guān)?氣候影響；大氣折射影響。第4章伏爾系統(tǒng)1.分別寫出CVOR與DVOR在空中形成的合成場表達式，并指出二者的測角原理有何區(qū)別?略。2.已知CVOR的工作頻率為110MHz，其分載頻頻率為10kHz，調(diào)制頻偏為480Hz，心臟形方向性圖的旋轉(zhuǎn)速率為30c/s，問DVOR與CVOR機載接收機兼容時，DVOR的圓周半徑應(yīng)選擇為多少?略。3.伏爾系統(tǒng)在機場如何配置?說明原因。終端VOR主要在機場跑道后方安裝,飛機相對于跑道的方位可以采用跑道軸線的延長線作為方位基準(zhǔn)。通常與測距儀(DME)或儀表著陸系統(tǒng)(ILS)的航向信標(biāo)(LOC)配合使用,或者直接組成極坐標(biāo)定位系統(tǒng)等。甚高頻全向信標(biāo)(VOR)和航向信標(biāo)(LOC)的頻率范圍在108.00~117.95MHz之間,共有200多個波道,頻率間隔為50kHz。4.分析DVOR系統(tǒng)較之CVOR系統(tǒng)能夠提高測角精度的原因。DVOR具有大大削弱場地誤差的能力,因而測角精度優(yōu)于CVOR。5.旋轉(zhuǎn)天線方向圖的相位式測角系統(tǒng)，天線的方向圖為心臟形，以30c/s的速率順時旋轉(zhuǎn)，t時刻天線最大值方向?qū)?zhǔn)正西發(fā)射基準(zhǔn)信號，饋送給天線的信號為純載波。(1)畫出位于天線正東、正北方向上的飛機所接收信號的包絡(luò)波形圖。(2)說明基準(zhǔn)信號的作用及設(shè)計原則。略。6.畫出VOR系統(tǒng)機載接收機原理框圖，并標(biāo)出主要工作點波形圖。略。

第5章地美儀系統(tǒng)1.畫出DME系統(tǒng)的組成框圖，簡述其工作過程。略。2.如何提高脈沖式測距的精度?1.頻率調(diào)制與解調(diào)技術(shù)：脈沖型雷達物位計通常使用頻率調(diào)制技術(shù)來實現(xiàn)高精度測量。通過對發(fā)送脈沖信號進行頻率調(diào)制，可以增強接收到的反射信號的分辨率。解調(diào)技術(shù)則用于提取出反射信號中所包含的物體距離信息。2.脈沖壓縮算法：脈沖型雷達物位計在發(fā)送短脈沖信號時，會受到脈沖寬度的限制。為了提高測量的分辨率，可以采用脈沖壓縮算法。該算法能夠?qū)⒔邮盏降膶捗}沖信號壓縮為更窄的脈沖，從而提高了測量的精度和分辨率。3.多徑抑制技術(shù)：在實際應(yīng)用中，脈沖型雷達物位計常常面臨多徑效應(yīng)的干擾。多徑效應(yīng)是由于信號在傳播過程中經(jīng)歷多次反射導(dǎo)致的。為了減少多徑效應(yīng)對測量的影響，可以采用多徑抑制技術(shù)，例如引入距離相關(guān)函數(shù)、自適應(yīng)濾波器等方法，以提高測量的準(zhǔn)確性。4.噪聲抑制與濾波技術(shù)：在信號解析與處理過程中，噪聲的存在會對測量結(jié)果產(chǎn)生干擾。為了實現(xiàn)高精度測量，需要采取噪聲抑制與濾波技術(shù)來減少噪聲對信號的影響。常用的方法包括數(shù)字濾波器、平均濾波、自適應(yīng)濾波等，這些方法可以有效地降低噪聲水平，提高測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。3.說明脈沖式測距搜索、跟蹤的基本原理，為什么要求DME在搜索期間發(fā)射詢問脈沖的重復(fù)率比在跟蹤時高?脈沖法測距原理的基本思想是,通過發(fā)射一個短脈沖信號,將能量傳輸?shù)酱郎y物體表面,然后等待回波信號的返回。4.DME系統(tǒng)地面應(yīng)答器產(chǎn)生回答脈沖過程中為什么設(shè)置一個固定延時?因為需要通過計算機載發(fā)射信號與接收信號之間的延時時間,得出飛機與地面臺間的斜距。5.DME系統(tǒng)是如何實現(xiàn)多用戶同時測距的?略。第6章塔康系統(tǒng)1.塔康系統(tǒng)的波道是如何劃分的?有何特點?

塔康信標(biāo)監(jiān)測器是用于監(jiān)視和測量塔康信標(biāo)主要性能指標(biāo)的配套設(shè)備，是保證信標(biāo)可靠工作的重要專用儀表組合;塔康信標(biāo)模擬器是用來檢查、測試、校準(zhǔn)塔康機載設(shè)備主要性能指標(biāo)的專用設(shè)備，它模擬產(chǎn)生塔康信標(biāo)發(fā)射的方位信號和距離回答等信號，并準(zhǔn)確提供方位距離、射頻信號電平等數(shù)據(jù)指示，還可模擬方位和距離變化率，具有完善的控制和測試功能:塔康指示控制設(shè)備，有時也稱為塔康機載設(shè)備測試儀，它是測試塔康機載設(shè)備收/發(fā)主機的必備配套設(shè)備，能為測試塔康機載設(shè)備提供指示、控制等全套從屬部件及適當(dāng)?shù)慕涌?，可以方便地與塔康信標(biāo)模擬器配合，對機載設(shè)備主機進行全面測試。塔康系統(tǒng)的功能是為飛機提供方位角和距離導(dǎo)航信息，實現(xiàn)為飛機的指向和極坐標(biāo)定位，可用于建立航線、歸航、空中戰(zhàn)術(shù)機動和作為位置坐標(biāo)傳感器塔康信標(biāo)通常架設(shè)在機場或航路點的已知地理位置，為塔康機載設(shè)備提供方位信號及測距應(yīng)答信號，所以常稱為塔康地面信標(biāo)(或塔康地面設(shè)備)。為了某些特殊用途，塔康信標(biāo)還可裝在大型軍艦(如航空母艦、大型驅(qū)逐艦等)、大型飛機(如空中加油機)上，稱為艦載塔康信標(biāo)、機載塔康信標(biāo)。優(yōu)點:(1)單臺定位。塔康系統(tǒng)利用測距獲得的圓位置線和測向獲得的直線位置線相交即可實現(xiàn)極坐標(biāo)定位，這對于單一測向設(shè)備或單一測距設(shè)備都是無法實現(xiàn)的，這一點對軍用系統(tǒng)極為重要。(2)定位精度高。在極坐標(biāo)系統(tǒng)中，圓位置線與直線位置線交角總是直角。在導(dǎo)航原理中已經(jīng)證明，交角為直角時位置線誤差引起的定位誤差從原理上來說為最小，即定位精度高。(3)適宜近程導(dǎo)航。對于測距系統(tǒng)，在測量誤差一定時，位置線誤差并不隨所測距離變化而變化;但在測向系統(tǒng)中則不然，測向系統(tǒng)的位置線誤差與距離成正比。因此，作為測距測向相結(jié)合的極坐標(biāo)定位系統(tǒng)，其定位誤差的分布場為發(fā)散型，即距離越遠(yuǎn)，精度越低。

2.塔康系統(tǒng)測向、測距的基本原理與伏爾和地美儀系統(tǒng)有何異同?

塔康系統(tǒng)測距原理塔康系統(tǒng)的測距采用的是詢問/回答式脈沖測距技術(shù)，這與第5章中所闡述的DME系統(tǒng)測距原理完全相同，這里不再贅述。需要說明的是，塔康系統(tǒng)測距公式中的系統(tǒng)固定延時o，是塔康信標(biāo)從接收機載詢問到發(fā)出應(yīng)答脈沖的時間延遲。規(guī)定固定延時一方面是考慮應(yīng)答器電路延遲的不一致性，以及應(yīng)答器信號處理時間和機載詢問器零距離測距的保留時間，另一方面還具有戰(zhàn)時反利用的作用因為固定延時的調(diào)整可以使敵方的機載設(shè)備進行失敗的偽測距。

測角原理塔康系統(tǒng)測角(也稱測向)采用的是相位式旋轉(zhuǎn)天線方向圖法測角原理，這與普通伏爾系統(tǒng)非常類似。這種原理就是地面信標(biāo)天線以其具有的特定方向圖全向輻射信號，天線方向圖以角速率順時針旋轉(zhuǎn)，在某一方位上形成受時空調(diào)制的無線電信號，機載設(shè)備接收該信號，其接收信號包絡(luò)即受到Q角頻率調(diào)制，經(jīng)幅度解調(diào)即可得到以角頻率變化的正弦包絡(luò)信號，該包絡(luò)信號電相位與所測方位角具有一一對應(yīng)關(guān)系，對該信號進行變換處理，就可獲得所需的方位角數(shù)據(jù)，從而達到通過電信號測量獲得飛機或信標(biāo)臺所處地理方位的目的。3.如果飛機位于距塔康信標(biāo)300km處，且飛機方位為270，試計算塔康機載設(shè)備詢問與回答脈沖延遲時間(塔康地面信標(biāo)固定延遲時間為50us);畫出機載設(shè)備測向電路15Hz包絡(luò)與主基準(zhǔn)脈沖間相位關(guān)系圖。略。4.某一塔康機載接收機收到的信號如圖6-6(b)所示，那么該機上顯示的飛機方位角是多少?

略。

5.塔康系統(tǒng)信號格式是怎樣的?塔康信標(biāo)為什么要發(fā)射隨機填充脈沖?射頻載波頻率在960-1215MHz,提供X、Y兩種波道模式,一共有252個波道,編號1X-126X,1Y-126Y;產(chǎn)生鐘形脈沖,脈沖寬度為3.5±0.5μs【注脈寬:在脈沖前沿和后沿上,各自相當(dāng)于該脈沖最大幅度50%點之間的脈沖持續(xù)時間】第7章俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)1.俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)的組成、功能是什么?畫出其地面設(shè)備的工作框圖。

俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)組成與塔康系統(tǒng)類似，也是由地面設(shè)備和機載設(shè)備兩大部分構(gòu)成的完善的系統(tǒng)配置還包括地面設(shè)備模擬器和機載指示控制設(shè)備等。地面設(shè)備及其附屬設(shè)施構(gòu)成臺站，通常稱之為俄制近程導(dǎo)航臺(俄導(dǎo)臺)。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)機載設(shè)備也是勒斯波恩系統(tǒng)機載設(shè)備的重要組成部分。勒斯波恩系統(tǒng)機載設(shè)備是一部極坐標(biāo)定位功能機載設(shè)備和地面監(jiān)視功能機載應(yīng)答器以及俄制儀表著陸功能機載設(shè)備、空/空導(dǎo)航定位功能的機載設(shè)備多合一的綜合體，是一個比較復(fù)雜的機載多功能系統(tǒng)，不僅具有復(fù)合顯示器，還和其他導(dǎo)航系統(tǒng)有接口關(guān)系，可進行程序控制。勒斯波恩系統(tǒng)機載設(shè)備的基本功能包括:0與俄制近程導(dǎo)航地面設(shè)備配合實施區(qū)域?qū)Ш?@與俄制儀表著陸航向、下滑信標(biāo)及測距應(yīng)答器配合引導(dǎo)飛機精密進場著陸;@實現(xiàn)飛機之間的相對導(dǎo)航?？梢姡@個機載設(shè)備具有一機多用的能力，是機載電子設(shè)備綜合的一個典型應(yīng)用范例。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)主要具有三大功能:一是極坐標(biāo)定位功能。該功能類似于塔康正常工作模式的極坐標(biāo)定位功能，在這種工作方式下，飛機利用已知地面臺進行主動測距、測向和臺識別，實現(xiàn)極坐標(biāo)定位。二是地面監(jiān)視功能。該功能相當(dāng)于地面監(jiān)視二次雷達，即俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)可以在地面通過平面位置顯示器(PPI)顯示飛機相對臺站的位置，并可識別飛機，這一功能是塔康系統(tǒng)所不具備的。三是空/空相對導(dǎo)航功能，即飛機與飛機之間能夠進行相對導(dǎo)航定位。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)地面設(shè)備如同塔康信標(biāo)一樣，一般配置在機場或航路點。畫圖略。

2.俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)的性能與塔康系統(tǒng)相比有何異同?

略。

3.俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)信號格式是怎樣的?其測角原理與塔康系統(tǒng)相比有什么不同?略。

4.說明俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)測角精度較高的原因。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)是專門為軍用飛機導(dǎo)航而設(shè)計的，其最為顯著的特點是多功能綜合設(shè)計的思想，即作為勒斯波恩系統(tǒng)的重要組成部分，在實現(xiàn)空中極坐標(biāo)定位和空/空相對導(dǎo)航定位功能基礎(chǔ)上，還實現(xiàn)了地面的二次雷達監(jiān)視功能。系統(tǒng)采用時基波束掃描和最小值信號法聯(lián)合測角原理，測角精度高;測距采用大功率矩形脈沖信號格式，有效增大了系統(tǒng)作用距離，并具有一定的廣譜抗干擾性能。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)地面臺站因相當(dāng)于一個雷達站，所以存在易受反輻射攻擊的問題。5.闡述俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)實現(xiàn)地面監(jiān)視功能的原理和工作過程。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)的主要功能是實現(xiàn)機上極坐標(biāo)定位和地面監(jiān)視空情以及空/空相對導(dǎo)航，這些功能的實現(xiàn)都需要通過測向、測距來完成。俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)采用詢問/回答式雙程脈沖測距原理，它和塔康測距的區(qū)別僅在于使用頻率和編碼參數(shù)等具體指標(biāo)和技術(shù)實現(xiàn)上，并且俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)具有空中和地面雙向測距能力，即空中和地面互為詢問/應(yīng)答器。詢問回答式脈沖測距原理在塔康系統(tǒng)一章中已進行了較詳細(xì)的討論，所以這里主要介紹俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)的測角原理。

6.給出俄制近程導(dǎo)航系統(tǒng)地面信標(biāo)與機載設(shè)備配合工作的收發(fā)信機關(guān)系。這類導(dǎo)航系統(tǒng)必須有運行體以外且安裝位置已知的導(dǎo)航設(shè)備相配合才能實現(xiàn)對該運行體的導(dǎo)航。第8章羅蘭-C系統(tǒng)1.羅蘭-C系統(tǒng)從位置線的角度看屬于什么導(dǎo)航系統(tǒng)?從測量電參量的角度看又屬于什么導(dǎo)航系統(tǒng)?為什么這種系統(tǒng)至少要有三個地面發(fā)射臺才能定位?

略。

2.畫出羅蘭-C系統(tǒng)的組成方框圖，簡述其工作過程。

為了能在全球絕大部分的海面上實現(xiàn)導(dǎo)航，羅蘭C導(dǎo)航系統(tǒng)的一個發(fā)射臺鏈至少包括了三個導(dǎo)航臺，一般是四個到五個，其中一個稱為主臺（M），其余稱為副臺（W，X，Y，Z）。每個導(dǎo)航臺都通過裝配的銫原子鐘保持嚴(yán)格的時間信息同步。每一鏈內(nèi)各導(dǎo)航臺的信號不是同時發(fā)射的，而是主臺在先，各副臺相對主臺發(fā)射的滯后時間稱為發(fā)射延遲，不同的副臺具有不同的發(fā)射延遲，這些時延值必須相應(yīng)大于從主臺至各個副臺的基線傳輸時延，和收發(fā)設(shè)備電路對主臺信號時延之和。系統(tǒng)組成包括發(fā)射設(shè)備和用戶接收設(shè)備。固態(tài)發(fā)射機是導(dǎo)航臺的核心設(shè)備，它由四部分組成：控制單元（CU）、功率產(chǎn)生器（HCG，又稱半周產(chǎn)生器）、耦合輸出和開關(guān)轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)、主供電單元（PPU）。

3.羅蘭-C系統(tǒng)怎樣組網(wǎng)配置?簡述羅蘭-C系統(tǒng)信號格式中采用相位編碼的目的。

略。

4.羅蘭-C臺鏈如何實現(xiàn)同步?怎樣區(qū)分不同臺鏈以及同一臺鏈內(nèi)主、副臺信號?

略。

5.羅蘭-C系統(tǒng)信號格式有何特點?其抗千擾能力是如何體現(xiàn)的?

(1)對GPS及其增強系統(tǒng)的過分增加了單點故障和級聯(lián)效應(yīng)的可能性;(2)任何單一系統(tǒng)都具有其固有的易損性。沒有一個單一系統(tǒng)能在百分之百的時間里提供百分之百的可用性:(3)應(yīng)建立和保持備份導(dǎo)航和著陸系統(tǒng)能力，盡可能保留現(xiàn)存導(dǎo)航和著陸系統(tǒng)設(shè)施。因此，雖然GPS對羅蘭-C系統(tǒng)的存在形成了壓力，但是這種壓力反過來也促進了羅蘭-C系統(tǒng)的發(fā)展。許多國際組織、研究群體、制造商圍繞羅蘭-C系統(tǒng)的改進做了大量的工作，極大地改善了羅蘭-C系統(tǒng)的性能，擴展了羅蘭-C系統(tǒng)的功能。他們的努力和取得的成果，改變了人們對羅蘭-C系統(tǒng)形成的傳統(tǒng)認(rèn)識，并成為影響國家政策的主要因素?？梢灶A(yù)見，羅蘭-C系統(tǒng)將成為GPS/WAAS的一個即有效又經(jīng)濟的備份系統(tǒng)，具有巨大潛力和競爭性，具體表現(xiàn)在:(1)羅-C系統(tǒng)與GPS具有完全不同的傳播特性和故障模式，用羅蘭-C為GPS/WAAS做備份，可以提供完好性極高的導(dǎo)航能力:(2)羅蘭-C系統(tǒng)是現(xiàn)存系統(tǒng)，為GPS/WAAS備份所增加的軟硬件設(shè)施經(jīng)費遠(yuǎn)比其他方案節(jié)省:(3)可以兼顧陸、海、空多種用戶的需求。

6.羅蘭-C系統(tǒng)能成為GPS備份系統(tǒng)的理由是什么?首先，BD/GPS和羅蘭C的特性明顯不同，可歸納為“三高”對“三低”：天基對陸基、高頻對低頻、低信號電平對高信號電平。因此，兩種系統(tǒng)因為同樣的原因同時失效的可能性很小，二者的互補有客觀的物理基礎(chǔ)。第二，羅蘭C信號可采用的編碼格式降低了其受干擾的可能性。此外，要想對羅蘭C信號進行壓制，敵方必須也建立發(fā)射臺，采用高功率、長天線實現(xiàn)干擾，戰(zhàn)時完成這些任務(wù)難度相當(dāng)高，不易實現(xiàn)。第三，羅蘭C既是一個獨立的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，又能發(fā)播DPGS和BD/GPS完善性信息來增強BD/GPS，這是其它的廣域增強系統(tǒng)所沒有的。并且，如果羅蘭C發(fā)射臺能象BD/GPS那樣與UTC保持同步，并在一個組合的BD/GPS/羅蘭組合系統(tǒng)中，就可以看作是一顆BD/GPS衛(wèi)星或偽衛(wèi)星。第四，在電信、電力和計算機等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，羅蘭C定時接收機作為BD/GPS備份已不可或缺。一般地，當(dāng)BD/GPS不可用時，本地石英晶振或銣頻標(biāo)只能提供短期保持的能力，而羅蘭C則提供長期的替代支持。例如，可查找用戶位置的移動手機和第三代無線移動通信系統(tǒng)，它們對時間和頻率參考的要求也將變得更加嚴(yán)格，石英晶振將不能滿足要求，銣頻標(biāo)也只能提供短暫的保持能力（1-10天），而羅蘭C可無限期的提供符合要求的服務(wù)。第五，在城市環(huán)境中，羅蘭C信號的繞射能力可以彌補BD/GPS的不足。第9章衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)1.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由哪三部分組成?其作用如何?

目前衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要有美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)(GLONASS)、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)及歐盟的伽利略系統(tǒng)(GALILEO)。

GPS系統(tǒng)由三個部分組成：空間部分（GPS衛(wèi)星）、地面監(jiān)控部分和用戶部分。各部分作用如下：（1）GPS衛(wèi)星可連續(xù)向用戶播發(fā)用于進行導(dǎo)航定位的測距信號和導(dǎo)航電文，并接收來自地面監(jiān)控系統(tǒng)的各種信息和命令以維持正常運轉(zhuǎn)。（2）地面監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是：跟蹤GPS衛(wèi)星，確定衛(wèi)星的運行軌道及衛(wèi)星鐘改正數(shù)，進行預(yù)報后再按規(guī)定格式編制成導(dǎo)航電文，并通過注入站送往衛(wèi)星。地面監(jiān)控系統(tǒng)還能通過注入站向衛(wèi)星發(fā)布各種指令，調(diào)整衛(wèi)星的軌道及時鐘讀數(shù)，修復(fù)故障或啟用備用件等。（3）用戶則用GPS接收機來測定從接收機至GPS衛(wèi)星的距離，并根據(jù)衛(wèi)星星歷所給出的觀測瞬間衛(wèi)星在空間的位置等信息求出自己的三維位置、三維運動速度和鐘差等參數(shù)。根據(jù)衛(wèi)星星歷所給出的觀測瞬間衛(wèi)星在空間的位置等信息求出自己的三維位置、三維運動速度和鐘差等參數(shù)。其余兩個作用略。2.衛(wèi)星導(dǎo)航定位至少需要接收幾顆衛(wèi)星的信號?為什么?

GPS系統(tǒng)中的衛(wèi)星發(fā)射的信號包含了衛(wèi)星的位置和發(fā)射時間等信息,當(dāng)接收器同時接收到至少三個衛(wèi)星的信號時,可以通過三角定位法計算出接收器的位置。由于信號傳輸存在時延,所以需要第四顆衛(wèi)星的信號來校準(zhǔn)時間偏差,以提高定位的精度。此外,GPS系統(tǒng)中有時衛(wèi)星信號受到建筑物、山脈、云層等干擾,可能會導(dǎo)致定位誤差增加,因此增加一顆衛(wèi)星來提高定位的精度和可靠性。因此,GPS定位需要至少四顆衛(wèi)星來實現(xiàn)高精度定位。

3.簡要說明DGPS是怎樣提高定位精度的。略。4.簡述我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的發(fā)展歷程。

一、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的起步北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)是中國自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，起步于20世紀(jì)90年代。中國在當(dāng)時考慮到國家安全和經(jīng)濟發(fā)展的需求，決定自主建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以減少對美國GPS系統(tǒng)的依賴。二、北斗一號導(dǎo)航衛(wèi)星中國的第一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星于2000年10月發(fā)射升空，這是北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的起步。北斗一號導(dǎo)航衛(wèi)星采用了雙星定位方式，可以滿足國內(nèi)的陸地、海洋和航空等不同領(lǐng)域的導(dǎo)航需求。三、北斗二號導(dǎo)航衛(wèi)星為了進一步提升北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的性能和覆蓋范圍，中國在2009年開始研發(fā)北斗二號導(dǎo)航衛(wèi)星。北斗二號導(dǎo)航衛(wèi)星采用了三星加四星的星座結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)全球覆蓋和全天候定位。2012年12月，北斗二號導(dǎo)航衛(wèi)星開始提供初步服務(wù)，為中國及周邊國家和地區(qū)的用戶提供導(dǎo)航、定位和時間服務(wù)。四、北斗三號導(dǎo)航衛(wèi)星為了進一步提升北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的性能和服務(wù)水平，中國在2015年啟動了北斗三號導(dǎo)航衛(wèi)星的研發(fā)工作。北斗三號導(dǎo)航衛(wèi)星采用了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最新技術(shù)，包括高精度原子鐘、寬頻段導(dǎo)航信號和高速數(shù)據(jù)鏈路等。2018年11月，北斗三號導(dǎo)航衛(wèi)星開始提供全球服務(wù)，將為全球用戶提供更加精準(zhǔn)和可靠的導(dǎo)航定位服務(wù)。五、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的應(yīng)用隨著北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展，其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于交通運輸、農(nóng)業(yè)、氣象、地質(zhì)勘探、海洋監(jiān)測、電力通信等多個領(lǐng)域。例如，在交通運輸領(lǐng)域，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)可以提供車輛定位和導(dǎo)航服務(wù)，幫助提高交通管理的效率和安全性。六、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的國際合作中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)在發(fā)展過程中也積極開展國際合作。中國與巴基斯坦、泰國、老撾等國家簽署了衛(wèi)星導(dǎo)航合作協(xié)議，共同推動北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)在亞洲地區(qū)的應(yīng)用。此外，中國還積極參與國際衛(wèi)星導(dǎo)航合作組織，與美國、歐洲、俄羅斯等國家的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)進行合作和交流。七、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的未來展望中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)在發(fā)展過程中取得了重要的成果，但仍面臨著一些挑戰(zhàn)。未來，中國將繼續(xù)加強北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用，提升系統(tǒng)的性能和服務(wù)水平。中國還計劃在2035年前建成全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，使北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)成為全球領(lǐng)先的導(dǎo)航定位系統(tǒng)之一?？偨Y(jié)：中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)展歷程可以概括為北斗一號導(dǎo)航衛(wèi)星、北斗二號導(dǎo)航衛(wèi)星和北斗三號導(dǎo)航衛(wèi)星。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)在應(yīng)用領(lǐng)域的范圍也越來越廣泛，國際合作也得到了積極推進。未來，中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)仍將繼續(xù)發(fā)展，成為全球領(lǐng)先的導(dǎo)航定位系統(tǒng)之一。

5.比較GPS、北斗系統(tǒng)、GLONASS及伽利略系統(tǒng)各自的特點、優(yōu)勢。

GPS、北斗系統(tǒng)、GLONASS略。

伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)歐洲在經(jīng)過幾年的醞釀研究之后，1999年初正式推出伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)計劃。該計劃方案由21顆以上中高度圓軌道核心星座組成，公布的衛(wèi)星高度為24000km。經(jīng)概算估計，回歸軌道衛(wèi)星高度應(yīng)為24045km，周期為52810.10(或06129恒星日)每31圈回歸一次，歸周期為19個恒星日。衛(wèi)星位于3個傾角為55”的軌道平面內(nèi)，另加3顆覆蓋歐洲的地球靜止軌道衛(wèi)星，輔以GPS和本地差分增強系統(tǒng)首先滿足歐洲需求(估計全球增強需要9顆地球靜止軌道衛(wèi)星)，位置精度達幾米。這是一種具有區(qū)域加強的全球系統(tǒng)，確定30顆衛(wèi)尾總投資為35億歐元，主要投資將由歐洲聯(lián)盟、歐空局提供，并從歐洲工業(yè)界和私人投資商集資，運營費和維持費由私營企業(yè)組成的運營公司承擔(dān)。伽利略系統(tǒng)獨立于GPS，波段分開，但將與GPS系統(tǒng)兼容和相互操作，包括時間基準(zhǔn)和測地坐標(biāo)系統(tǒng)、信號結(jié)構(gòu)以及兩者的聯(lián)合使用根據(jù)歐委會的文件，伽利略系統(tǒng)雖是民間系統(tǒng)，但仍受控使用，采取反欺騙、反濫用和反干擾措施，在戰(zhàn)時可以對敵方關(guān)閉。第10章自主無線電導(dǎo)航系統(tǒng)1.自主無線電導(dǎo)航系統(tǒng)主要有哪些?

無線電導(dǎo)航系統(tǒng)（Radionavigationsystem）是利用無線電技術(shù)對飛機、船舶或其他運動載體進行導(dǎo)航和定位的系統(tǒng)。無線電導(dǎo)航技術(shù)的基本要素是測角和測距，因此可以組成測角-測角、測距-測距、測角-測距、測距差（雙曲線）等多種形式的系統(tǒng)。

2.多普勒雷達有哪幾種?說明多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理及系統(tǒng)構(gòu)成。

機載脈沖多普勒雷達主要由天線、發(fā)射機、接收機、伺服系統(tǒng)、數(shù)字信號處理機、雷達數(shù)據(jù)處理機和數(shù)據(jù)總線等組成。

3.說明無線電高度表基本原理及系統(tǒng)構(gòu)成。

原理系統(tǒng)測高原理飛機向地面發(fā)射無線電波，經(jīng)地面反射被飛機接收機接收。無線電波經(jīng)歷行程等于無線電波傳播速度乘以電波傳播時間。電波傳播速度為恒值，只要測出這段時間便可求出飛機飛行高度。

4.脈沖式高度表的發(fā)展方向是什么?

脈沖式無線電高度表同所有脈沖測距系統(tǒng)一樣，通過測量發(fā)射脈沖(直達信號)與接收脈沖(反射信號)之間的時間差來測量飛機高度(到地表面的距離)。脈沖式無線電高度表比調(diào)頻式無線電高度表測高范圍大，主要用來供高空轟炸和測量地速等情況時使用。

5.影響調(diào)頻式小高度表性能的因素有哪些?

略。

第11章米波儀表著陸系統(tǒng)1.飛機著陸引導(dǎo)系統(tǒng)的引導(dǎo)能力是如何劃分的?

著陸引導(dǎo)系統(tǒng)有3種。儀表著陸系統(tǒng)儀表著陸系統(tǒng)是在各種氣象條件下，駕駛員憑借儀表使飛機安全著陸的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。這種系統(tǒng)最早出現(xiàn)于1939年，1949年國際民航組織將其定為國際標(biāo)準(zhǔn)著陸系統(tǒng)。它的優(yōu)點是：能在復(fù)雜氣象條件下提供精確直觀的引導(dǎo)著陸信息；可根據(jù)氣象和機場條件選擇不同的工作類型（決斷高度和跑道視距）；使用國際通用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。缺點是：只能提供一條下滑角固定不變的對準(zhǔn)跑道中心線的進場著陸航道，不適用于短距起落和垂直起落的飛機；通道少（40個），不能滿足國際民航的新要求（200個）；系統(tǒng)要求平坦和凈化的場地（草、雪等都會影響引導(dǎo)信號質(zhì)量）。因而國際民航組織規(guī)定這類系統(tǒng)使用保護期截止到1995年1月1日。地面控制進場系統(tǒng)地面控制進場系統(tǒng)能準(zhǔn)確地測量進場和著陸過程中飛機位置并引導(dǎo)著陸的雷達系統(tǒng)。其優(yōu)點是：機上無需加裝電子設(shè)備，對駕駛員無需進行特殊訓(xùn)練；適用于各種場地，機動性好；根據(jù)不同機種對下滑角度的要求可選擇不同的下滑線。缺點是：因靠地面管制員指揮，駕駛員工作被動；靠管制員手控天線跟蹤飛機，只能一架一架地引導(dǎo)；引導(dǎo)距離受氣象條件限制。但它不斷采用新技術(shù)，這些缺點正在克服中。微波著陸系統(tǒng)微波著陸系統(tǒng)工作于微波頻段（5031.0～5090.7兆赫）、由機上設(shè)備獲得引導(dǎo)數(shù)據(jù)的無線電著陸系統(tǒng)。其優(yōu)點是：系統(tǒng)精度高，能滿足全天候工作要求；允許飛機任意選擇機場航道，適用于作各種起落的各型飛機；系統(tǒng)容量大（200個通道），能滿足空中交通量增加的要求；設(shè)備體積小，對場地要求低；系統(tǒng)抑制多徑干擾能力強。國際民航組織于1978年選定時基掃描波束微波著陸系統(tǒng)作為新的標(biāo)準(zhǔn)著陸系統(tǒng)。它能提供連續(xù)的、精確的3坐標(biāo)（方位、仰角、距離）信息。

2.我國現(xiàn)行的進近著陸引導(dǎo)有哪些類型的系統(tǒng)?它們的引導(dǎo)能力如何?

微波著陸系統(tǒng)工作于微波頻段(5031.0～5090.7兆赫)、由機上設(shè)備獲得引導(dǎo)數(shù)據(jù)的無線電著陸系統(tǒng)。其優(yōu)點是:系統(tǒng)精度高,能滿足全天候工作要求;允許飛機任意選擇機場航道,適用于作各種起落的各型飛機;系統(tǒng)容量大(200個通道),能滿足空中交通量增加的要求;設(shè)備體積小,對場地要求低;系統(tǒng)抑制多徑干擾能力強。國際民航組織于1978年選定時基掃描波束微波著陸系統(tǒng)作為新的標(biāo)準(zhǔn)著陸系統(tǒng)。它能提供連續(xù)的、精確的3坐標(biāo)(方位、仰角、距離)信息。

3什么是儀表著陸系統(tǒng)的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點?著陸在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點處的誤差允許是多少?

儀表著陸系統(tǒng)基準(zhǔn)點是位于跑道中心延長線和入口的交點處的垂直上方特定高度的一點，下滑道向下延伸的直線部分通過這一點。

4.米波儀表著陸系統(tǒng)的航道和下滑道信號是怎樣形成的?航道余隙信號的主要作用是什么?

多普勒和儀表導(dǎo)航等方法上來看主要是測角和測距。

5.簡述飛機使用米波儀表著陸系統(tǒng)的工作過程。

略。

6.為什么需要三種類型的下滑天線?比較它們的優(yōu)缺點并說明用途。

略。

第12章分米波儀表著陸系統(tǒng)1.說明分米波儀表著陸系統(tǒng)與米波儀表著陸系統(tǒng)組成與作用的異同點。

略。

2.比較分析米波與分米波儀表著陸系統(tǒng)所采用的信號格式;闡述兩種系統(tǒng)各自的測角原理。

略。

3.分米波儀表著陸系統(tǒng)與米波儀表著陸系統(tǒng)相比有何優(yōu)點?

略。

4.分米波儀表著陸系統(tǒng)航向/下滑信標(biāo)產(chǎn)生ε、△信號的方法是什么?

5.分米波儀表著陸系統(tǒng)機載設(shè)備是如何區(qū)分下滑和測距應(yīng)答信號的?

略。

第13章微波著陸系統(tǒng)1.與ILS相比，MLS都有哪些優(yōu)點?

計算速度快;可重復(fù);抗噪能力強.

2.MLS如何進行角度測量的?方位角與角測量信號在機載接收機中是如何進行區(qū)分的?

方位臺和仰角臺的天線分別發(fā)出左右、上下掃描的扇形波束,機載接收設(shè)備各收到“往”“返”兩次掃描波束信號后,通過測量兩個波束信號經(jīng)過飛機的時間間隔,這個時間間隔與飛機偏離跑道中心線和離地的仰角成正比,由此得出飛機相對于跑道的方位角和仰角。飛機發(fā)出測距信號,經(jīng)過地面精密測距器答應(yīng),飛機收到應(yīng)答信號后,測出飛機距離接地點的距離。

3.MLS地面設(shè)備中都有哪些天線?各發(fā)射什么信號?

衛(wèi)星地面站的天線廣泛采用雙反射面天線(主反射面、副反射面),常見的雙反射面天線有卡塞格倫天線、格里高利天線、環(huán)焦天線。

4.MLS為什么要使用OCI信號?OCI信號與角度測量信號的區(qū)別是什么?

略。

5.PDME與DME相比有什么優(yōu)點，是如何實現(xiàn)的?相比傳統(tǒng)電視盒子,DME設(shè)備具有更小巧、更便攜、更能夠滿足互聯(lián)網(wǎng)訪問需求的優(yōu)勢。而缺點則是會受限于互聯(lián)網(wǎng)速度和穩(wěn)定性的原因,有時