飞机导航系统例题.docx

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飞机导航系统例题

一、判断是非题

对的打√，错的打×

（例题中都是正确的，实际会改变）

1.惯性导航保密性强，是一种自备式导航。

2.惯性导航随着航行时间和航行距离的增长，位置累积误差越来越大，需要进行位置较准。

3.大多数组合导航系统以惯导系统为主，原因主要是惯导系统能够提供比较多的导航参数，还能提供全姿态信息参数，这是其它导航系统所不能比拟的。

（√）

4.飞机的飞行目的地、航路上可用于改变航向、高度、速度等或向空中交通管制中心报告的明显位置，叫做航路点。

5.单值地定位，测得一个导航参量，即获得一条位置线（或一个位置面）是不够的，至少是两个（平面定位）或两个以上（空间定位）；

6.无线电导航的缺点是：

它必须要辐射和接收无线电波，因而易被发现，易受自然和人为干扰，有些导航系统还需要配备必要的地面设备。

7.}

8.现代民用飞机普遍使用以VOR/DME为基础的RNAV系统，即VOR/DMERNAV系统；

9.测向系统的位置线是直线，如VOR、ADF等。

10.用测距系统（如DME）的圆位置线与测向系统（如VOR）的直线位置线相交的方法，可确定飞机的位置M，该定位法叫做ρ-θ定位系统，也称为极坐标定位。

11.实际应用中，利用同台安装的全向信标台和测距台即可实现ρ-θ定位；

12.由飞机测定对两个地面导航台（如两个DME台）的距离，可获得两个圆位置线，其交点M为飞机位置；

13.两个圆位置线有两个交点，出现定位双值；

14.采用ρ-ρ-ρ定位系统，即用三个地面台，确定三个圆位置线，可确定飞机的唯一位置M。

15.由飞机测定对两个地面导航台（如两个VOR台）的方位，可获得两条直线位置线，其交点M即为飞机位置，采用该定位法的系统叫做θ-θ定位系统。

16.利用奥米伽导航系统（或罗兰系统）测得一组两个导航台的距离差，得到一组双曲线位置线，同时再测出另一组导航台的距离差，得到另一组双曲线位置线，用其交点确定飞机的位置，采用该定位法的系统叫做双曲线定位系统。

17.自动定向机，也称无线电罗盘，是最早用于飞机导航的无线电导航设备。

18.]

19.自动定向机是一个近程无线电导航系统；

20.现代飞机上，一般都装有两部自动定向系统，使用中分别调在两个不同方位的导航台上，两个定向机的指针，则装在同一仪表内，分别指出各自相应电台的相对方位角。

21.新一代700系列DME询问器具有频扫功能，它可报告多达5个DME地面信标台的距离信息—RNAV计算机就可以选择具有最好角度的距离信息来进行数学计算，获得满意的航向、距离和现在位置的计算结果，从而提高导航精度。

22.机载VOR系统通常使用的指示器有无线电磁指示器（RMI）或无线电方位、距离磁指示器（RDDMI）和水平状态指示器（HIS）或电子水平状态指示器（EHSI），它们均为综合指示器。

23.ATC应答机的天线安装在飞机机身的底部，可以和DME的天线互换，S模式应答机还有一部安装在飞机机身顶部的天线。

24.S模式ATC应答机装有两部天线。

25.大型商业飞机通常有两部部相互独立的机载ATC应答机，但在同一时刻，只有一部工作，驾驶员可以利用控制面板上的转换开关（XPNDR）选择工作的应答机。

26.TCAS使用的频率与ATC应答机相同，ATC和TCAS共用一块控制板。

27.现代飞机用PFD显示无线电高度，无线电高度减小时，附加在数字显示之上的指针向上移动，表示飞机下降，飞机接触地面，指针到达水平位置。

28.没有PFD的飞机，其无线电高度在专用的无线电高度指示器或ADI、EADI上显示。

29.\

30.由于AID的存在，使高度表的输出及指示产生误差，即飞机接地时指示不为零；

31.高度表收发电路中专门设计有抵消AID的电路。

32.无线电高度表的高度跳闸信号是在高度表收发机内余弦调定的不同高度点，通常可调6个。

33.气象雷达系统的天线组件安装在机头的整流罩内，它包括天线和天线操纵组件。

34.由于气象雷达天线在工作时需要做往复扫描运动，飞机前方180°范围为不安全区域。

35.现代民航大型飞机的WXR信息都显示在EFIS的EHSI/ND上，信息的显示，首先要受EFIS控制面板的控制。

36.在大多数飞机上，航向信标接收机及控制盒式与全向信标接收机（VOR）合用的，只是在接收机检波器之后的导航音频处理电路是分开的。

37.ILS包括航向信标、下滑信标和指点信标等三个系统。

38.目前使用的ADF-700自动定向机象限误差的修正不用专门的象限误差修正器，而是在接收机尾部中间插头J302上的5个插钉跨接线按不同的连接组合来修正象限误差。

39.航向信标接收机内两个整流器输出的“差信号”驱动偏离指示器，而两个整流器的“和信号”驱动警告旗。

40.【

41.LOC天线是一个具有50Ω特性阻抗的水平极化天线，安装在气象雷达天线下。

42.DM询问器视频处理译码电路输出的“门限视频脉冲”和“译码视频脉冲”加到距离计算电路以计算飞机到地面DME应答机的斜距。

43.DM询问器视频处理译码电路输出的“门限视频脉冲”和“译码视频脉冲”加到距离计算电路以计算飞机到地面DME应答机的斜距。

44.机载气象雷达的天线收发开关通常采用由铁氧体及波导器件等组成的微波环流器（也可称为环行器）。

45.TCAS计算机前面板上的LED指示器，除了“TTR-PASS”指示器为绿色的外，其余均为红色的故障状态指示器。

46.近地警告系统有7种警告模式。

47.在IRS中，3个激光速率陀螺在飞机上固定安装，并与飞机结构成为一体，用于测量绕飞机各轴的旋转角速度。

48.在IRS中，3个加速度计在飞机上固定安装，并与飞机结构成为一体，用于测量沿飞机各轴的加速度。

二、填空题

1.航向，即飞机机头的方向，航向角的大小由飞机纵轴的水平投影线与地平面上某一基准线之间的夹角来度量，基准线为磁子午线（地理磁线）的叫磁航向。

2.\

3.按实现导航的方法及原理的不同，导航技术一般可分为目视（观测）导航、仪表（推算法）导航、天文导航和无线电导航等几大类。

4.通过地心与地轴垂直的平面和地球表面的交线（大圆）为赤道，其余与赤道平面平行的平面与地球表面的交线（小圆）叫纬圈，纬圈与地心的连线和赤道平面的夹角为该纬圈的纬度，表示地球的南北。

5.导航系统可实现的位置线有直线、圆、双曲线等，相应地，可以把导航系统划分为测向系统、测距系统及测距差系统。

6.利用无线电测向、测距等系统测得导航参量的位置线实现对飞机定位，可按位置线的形状分为：

ρ-θ定位系统、ρ-ρ定位系统、θ-θ定位系统和双曲线定位系统。

7.按测量电信号的不同参量分类，无线电导航系统可以分为振幅式无线电导航系统、频率式无线电导航系统、脉冲（时间）式无线电导航系统、相位式无线电导航系统和混合式（如脉冲/相位式）无线电导航系统

8.按位置线的几何形状分类，无线电导航系统可以分为直线位置线系统（测向/测角系统）、圆位置线系统（测距系统）、双曲线位置线系统（测距差系统）和混合位置线系统。

9.混合位置系统通常有圆－直线位置线系统和圆－双曲线位置线系统。

10.按飞机的飞行阶段分类可以分为航路导航系统和终端区域导航系统，

11.航路导航系统是保证飞机在预定航线上安全飞行的导航系统。

12.终端区域导航系统是保证飞机进近引导和着陆的导航系统。

13.'

14.按测量的导航参数分类，可以分为测角导航系统、测距导航系统、测距差（OMEGA）导航系统和测角+测距（TACAN）导航系统。

15.VOR/DMERNAV系统是在已知航路点与地面信标的距离和方位的情况下，利用飞机测得的VOR方位、飞机与地面信标的（斜）距离，计算出飞机到航路点的航向、距离，从而实现对飞机的导航引导。

16.VOR/DMERNAV是通过连续的测得飞机到VOR/DME地面信标台的方位和距离信息，从而获得飞往某个确定航路点的航向和距离。

17.VOR/DMERNAV可归结为连续求解如图所示的由航路点、VOR/DME与飞机构成的RNAV三角形。

18.典型RNAV系统的基本组成包括：

导航计算机、VOR接收机、DME询问器、中央大气数据计算机、控制显示单元、水平状态指示器和自动驾驶侧滚通道。

19.导航计算机是RNAV系统的核心，其基本任务是接收导航传感器送来的导航信息，包括来自VOR接收机的方位和DME询问器的斜距以及来自中央大气数据计算机的气压高度，并按预编的程序连续求解RNAV三角形，得到飞往某个航路点的航迹，包括距离和磁方位。

在某些RNAV系统中，导航计算机还可给航线偏差指示器（在HIS上）发送航线偏差信号，同时给自动驾驶仪发送横向操纵指令。

20.导航传感器的基本任务是获取导航信息，包括来自VOR接收机的方位、DME询问器的斜距以及来自中央大气数据计算机气压高度，并把这些导航信息传送到导航计算机。

21.导航数据库或者是存储在导航计算机内，或者是在外部存储器中，它包括：

实现RNAV导航所需要的城市之间的航线、导航设备（VOR/DME信标）及航路点的全部信息。

每个航路点的参数包括：

经度和纬度、高度、导航设备的频率、航路点到VOR/DME地面信标台距离及磁方位。

22.控制显示组件属输入输出控制装置，控制显示组件的作用是：

将有关信息（如飞行计划装入信息）输入导航计算机；显示导航信息。

23.按DME系统在RNAV中的作用，VOR/DME区域导航的基本方式可分为两种方式，即：

ρ-θ方式和ρ-ρ方式。

24.—

25.在由飞机、航路点和VOR/DME地面信标台所构成的RNAV三角形中，通过测量ρ（DME距离）、θ（VOR方位角）来求得飞机到航路点的距离和航向或航迹角的导航解算方式，称为区域导航的ρ-θ方式。

ρ-ρ方式是利用两个DME信标的距离信息来实现区域导航的另一种方式，此种方式的导航数据库应能提供每个航路点及两个导航设备（DME）的参数。

它比ρ-θ方式的导航和定位精度高。

26.地面导航台的设备不受地域环境的限制，并能够在VOR/DME覆盖范围内设置多个航路点提供多航线导航。

27.由于VOR/DMERNAV系统的机载设备采用了数字电子技术和计算机控制，再加上采用适当的RNAV方式，可使导航精度和可靠性大为提高。

28.ADF系统的工作频率范围是190~1750kHz，VOR系统的工作频率范围是108~，DME系统的机载询问器的询问频率为1025~1150MHz，DME系统的地面测距信标用比询问频率高或低63MHz的频率（962~1213MHz）信号进行应答。

29.ADF工作方式的选择一般有断开（OFF）方式、天线（ANT）方式、自动定向（ADF）方式和测试（TEST）方式等。

30.ADF系统接收机的调谐可以采用五中取二法或采用编码和数据总线选频调谐法，新型自动定向接收机采用数字式调谐，可预调飞行中所需要的各导航台频率，输入到飞行管理计算机（FMC）中，飞行中由FMC控制可自动转换到所需的频率上。

31.ADF-700接收机面板上按下“TEST”测试按钮，面板上的三个监视灯就可指示接收机工作状态：

绿色“PASS”灯亮，表示工作正常；红色“FAIL”灯亮，表示工作不正常；另一个红色“FAIL”灯亮，表示控制输入部分故障。

32.ATCRBS应答机是由发射电路、接收电路、收发转换开关盒收发共用天线等组成。

33.）

34.由于ATC（两个应答机）、TCAS、DME（两个询问器）系统都工作在同一波段（L波段），为了防止相互干扰，同时也为了保护接收机电路，在任一系统发射时，会同时输出一个抑制脉冲，抑制其他4个系统的工作。

35.机载ATC应答机有三种应答模式，即：

A模式、C模式和S模式。

36.在世界范围内所有的应答机接收地面信号所使用的频率都是1030Hz，而应答所使用的频率都是1090Hz。

37.TCASⅠ可以提供本飞机周围一定空域的交通情况，并发出相应的咨询和警告，但只有TA咨询信息，没有RA咨询信息，不能提供垂直或水平避让指令。

38.TCASⅡ有TA咨询信息和RA咨询信息，可以提供声音和视觉警告，还能提供垂直方向的协调避让动作指令。

39.TCASⅢ在TCASⅡ功能基础上，还可以提供水平方向的避让动作。

40.TCASⅡ系统的基本组成包括：

TCAS计算机、TCAS方向性天线和ATC/TCAS控制面板。

其中，TCAS计算机是一个单独的组件，计算机前面板装有多个LED指示器和一个自检按钮，以便于监测与相关系统的交连和进行自检。

41.GPWS由近地警告计算机（GPWC）、近地警告控制组件和近地警告灯组成。

计算机前面板上有三组发光二极管显示器显示内部或外部故障，前面板上的自检电门用于自检，前面板上的耳机插孔可用来接听语音警告。

42.近地警告控制板GPWM上有一个琥珀色的GPWS不工作（INOP）指示灯、测试电门和三个抑制电门，GPWC失效或者GPWC的关键输入信息丢失、GPWC不能计算出风切变状态或者GPWC自检时，琥珀色不工作（INOP）指示灯均点亮。

43.按工作原理分类，GPS接收机可分为码相关型接收机、载波相位型接收机和混合型接收机。

44.（

45.

46.现代飞机用PFD显示无线电高度，低于2500ft的无线电高度，以白色的数字形式显示在PFD姿态指示区的下部，当无线电高度信号全部失效时，数字显示由红色的“RA”标签取代。

47.大型飞机通常配备两套无线电高度表；每套无线电高度表都有一台收发机和两部天线，其工作频率范围为4200~4400MHz。

48.目前民航所用的LRRA有三种类型，即：

普通调频连续波无线电高度表、等差频调频连续波无线电高度表和脉冲雷达高度表。

49.

50.VOR甚高频导航接收机可以单独设置，也可与ILS，或与MAK、LOC、GS等构成组合型接收机。

51.无线电高度表故障时，机械指示器的条形警告旗出现，指针消失；电子指示器（EADI）显示的数字颜色改变（绿变白）；PFD无线电高度数字显示由红色的“RA”标签取代。

52.典型的气象雷达系统由雷达收发机、雷达天线组件、显示器、波导系统和控制面板组成。

53.当气象雷达具有PWS功能时，它需要大气数据惯性基准系统提供的大气数据，无线电高度表在起飞和进近过程中提供高度信号来启动或禁止PWS功能，自动油门电门组件在起飞过程中启动PWS，起落架电门在进近过程中发送起落架放下离散信号启动PWS。

54.气象雷达的正常显示包括：

气象数据、系统信息和警告信息，显示器上的WXR数据显示飞机前方的气象或地形信息，颜色显示气象或地形回波信号的强弱。

55.？

56.新型气象雷达接收机为了优化接收性能，对于不同的探测距离和工作方式，通过改变脉冲组的个数和宽度以及脉冲的重复频率来实现，短距离时，每组发射包括4个脉冲，脉冲重复频率PRF为1280Hz，对于中等距离的探测，每组发射包括2个脉冲，PRF为360Hz，对于远距离的探测，脉冲宽度相同，但PRF为240Hz，对于风切变探测，每组发射包括64个脉冲，PRF为3000Hz。

57.气象雷达工作在风切变方式时，收发机发射一组由64个脉冲组成的射频信号，其PRF为3000Hz。

58.风切变的位置根据相对于飞机纵轴的方位和机头的距离而确定，根据风切变的位置不同，风切变警告可以分为三类：

咨询、警戒和警告。

59.现代气象雷达通常使用平板型天线，传统的气象雷达通常使用抛物面天线。

60.ILS包括航向信标、下滑信标和指点信标等三个系统。

61.航向信标发射信号的频率范围是~，下滑信标发射信号的频率范围是~335MHz，指点信标发射信号频率为固定75MHz，其中，航向信标和下滑信标工作频率是配对工作的。

62.期的定向机采用人工旋转环形天线的办法定向，逐步发展演变到现在的机载自动定向机（ADF）系统。

63.通过接收地面各地的民用中波无线电广播电台或专用的地面导航台NDB（无方向信标）的信号来实现对飞机的导航；

64.ADF接收机计算（并显示）出飞机到地面台的相对方位角（RB），即以飞机机头方向为基准顺时针转到飞机与地面台连线之间的夹角；

65.'

66.地面导航台NDB是一个中波导航发射机，向空间全方位发射无线电信号（频率为190~550kHz）；

67.不同导航台发射不同的莫尔斯识别信号（由两个英文字母组成），并以等幅报或调幅报的方式发射识别信号，调制频率为1020Hz；

68.地面NDB台可根据其设备位置的不同分为航线导航台和双归航台两大类；

69.ADF主要功能

测量飞机纵轴方向（航向）到地面导航台（或中波电台）的相对方位角；

利用ADF测出的相对方位角的变化，判断飞机飞越导航台的时间；

当飞机飞越导航台后，利用ADF的方位指示保持飞机沿预定航线背台飞行；

在向台或背台飞行时，可以求出偏流角，修正航迹；

可对飞机进行空中定位测量（2套ADF/两条直线位置线/θ-θ定位）；

可接收中波民用广播电台的信号，用于定向或收听广播使用；

【

可收听500kHz的遇险信号（ADF700自动定向机可收听2182kHz的另一海岸遇险信号），以确定遇险方位。

70.ADF工作频率范围：

190～1750kHz

71.自动定向系统的组成

地面设备

机载自动定向机系统

72.航线导航台安装在航站和航线的某些检查点上，工作在190~550kHz频率范围内，发射功率为400~1000W，有效作用距离不小于150km；不同导航台有不同的识别信号，识别信号由2个英文字母组成（如EK），用莫尔斯电码以20~30个字母/min的速度拍发，通常用等幅报方式发射识别信号，每隔45s连续拍发两遍，跟着发一长划（约占30秒），供机载ADF识别用；识别信号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；

73.航线导航台主要用于对飞机的航线引导，还可用两个导航台为飞机定位；

74.双归航台安装在飞机着陆方向的跑道延长线上，近台离跑道头1km，远台离跑道头4km，因此，称为双归航台；

75.大型机场跑道着陆方向的两端均安装有双归航台，所以也叫做双向双归航台，它们的使用频率相同，但识别信号不同，且两边不能同时开放；

76.双归航台的使用频率与航线导航台相同，但远、近台使用的频率间隔不能小于15kHz，以保证机载ADF的工作不受干扰；

77.、

78.远台识别信号由两个英文字母组成，而近台识别信号用远台识别信号的头一个字母，它们均采用莫尔斯电码，以20～30个字母/min的速度、相同的间隔每分钟拍发6遍。

79.机载自动定向机（ADF）系统一般包括有：

自动定向接收机

控制盒

方位指示器

环形天线和垂直天线（或组合型环形/垂直天线）

80.现代自动定向接收机采用频率合成等技术，直接以二—十进制（BCD）编码和ARINC429数据总线的调谐方式；

81.现代自动定向接收机采用组合式（环形/垂直）天线或固定环形天线测角器电路；

82.现代自动定向接收机采用正余弦调制的方位信息处理电路和监控电路等。

83.|

84.监控电路主要用来监视接收机信号是否有效，接收机本身工作状态是否正常；

85.方位指示器有几种不同的类型，如RMI、RDMI、EHSI等；

86.自动定向机工作时需要两种天线：

无方向性的垂直天线或辩向天线，其接受信号用来调谐接收机，并与环形天线接收的信号叠加，为定向机提供单值定向；

有方向性的环形天线，用来提供方位信息；

87.两种天线都工作在190～1750kHz频率范围内；

88.环形天线的结构，从早期的人工旋转或电动机带动旋转的较大的线环，发展到今天的环形天线，它是一种将多匝线环绕在高导磁率的铁氧体上所构成的两个正交的环形天线，它与飞机机身平齐安装，且固定在飞机上，有的定向机还需要一个感受方位信息的转子线圈（测角器），如51Y-7型定向机，而新型自动定向机系统（如ADF-700系列）则取消了任何转动部件。

89.垂直天线是一根单独安装在机身外部的鞭状天线；

90.现在飞机采用飞机翼根处整流罩上的金属涂层作为垂直天线；

91.新型自动定向机系统（如ADF-700系列）将垂直天线与环形天线组合在一起构成组合型天线。

.

92.惯性导航是利用惯性敏感元件测量飞机相对于惯性空间的线运动和角运动参数，在给定的初始条件下，自动测量和计算出飞机的各种导航参数及飞机控制参数，如飞机的即时位置（经纬度）和地速等其他导航参数。

93.按结构划分，惯性导航系统可以分为平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统。

94.需要校准IRS时，飞机在地面上不能移动，将电门置于“校准”或“导航”位，且需要输入初始位置，初始位置可通过显示组件或FMC的CDU页面上输入。

95.ADIRS主要有大气数据惯性基准组件、大气数据组件、方式选择面板、转换面板和各种传感器组成。

四、名词与缩略语解释

1．导航

答：

【

把航行体按预先制定的计划，从一个地方（如出发点）引导到目的地的过程称为导航；

导航，即引导航行，也就是正确引导航行体沿预定的航线，以规定的精度，在指定的时间将飞机安全地引导到指定地点；

2．位置线

答：

由一个导航参量只能确定接收点的可能位置是在该导航参量相对应的轨迹线上，称为位置线。

3．区域导航

答：

采用航路点以外的导航设备，实现在某区域内引导飞机沿航路点飞行，即为区域导航；

5．VOR方位角

答：

"

VOR方位角，即VOR信标台的磁方位角，它是以飞机所在位置的磁北方向为基准，顺时针转到飞机与VOR信标台连线之间的夹角，这是从飞机观察地面信标台的角度。

6．AID

答：

飞机安装延迟（AID），也叫剩余高度。

飞机着陆机轮触地时，要求LRRA指示及输出电压为零，但发射机信号输出孔到接收机接收返回信号输入孔之间，信号电波传播所经过的路径实际包括：

收、发天线连接的两条同轴传输线

天线到地面的路径

上述路径总长度即为飞机安装延迟。

"

7．IRS

答：

惯性导航系统（INS）简称为惯导系统（或称惯导），它是以导航为目的的可以提供飞机的位移、速度和即时位置，如果同时还能提供飞机的航向和姿态基准的导航系统，则称为惯性基准系统（IRS）。

8．ADIRS

答：

即大气数据惯性基准系统，是将ADC和IRS综合的系统，同时具有大气数据基准和惯性基准两个基本功能，能输出多种参数以供各系统的需要。

9．ATCRBS

答：

即空中交通管制雷达信标系统，它是一个监视系统，由地面监视雷达和机载应答机所组成。

10．航向

）

答：

航向，即飞机机头的方向，航向角的大小由飞机纵轴的水平投影线与地平面上某一基准线之间的夹角来度量，基准线为磁子午线（地理磁线）的叫磁航向。

11．偏流角

答：

飞机重心在地面投影点移动的轨迹，叫航迹。

以飞机经线北端顺时针转至航迹的角度称作航迹角。

当有侧风时，飞机的时间航迹就会与飞机的航向不一致。

航向线与轨迹线之间的夹角称为偏流角；

12．偏航距离

]

答：

航迹线偏向航向的右侧称为正偏流角，反之为负偏流角。

从飞机实际位置到飞行航段连个航路点连线间的垂直距离。

五、问答题

1．画出以VOR/DME为基础的ρ-θ方式RNAV三角形，并简要说明：

（1）VOR/DMERNAV的是如何实现对飞机的导航引导

（2）RNAV三角形各几何参数与导航参数的对应关系

（3）如何获得飞机相对航路点的距离和磁方位

（4）VOR/DMERNAV具备哪些特点

（

答

（1）：

现代民用飞机已普遍使用以VOR/DME为基础的RNAV系统，即VOR/DMERNAV系统。

VOR/DMERNAV系统是在已知航路点与地面信标的距离和方位的情况