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是指在規(guī)定時間達到目的地的航行技術。利用無線電波的傳播特性可測定飛行器的導航參量（方位、距離和速度），算出與規(guī)定航線的偏差，由駕駛員或自動駕駛儀操縱飛行器消除偏差以保持正確航線。
- 中文名
- 無線電導航
- 外文名
- radio navigation
- 基本原理
- 無線電傳播
- 年 代
- 20世紀20～30年代
目錄
- 1 簡介
- 2 發(fā)展歷史
- 3 基本原理
- 4 優(yōu)缺點
- 5 無線電導航系統分類
- ? 陸基無線電導航系統
- ? 星基無線電導航系統
- 6 系統工作原理
- ? 無線電導航測角系統
- ? 無線電導航測距系統
- ? 無線電導航測距差系統
- ? 無線電導航測速系統
- 7 我國無線電導航系統
- 8 北斗導航系統
簡介
無線電導航系統是利用了無線電波傳播的基本原理：無線電信號在自由空間中用直線方式以光速傳播，只要確定了無線電波從發(fā)射機到接收機之間的傳播時間，便可以確定收發(fā)機間的距離為光速與傳播時間之積。通常，導航應由導航系統完成，包括裝在運載體上的導航設備以及裝在其他地方與導航設備配合使用的導航臺。凡導航臺與移動載體間用無線電方式為媒介來實現導航的，稱為無線電導航。
[1] 從導航臺的所在位置來判定導航的性質，主要有陸基導航系統和星基導航系統。
[1] 陸基導航系統導航臺位于陸地上，導航臺與導航設備之間用無線電波系，如甚高頻全向信標（VOR）、微波著陸系統、羅蘭、歐米伽導航系統。
[1] 星基導航系統導航臺設在人造衛(wèi)星上，覆蓋范圍大大擴大，如美國的GPS（定位系統）和俄羅斯的GLONASS等衛(wèi)星導航系統。
[1] 發(fā)展歷史
無線電導航發(fā)展歷史
20世紀20~30年代無線電測向是航海和航空僅有的一種導航手段而且一直沿用至今,不過它后來已成為一種輔助手段.
[2] 第二次世界大戰(zhàn)期間,無線電導航技術迅速發(fā)展,出現了各種導航系統,雷達也開始在艦船和飛機上用作導航手段 ,飛機著陸開始使用雷達和儀表著陸系統.
[2] 60年代出現子午儀衛(wèi)星導航系統.70年代微波,著陸引導系統研制成功.
[2] 基本原理
無線電導航主要利用電磁波傳播的基本特性：電磁波在在均勻理想媒質中，沿直線（或短路徑）傳播;電磁波在自由空間的傳播速度是恒定的;電磁波在傳播路線上遇到障礙物或在不連續(xù)媒質的界面上時會發(fā)生反射。
[3] 無線電導航就是利用上述特性，通過無線電波的接收、發(fā)射和處理，導航設備能測量出所在載體相對于導航臺的方向、距離、距離差、速度等導航參量（幾何參量）。通過測量無線電導航臺發(fā)射信號(無線電電磁波)的時間、相位、幅度、頻率參量，可確定運動載體相對于導航臺的方位、距離和距離差等幾何參量，從而確定運動載體與導航臺之間的相對位置關系，據此實現對運動載體的定位和導航。
[4] 優(yōu)缺點
優(yōu)點：不受時間、天氣限制，精度高，作用距離遠方,定位時間短，設備簡單可靠；
[2] 缺點：必須輻射和接收無線電波而易被發(fā)現和干擾，需要載體外的導航臺支持，一旦導航臺失效，與之對應的導航設備無法使用；同時,易發(fā)生故障.
[2] 無線電導航系統分類
陸基無線電導航系統
*次世界大戰(zhàn)前后，是無線電導航的發(fā)明階段。1912年，航海用無線電羅盤和信標(0.1~1.75MHz)。1929年，航空用四航道信標(0.2~0.4MHz)。航空用無線電羅盤和信標。以測向技術為主，航海應用為主，稍后出現航空應用。
[4] 1943 年 羅蘭—A（Loran-A ）脈沖信號，脈沖載頻為2MHz ，雙曲線定位，作用范圍約400 n mile
1955 年 羅蘭—C （Loran-C ）脈沖信號，脈沖載頻為100kHz ，雙曲線定位，作用范圍約1000 n mile ，單次定位精度為460m ，重復定位精度18~90m ，數據更新速率10~20 次。
1958 年 奧米伽（Omega ）連續(xù)波信號，頻率為10~14kHz ，雙曲線體制，穿透水下10m 以上，定位精度2~4 n mile ，數據更新速率0.1 次/ 分，8 個導航臺，覆蓋。
1941 年 儀表著陸系統（ILS ）精密近進雷達（PAR ）
1942 年 臺卡（Decca ）連續(xù)波信號，頻率為70~129kHz
1946 年 伏爾（VOR ）甚高頻全向信標，108~118MHz ，連續(xù)波體制，只有方位，精度約為4~5
1949 年 測距器（DME ）近程航空導航系統，960~1215MHz ，只有距離，精度約為0.5 n mile
1955 年 塔康（TACAN ）戰(zhàn)術航空導航系統，960~1215MHz ，脈沖體制，主要為用（如機場、航空母艦等）
自從無線導航技術在*次世界大戰(zhàn)前后誕生以來，由于軍事需要，在第二次世界大戰(zhàn)中得到了迅速發(fā)展，戰(zhàn)后在此基礎上得到了進一步的發(fā)展和完善，并基本形成了當前的格局。航海用的無線導航系統以雙曲線定位體制為主，航空導航以測距— 測向體制為主。某些系統可以同時兼顧航海、航空導航的需要。從50 年代后以來，各種無線導航系統基本完成了覆蓋。目前雖然GPS 已經廣泛應用，但陸基導航系統還在繼續(xù)使用，并且還在繼續(xù)發(fā)展之中。
[4] 星基無線電導航系統
20 世紀50~70 年代，東西方兩大陣營的冷戰(zhàn)時期，軍備競賽激烈。美國和前蘇聯為了滿足本國以及盟國在軍事和航天方面的實際需要。美國和前蘇聯分別代表的資本主義陣營和社會主義陣營在政治宣傳上的需要。
1957 年前蘇聯成功發(fā)射*顆人造地球衛(wèi)星。衛(wèi)星開始用于通信、偵察等領域，推動了天技術發(fā)展、電子信息技術的發(fā)展、時間基準和傳遞、大地測繪等基礎技術的發(fā)展。
[4] 子午儀(Transit) 是美國軍導航衛(wèi)星系統Navy NavigationSatellite System (NNSS) ，世界上*個投入使用的衛(wèi)星定位系統。Transit 主要由美國Johns Hopkins Applied Physics Laboratory（JHAPL ）設計，經費由the Advanced Research ProjectsAgency (ARPA) 提供。主要目的是為潛艇和水面艦艇提供導航定位。1958 年開始研制，1964 年投入使用，1964 年開始民用，1988年發(fā)射后一顆衛(wèi)星，經過32 年的連續(xù)運行后，1996 年底Transit 結束使命。同時揭開了衛(wèi)星定位時代的序幕。
[4] 20世紀70、80年代美國*研制并由美國方控制的一個定位系統，是一個由24 顆人造地球衛(wèi)星、地面控制系統和用戶設備構成的星基無線電定位系統，也就是GPS。GPS 的功能：在*任何地方、任何氣象條件下為用戶提供實時、連續(xù)、高精度的三維位置、速度和時間信息（PVT ）。GPS 的意決了無線定位系統覆蓋范圍和定位精度之間的矛盾。（2 ）除了美國及其盟國用以外，還可供世界各國民用。
[4] 系統工作原理
無線電導航所使用的設備或系統有無線電羅盤、伏爾導航系統、塔康導航系統、羅蘭C導航系統、奧米加導航系統、多普勒導航系統、衛(wèi)星導航系統以及發(fā)展中的“導航星”定位系統等。
[2] 無線電信號中包含4個電氣參數:振幅、頻率、時間和相位。無線電波在傳播過程中，某一參數可能發(fā)生與某導航參量有關的變化。通過測量這一電氣參數就可得到相應的導航參量。根據所測電氣參數的不同，無線電導航系統可分為振幅式、頻率式、時間式（脈沖式）和相位式 4種。也可根據要測定的導航參量將無線電導航系統分為測角（方位角或高低角）、測距、測距差和測速 4種。現根據無線電導航設備的主要安裝基地分為地基（設備主要安裝在地面或海面）、空基（設備主要安裝在飛行的飛機上）和衛(wèi)星基（設備主要裝在導航衛(wèi)星上） 3種。根據作用距離分為近程、遠程、超遠程和定位4種。
[2] 無線電導航測角系統
利用無線電波直線傳播的特性，將飛機上的環(huán)形方向性天線轉到使接
無線電導航(圖2)收的信號幅值為小的位置,從而測出電臺航向(見無線電羅盤),這屬于振幅式導航系統。同樣，也可利用地面導航臺發(fā)射迅速旋轉的方向圖，根據飛機不同位置接收到的無線電信號的不同相位來判定地面導航臺相對飛機的方位角（見伏爾導航系統），這屬于相位式導航系統。測角系統可用于飛機返航（保持某導航參量不變，例如保持電臺航向為零,引導飛機飛向導航臺)。幾何參數（角度、距離等）相等點的軌跡稱為位置線。測角系統的位置線是直線(角度參量保持恒值的飛機所在錐面與地平面的交線)。測出兩個電臺的航向就可得到兩條直線位置線的交點，這交點就是飛機的位置（圖1）。
[2] 無線電導航測距系統
利用無線電波恒速直線傳播的特性。在飛機和地面導航臺上各安裝一
無線電導航(圖3)套接收、發(fā)射機。飛機向地面導航臺發(fā)射詢問信號，地面導航臺接收并向飛機轉發(fā)回答信號。飛機接收機收到的回答信號比詢問信號滯后一定時間。測出滯后時間就可算出飛機與導航臺的距離。利用電波的反射特性，測定由地面導航臺或飛機的反射信號的滯后時間也可求出距離。無線電導航測距系統的位置線是一個圓周，它由地面導航臺等距的圓球位置面與飛機所在高度的地心球面相交而成。利用測距系統可引導飛機在航空港作等待飛行，或由兩條圓位置線的交點確定飛機的位置（圖2）。定位的雙值性（有兩個交點）可用第三條圓位置線來消除。測距系統可以是脈沖式的、相位式的或頻率式的。
[2] 無線電導航測距差系統
在飛機上安裝一臺接收機，地面設置2～4個導航臺。各導航臺同步地（時間同步或相位同步）發(fā)射無線電信號，各信號到達飛機接收機的時間滯后與導航臺到飛機的距離成比例。測出它們到達的時間差就可求得距離差。與兩個定點保持等距離差的點的軌跡是球面雙曲面，因此這種系統的位置線是球面雙曲面與飛機所在高度的地心球面相交而成的雙曲線。利用3或4個地面導航臺可求得兩條雙曲線。根據兩條雙曲線的交點即可定出飛機的位置（圖3）。定位的雙值可用第三條雙曲線來消除?，F代使用的測距差系統大多是脈沖式或相位式的。
[2] 無線電導航測速系統
這種系統大多是利用多普勒效應工作的。安裝在飛機上的多普勒導航雷達以窄波束向地面發(fā)射厘米波段的無線電信號。由于存在多普勒效應，飛機接收到由地面反射回來的信號頻率與發(fā)射信號頻率不同,存在一個多普勒頻移,測出多普勒頻移就可求出飛行器相對于地面的速度（見多普勒導航系統）。再利用飛機上垂直基準和航向基準給出的俯仰角和航向角，將徑向速度分解出東向速度和北向速度，分別對時間求積分即可得出飛機當時的位置。多普勒測速系統的位置線也是雙曲線，它是由等多普勒頻移的錐面與飛機所在高度的地心球面相交而成的。多普勒導航測速系統屬于頻率式（見飛機導航系統）。
[2] 我國無線電導航系統
我國目前正在使用的主要有兩類。一類叫無方向信標，也叫中波導航臺，英文縮寫為NDB；另一類是甚高頻全向信標(縮寫為VOR)和測距儀(縮寫為DME)組成的系統。
[5] 在中波導航臺系統中，飛機使用可以轉動的環(huán)狀天線接收信號，當測到電波較強的方向時，天線停止轉動，于是就測出電臺與飛機之間的方位。飛機按這個方向飛行，就能準確地飛到電臺所在的位置。中波導航臺準確性低并且容易受到天氣的影響，但它價格便宜，設備結實耐用，所以世界上很多中小型機場和發(fā)展中國家的多數機場還在使用它。我國廣大的西部地區(qū)的機場也在使用這種系統。
[5] 甚高頻全向信標臺使用甚高頻電波，直線傳播，不受天氣影響，準確度高。VOR的天線在發(fā)射時不停地轉動， 發(fā)射出的信號按方向改變而改變。飛機收到VOR信號時，機上的儀表按照信號的頻率和強度變化自動指示出正北方向和飛機相對于發(fā)射臺的方向。VOR的作用有效范圍在200千米以內。通常在航路上每隔150千米左右建立一個VOR臺。飛機根據航空地圖上標出的VOR臺的位置， 就可以在航路上順利地飛行了。在使用VOR航路飛行時，駕駛員只能知道發(fā)射臺的方向，但不能確定飛機與發(fā)射臺之間的距離。當測距儀系統與VOR配套使用后，這個問題就解決了。DME的地面發(fā)射臺和VOR臺建在同一地點或建在機場附近。它所使用的頻率是超高頻，頻率在1000兆赫左右。這套系統由飛機上的詢問機和地面臺站上的應答機構成。飛機上的詢問機向地面發(fā)出一對脈沖信號，這脈沖之間的間隔是隨機的，使不同飛機發(fā)出的信號都是不同的。地面應答機接受到這對脈沖信號后發(fā)回同樣的一對脈沖信號。把發(fā)出信號和收到返回信號所消耗的時間與無線電波傳播的速度相乘，就可以算出飛機與地面站之間的距離。測距儀可以測量出的距離遠可達500千米，誤差僅為200米左右。在天空中飛行的各架飛機在詢問時所發(fā)出的脈沖對的間隔不同，在接收時只接收自己所發(fā)出的脈沖信號。同時有幾架飛機向地面站詢問時，它們的信號彼此不會混淆。VOR--DME系統的無線電波在天空中劃出一條明確的通道，這條空中通道就叫航路。飛機在航路上飛行，隨時可以從儀表上得知自己的航向和位置，根據地面管制員的調度，一個接一個地按航路點飛行，一直飛*程。VOR--DME導航系統保證了飛機能安全有秩序地飛行，*地提高了空中的交通流量和飛行安全?，F在這個系統成為世界上大部分地區(qū)主要的導航手段。
[5] 建設VoR—DME的航路，費用很高。不可能把地面上所有臺站之間都建立起航路。一般只能在中心城市之間或中心城市到一般城市之間設立航路。果飛機在兩個沒有航路的一般城市之間飛行，為了保證飛行安全，這時飛機不得不采取從一個城市沿著已有的航路飛到中心城市，再沿另一條航路飛往所要去的一般城市。這樣飛行不但浪費了燃油和時間，又使航路變得擁擠。在飛機上應用了電子計算機以后，才解決了這個問題。從兩個以上的VOR地面臺站收到的信號經過飛機上的電子計算機處理后得出一條實際上沒有地面臺站的航線，在這條航線上設置出假想的航路點，飛機按照這條航線飛行，同樣也可順利抵達目的地。這種專門設計的計算機被稱為航線計算機。飛機上配備了這種計算機后，就可以在能收到兩個以上VOR地面臺站所發(fā)出的信號的地方，按照計算機計算出來的航線飛行，這種方法叫區(qū)域導航。它把VOR的導航范圍由幾條航路擴展為一個平面，這個平面就是各個VOR導航臺站無線電信號所能覆蓋的整個平面。
[5] VOR--DME系統使用的甚高頻和超高頻電波是直線傳播的，作用距離在200千米之內。在浩瀚的大洋或大面積的無人區(qū)中，是無法建造出聯接一條航路的諸多VOR站的。為了滿足遠距離導航的需要，又開發(fā)出羅蘭系統和歐米加系統。這兩種系統使用了低頻和甚低頻的無線電波，作用距離都在2500千米以上。在地球表面只要建立起不多的這類臺站，就可以為飛機飛越大洋或遼闊的無人區(qū)導航。這種導航的缺點是精確度不夠高，而且需要功率非常強大的發(fā)射臺。20世紀60年代以后，有關專業(yè)人士們又開始尋找更好的方式以取代無線電導航系統。
[5] 北斗導航系統
北斗衛(wèi)星導航系統正式進入海事組織無線電導航系統。
[6] 11月17日至21日，海事組織海上安全委員會第94次會議在英國倫敦召開，*組團參會，并代表中國政府向海事組織承諾我國北斗衛(wèi)星導航系統的服務性能和運行維護管理要求，以及北斗衛(wèi)星導航系統在海事領域的應用政策，表達了我國政府的責任與態(tài)度。
[6] *有關負責人指出，我國作為海事組織A類理事國，此次海事組織對北斗衛(wèi)星導航系統的認可，將帶動北斗衛(wèi)星導航系統在航海領域的化、產業(yè)化。北斗衛(wèi)星導航系統也正式成為無線電導航系統的組成部分，取得面向海事應用的合法地位。這也是我國北斗衛(wèi)星導航系統標準*獲得組織的系統認可。
[6] 此次海事組織認可后，我國將繼續(xù)全面推進電工委員會、航標組織、海事無線電技術委員會、電信聯盟等技術組織的標準、規(guī)范、指南文件的制定和修訂，以實現北斗系統進一步在海事領域的*應用。
無線電導航
鎖定
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是指在規(guī)定時間達到目的地的航行技術。利用無線電波的傳播特性可測定飛行器的導航參量（方位、距離和速度），算出與規(guī)定航線的偏差，由駕駛員或自動駕駛儀操縱飛行器消除偏差以保持正確航線。
- 中文名
- 無線電導航
- 外文名
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- 基本原理
- 無線電傳播
- 年 代
- 20世紀20～30年代
目錄
- 1 簡介
- 2 發(fā)展歷史
- 3 基本原理
- 4 優(yōu)缺點
- 5 無線電導航系統分類
- ? 陸基無線電導航系統
- ? 星基無線電導航系統
- 6 系統工作原理
- ? 無線電導航測角系統
- ? 無線電導航測距系統
- ? 無線電導航測距差系統
- ? 無線電導航測速系統
- 7 我國無線電導航系統
- 8 北斗導航系統
簡介
無線電導航系統是利用了無線電波傳播的基本原理：無線電信號在自由空間中用直線方式以光速傳播，只要確定了無線電波從發(fā)射機到接收機之間的傳播時間，便可以確定收發(fā)機間的距離為光速與傳播時間之積。通常，導航應由導航系統完成，包括裝在運載體上的導航設備以及裝在其他地方與導航設備配合使用的導航臺。凡導航臺與移動載體間用無線電方式為媒介來實現導航的，稱為無線電導航。
[1] 從導航臺的所在位置來判定導航的性質，主要有陸基導航系統和星基導航系統。
[1] 陸基導航系統導航臺位于陸地上，導航臺與導航設備之間用無線電波系，如甚高頻全向信標（VOR）、微波著陸系統、羅蘭、歐米伽導航系統。
[1] 星基導航系統導航臺設在人造衛(wèi)星上，覆蓋范圍大大擴大，如美國的GPS（定位系統）和俄羅斯的GLONASS等衛(wèi)星導航系統。
[1] 發(fā)展歷史
無線電導航發(fā)展歷史
20世紀20~30年代無線電測向是航海和航空僅有的一種導航手段而且一直沿用至今,不過它后來已成為一種輔助手段.
[2] 第二次世界大戰(zhàn)期間,無線電導航技術迅速發(fā)展,出現了各種導航系統,雷達也開始在艦船和飛機上用作導航手段 ,飛機著陸開始使用雷達和儀表著陸系統.
[2] 60年代出現子午儀衛(wèi)星導航系統.70年代微波,著陸引導系統研制成功.
[2] 基本原理
無線電導航主要利用電磁波傳播的基本特性：電磁波在在均勻理想媒質中，沿直線（或短路徑）傳播;電磁波在自由空間的傳播速度是恒定的;電磁波在傳播路線上遇到障礙物或在不連續(xù)媒質的界面上時會發(fā)生反射。
[3] 無線電導航就是利用上述特性，通過無線電波的接收、發(fā)射和處理，導航設備能測量出所在載體相對于導航臺的方向、距離、距離差、速度等導航參量（幾何參量）。通過測量無線電導航臺發(fā)射信號(無線電電磁波)的時間、相位、幅度、頻率參量，可確定運動載體相對于導航臺的方位、距離和距離差等幾何參量，從而確定運動載體與導航臺之間的相對位置關系，據此實現對運動載體的定位和導航。
[4] 優(yōu)缺點
優(yōu)點：不受時間、天氣限制，精度高，作用距離遠方,定位時間短，設備簡單可靠；
[2] 缺點：必須輻射和接收無線電波而易被發(fā)現和干擾，需要載體外的導航臺支持，一旦導航臺失效，與之對應的導航設備無法使用；同時,易發(fā)生故障.
[2] 無線電導航系統分類
陸基無線電導航系統
*次世界大戰(zhàn)前后，是無線電導航的發(fā)明階段。1912年，航海用無線電羅盤和信標(0.1~1.75MHz)。1929年，航空用四航道信標(0.2~0.4MHz)。航空用無線電羅盤和信標。以測向技術為主，航海應用為主，稍后出現航空應用。
[4] 1943 年 羅蘭—A（Loran-A ）脈沖信號，脈沖載頻為2MHz ，雙曲線定位，作用范圍約400 n mile
1955 年 羅蘭—C （Loran-C ）脈沖信號，脈沖載頻為100kHz ，雙曲線定位，作用范圍約1000 n mile ，單次定位精度為460m ，重復定位精度18~90m ，數據更新速率10~20 次。
1958 年 奧米伽（Omega ）連續(xù)波信號，頻率為10~14kHz ，雙曲線體制，穿透水下10m 以上，定位精度2~4 n mile ，數據更新速率0.1 次/ 分，8 個導航臺，覆蓋。
1941 年 儀表著陸系統（ILS ）精密近進雷達（PAR ）
1942 年 臺卡（Decca ）連續(xù)波信號，頻率為70~129kHz
1946 年 伏爾（VOR ）甚高頻全向信標，108~118MHz ，連續(xù)波體制，只有方位，精度約為4~5
1949 年 測距器（DME ）近程航空導航系統，960~1215MHz ，只有距離，精度約為0.5 n mile
1955 年 塔康（TACAN ）戰(zhàn)術航空導航系統，960~1215MHz ，脈沖體制，主要為用（如機場、航空母艦等）
自從無線導航技術在*次世界大戰(zhàn)前后誕生以來，由于軍事需要，在第二次世界大戰(zhàn)中得到了迅速發(fā)展，戰(zhàn)后在此基礎上得到了進一步的發(fā)展和完善，并基本形成了當前的格局。航海用的無線導航系統以雙曲線定位體制為主，航空導航以測距— 測向體制為主。某些系統可以同時兼顧航海、航空導航的需要。從50 年代后以來，各種無線導航系統基本完成了覆蓋。目前雖然GPS 已經廣泛應用，但陸基導航系統還在繼續(xù)使用，并且還在繼續(xù)發(fā)展之中。
[4] 星基無線電導航系統
20 世紀50~70 年代，東西方兩大陣營的冷戰(zhàn)時期，軍備競賽激烈。美國和前蘇聯為了滿足本國以及盟國在軍事和航天方面的實際需要。美國和前蘇聯分別代表的資本主義陣營和社會主義陣營在政治宣傳上的需要。
1957 年前蘇聯成功發(fā)射*顆人造地球衛(wèi)星。衛(wèi)星開始用于通信、偵察等領域，推動了天技術發(fā)展、電子信息技術的發(fā)展、時間基準和傳遞、大地測繪等基礎技術的發(fā)展。
[4] 子午儀(Transit) 是美國導航衛(wèi)星系統Navy NavigationSatellite System (NNSS) ，世界上*個投入使用的衛(wèi)星定位系統。Transit 主要由美國Johns Hopkins Applied Physics Laboratory（JHAPL ）設計，經費由the Advanced Research ProjectsAgency (ARPA) 提供。主要目的是為潛艇和水面艦艇提供導航定位。1958 年開始研制，1964 年投入使用，1964 年開始民用，1988年發(fā)射后一顆衛(wèi)星，經過32 年的連續(xù)運行后，1996 年底Transit 結束使命。同時揭開了衛(wèi)星定位時代的序幕。
[4] 20世紀70、80年代美國*研制并由美國方控制的一個定位系統，是一個由24 顆人造地球衛(wèi)星、地面控制系統和用戶設備構成的星基無線電定位系統，也就是GPS。GPS 的功能：在*任何地方、任何氣象條件下為用戶提供實時、連續(xù)、高精度的三維位置、速度和時間信息（PVT ）。GPS 的意（1 ）解決了無線定位系統覆蓋范圍和定位精度之間的矛盾。（2 ）除了美國及其盟國以外，還可供世界各國民用。
[4] 系統工作原理
無線電導航所使用的設備或系統有無線電羅盤、伏爾導航系統、塔康導航系統、羅蘭C導航系統、奧米加導航系統、多普勒導航系統、衛(wèi)星導航系統以及發(fā)展中的“導航星”定位系統等。
[2] 無線電信號中包含4個電氣參數:振幅、頻率、時間和相位。無線電波在傳播過程中，某一參數可能發(fā)生與某導航參量有關的變化。通過測量這一電氣參數就可得到相應的導航參量。根據所測電氣參數的不同，無線電導航系統可分為振幅式、頻率式、時間式（脈沖式）和相位式 4種。也可根據要測定的導航參量將無線電導航系統分為測角（方位角或高低角）、測距、測距差和測速 4種?，F根據無線電導航設備的主要安裝基地分為地基（設備主要安裝在地面或海面）、空基（設備主要安裝在飛行的飛機上）和衛(wèi)星基（設備主要裝在導航衛(wèi)星上） 3種。根據作用距離分為近程、遠程、超遠程和定位4種。
[2] 無線電導航測角系統
利用無線電波直線傳播的特性，將飛機上的環(huán)形方向性天線轉到使接
無線電導航(圖2) 收的信號幅值為小的位置,從而測出電臺航向(見無線電羅盤),這屬于振幅式導航系統。同樣，也可利用地面導航臺發(fā)射迅速旋轉的方向圖，根據飛機不同位置接收到的無線電信號的不同相位來判定地面導航臺相對飛機的方位角（見伏爾導航系統），這屬于相位式導航系統。測角系統可用于飛機返航（保持某導航參量不變，例如保持電臺航向為零,引導飛機飛向導航臺)。幾何參數（角度、距離等）相等點的軌跡稱為位置線。測角系統的位置線是直線(角度參量保持恒值的飛機所在錐面與地平面的交線)。測出兩個電臺的航向就可得到兩條直線位置線的交點，這交點就是飛機的位置（圖1）。
[2] 無線電導航測距系統
利用無線電波恒速直線傳播的特性。在飛機和地面導航臺上各安裝一
無線電導航(圖3) 套接收、發(fā)射機。飛機向地面導航臺發(fā)射詢問信號，地面導航臺接收并向飛機轉發(fā)回答信號。飛機接收機收到的回答信號比詢問信號滯后一定時間。測出滯后時間就可算出飛機與導航臺的距離。利用電波的反射特性，測定由地面導航臺或飛機的反射信號的滯后時間也可求出距離。無線電導航測距系統的位置線是一個圓周，它由地面導航臺等距的圓球位置面與飛機所在高度的地心球面相交而成。利用測距系統可引導飛機在航空港作等待飛行，或由兩條圓位置線的交點確定飛機的位置（圖2）。定位的雙值性（有兩個交點）可用第三條圓位置線來消除。測距系統可以是脈沖式的、相位式的或頻率式的。
[2] 無線電導航測距差系統
在飛機上安裝一臺接收機，地面設置2～4個導航臺。各導航臺同步地（時間同步或相位同步）發(fā)射無線電信號，各信號到達飛機接收機的時間滯后與導航臺到飛機的距離成比例。測出它們到達的時間差就可求得距離差。與兩個定點保持等距離差的點的軌跡是球面雙曲面，因此這種系統的位置線是球面雙曲面與飛機所在高度的地心球面相交而成的雙曲線。利用3或4個地面導航臺可求得兩條雙曲線。根據兩條雙曲線的交點即可定出飛機的位置（圖3）。定位的雙值可用第三條雙曲線來消除?，F代使用的測距差系統大多是脈沖式或相位式的。
[2] 無線電導航測速系統
這種系統大多是利用多普勒效應工作的。安裝在飛機上的多普勒導航雷達以窄波束向地面發(fā)射厘米波段的無線電信號。由于存在多普勒效應，飛機接收到由地面反射回來的信號頻率與發(fā)射信號頻率不同,存在一個多普勒頻移,測出多普勒頻移就可求出飛行器相對于地面的速度（見多普勒導航系統）。再利用飛機上垂直基準和航向基準給出的俯仰角和航向角，將徑向速度分解出東向速度和北向速度，分別對時間求積分即可得出飛機當時的位置。多普勒測速系統的位置線也是雙曲線，它是由等多普勒頻移的錐面與飛機所在高度的地心球面相交而成的。多普勒導航測速系統屬于頻率式（見飛機導航系統）。
[2] 我國無線電導航系統
我國目前正在使用的主要有兩類。一類叫無方向信標，也叫中波導航臺，英文縮寫為NDB；另一類是甚高頻全向信標(縮寫為VOR)和測距儀(縮寫為DME)組成的系統。
[5] 在中波導航臺系統中，飛機使用可以轉動的環(huán)狀天線接收信號，當測到電波較強的方向時，天線停止轉動，于是就測出電臺與飛機之間的方位。飛機按這個方向飛行，就能準確地飛到電臺所在的位置。中波導航臺準確性低并且容易受到天氣的影響，但它價格便宜，設備結實耐用，所以世界上很多中小型機場和發(fā)展中國家的多數機場還在使用它。我國廣大的西部地區(qū)的機場也在使用這種系統。
[5] 甚高頻全向信標臺使用甚高頻電波，直線傳播，不受天氣影響，準確度高。VOR的天線在發(fā)射時不停地轉動， 發(fā)射出的信號按方向改變而改變。飛機收到VOR信號時，機上的儀表按照信號的頻率和強度變化自動指示出正北方向和飛機相對于發(fā)射臺的方向。VOR的作用有效范圍在200千米以內。通常在航路上每隔150千米左右建立一個VOR臺。飛機根據航空地圖上標出的VOR臺的位置， 就可以在航路上順利地飛行了。在使用VOR航路飛行時，駕駛員只能知道發(fā)射臺的方向，但不能確定飛機與發(fā)射臺之間的距離。當測距儀系統與VOR配套使用后，這個問題就解決了。DME的地面發(fā)射臺和VOR臺建在同一地點或建在機場附近。它所使用的頻率是超高頻，頻率在1000兆赫左右。這套系統由飛機上的詢問機和地面臺站上的應答機構成。飛機上的詢問機向地面發(fā)出一對脈沖信號，這脈沖之間的間隔是隨機的，使不同飛機發(fā)出的信號都是不同的。地面應答機接受到這對脈沖信號后發(fā)回同樣的一對脈沖信號。把發(fā)出信號和收到返回信號所消耗的時間與無線電波傳播的速度相乘，就可以算出飛機與地面站之間的距離。測距儀可以測量出的距離遠可達500千米，誤差僅為200米左右。在天空中飛行的各架飛機在詢問時所發(fā)出的脈沖對的間隔不同，在接收時只接收自己所發(fā)出的脈沖信號。同時有幾架飛機向地面站詢問時，它們的信號彼此不會混淆。VOR--DME系統的無線電波在天空中劃出一條明確的通道，這條空中通道就叫航路。飛機在航路上飛行，隨時可以從儀表上得知自己的航向和位置，根據地面管制員的調度，一個接一個地按航路點飛行，一直飛*程。VOR--DME導航系統保證了飛機能安全有秩序地飛行，*地提高了空中的交通流量和飛行安全?，F在這個系統成為世界上大部分地區(qū)主要的導航手段。
[5] 建設VoR—DME的航路，費用很高。不可能把地面上所有臺站之間都建立起航路。一般只能在中心城市之間或中心城市到一般城市之間設立航路。果飛機在兩個沒有航路的一般城市之間飛行，為了保證飛行安全，這時飛機不得不采取從一個城市沿著已有的航路飛到中心城市，再沿另一條航路飛往所要去的一般城市。這樣飛行不但浪費了燃油和時間，又使航路變得擁擠。在飛機上應用了電子計算機以后，才解決了這個問題。從兩個以上的VOR地面臺站收到的信號經過飛機上的電子計算機處理后得出一條實際上沒有地面臺站的航線，在這條航線上設置出假想的航路點，飛機按照這條航線飛行，同樣也可順利抵達目的地。這種專門設計的計算機被稱為航線計算機。飛機上配備了這種計算機后，就可以在能收到兩個以上VOR地面臺站所發(fā)出的信號的地方，按照計算機計算出來的航線飛行，這種方法叫區(qū)域導航。它把VOR的導航范圍由幾條航路擴展為一個平面，這個平面就是各個VOR導航臺站無線電信號所能覆蓋的整個平面。
[5] VOR--DME系統使用的甚高頻和超高頻電波是直線傳播的，作用距離在200千米之內。在浩瀚的大洋或大面積的無人區(qū)中，是無法建造出聯接一條航路的諸多VOR站的。為了滿足遠距離導航的需要，又開發(fā)出羅蘭系統和歐米加系統。這兩種系統使用了低頻和甚低頻的無線電波，作用距離都在2500千米以上。在地球表面只要建立起不多的這類臺站，就可以為飛機飛越大洋或遼闊的無人區(qū)導航。這種導航的缺點是精確度不夠高，而且需要功率非常強大的發(fā)射臺。20世紀60年代以后，有關專業(yè)人士們又開始尋找更好的方式以取代無線電導航系統。
[5] 北斗導航系統
北斗衛(wèi)星導航系統正式進入海事組織無線電導航系統。
[6] 11月17日至21日，海事組織海上安全委員會第94次會議在英國倫敦召開，*組團參會，并代表中國政府向海事組織承諾我國北斗衛(wèi)星導航系統的服務性能和運行維護管理要求，以及北斗衛(wèi)星導航系統在海事領域的應用政策，表達了我國政府的責任與態(tài)度。
[6] *有關負責人指出，我國作為海事組織A類理事國，此次海事組織對北斗衛(wèi)星導航系統的認可，將帶動北斗衛(wèi)星導航系統在航海領域的化、產業(yè)化。北斗衛(wèi)星導航系統也正式成為無線電導航系統的組成部分，取得面向海事應用的合法地位。這也是我國北斗衛(wèi)星導航系統標準*獲得組織的系統認可。
[6] 此次海事組織認可后，我國將繼續(xù)全面推進電工委員會、航標組織、海事無線電技術委員會、電信聯盟等技術組織的標準、規(guī)范、指南文件的制定和修訂，以實現北斗系統進一步在海事領域的*應用。
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