飞机定位方法与应用_飞机 定位

导航：

• 1、飞机如何知道且辨别航线?
• 2、飞机在空中的飞行位置是怎样确定的?
• 3、飞机是如何进行定位、避让、沟通的？
• 4、飞机是怎么辨别航线的
• 5、飞机在空中的飞行位置是怎样确定的？
• 6、飞机是靠什么导航的？

飞机如何知道且辨别航线?

飞机定位方法如下：

1、使用GPS，全球定位系统在航空图上定位，判断航线。

2、使用飞机雷达，对陆地海洋固定坐标物体定位，判断航线。

3、依靠地面监控中心提供坐标监控飞机航线位置

飞机在空中的飞行位置是怎样确定的?

早期的领航概念中是没有定位一说的，飞行员或者领航员只是通过观察公路、铁路、河流、山峰、城镇或湖泊等地标来确定飞机的方位。单纯的NDB或VOR也只是飞机定向的一种手段。直到80年代DME加盟无线电导航后，才使定向向定位前进了一步。现在以GPS为代表的卫星导航系统是被广泛应用的精确定位的一种主要导航方式。

导航种类主要分惯性导航和无线电导航两种。

惯性导航是指安装在飞机上的惯性基准系统（IRS）。它主要由3个加速计和3个陀螺仪构成。加速计用于测量飞机的3个平移运动加速度，指示当地地垂线的方向；陀螺仪用于测量飞机的3个转动运动的角位移，指示地球自转轴的方向。计算机对测出的加速度进行两次积分，计算出飞机的位置。以A320飞机为例，它有3部惯性基准系统，就提供了3个惯性基准系统的位置给飞行管理计算机（FMC），飞行管理计算机则根据这3个位置再计算出一加权平均值，我们称之为“混合惯导”（MIX IRS）位置。

无线电导航是指通过测定无线电波从发射台到接收台的传播时间或相位和相角来进行定向定位的。地面雷达定位也是无线电导航的一种方式。现在一般将无线电导航分为陆基导航和星基导航两种。

陆基导航依靠的是台站与台站之间的相对位置，由一个台站到另一个台站。譬如由NDB到NDB或由VOR到VOR或NDB与VOR之间。星基导航依赖的是一系列航路点的精确位置，它的主要特征是任一点的坐标化。它所使用的导航设施有：DME-DME、VOR-DME、GPS、GLONASS等。举个简单例子：回上海由东山（KN）到嵊县（JF）到庵东（AND）一段，我们现在的飞行计划中所使用的只是这几个点的地理位置坐标，而不是它们的频率，所以我们认为这是星基导航的方式。但如果GPS不可用或飞行管理计算机部分存在问题，我们就需要使用这些航路导航设施的具体频率，向台或者背台飞行，从而达到进场的目的，这时候我们所使用的就是陆基导航的方式，也就是传统的无线电导航模式。由此可见，不是说使用陆地上的导航设备就是陆基导航，也不是说星基导航是仅仅使用GNSS（全球卫星导航系统）。在区域导航的现阶段，还是脱离不了这些航路导航设施的，或许在未来的新航行系统中会完全抛弃现有的航路导航设施，实行点与点之间的直接对话。

我们通常所说的无线电位置，是指机载接收机向飞行管理计算机传送接收到的信号，通过测距定位（DME-DME）或测距测向定位（DME-VOR），来确定的位置。其工作原理是：飞机起飞后，与飞行管理计算机有关的机载无线电导航系统开始工作，对两个地理位置最好的DME台（两个台与飞机连线之间的夹角大于30度小于150度）进行自动调谐，计算出距离后与导航数据库里的各台经纬度以及从其它渠道得到的飞行高度等其它信息相结合，计算出飞机的无线电位置。当DME接收机无法接收到两个符合条件的地面DME台信号时，机载无线电导航系统就会选择同一位置的DME/VOR。在盲降进近期间，用LOC（航向信标）更新使用LOC波束的横向位置（DME/DME-LOC或VOR/DME-LOC）。

全球卫星导航系统（GNSS）是星基导航系统的核心。它主要包括美国国防部掌握的GPS和前苏联从80年代开始建设现在由俄罗斯空间局管理的GLONASS，以及由西欧欧洲空间局正在建设的NAVSAT系统。GPS是目前应用最广泛的卫星导航系统，但在航空应用方面却受到了技术和政策的干扰，在纯民用的NAVSAT系统投入使用前，用户还没有自主选择的空间，所以使用的还是INS/GPS 这种组合，这也是现在我们最主要和最常用的导航方式。所以我们平常所说的GPS位置，对飞机而言，其实就是GPIRS，即INS/GPS的混合位置。每一部惯性基准系统都有一个和GPS的混合位置，飞行管理计算机根据其品质等级数及优选性选择其中的一个。

综上所述可知，单纯的NDB和VOR是不能定位的，那么惯导位置、无线电位置和GPIRS位置哪个才是代表飞机的位置呢？FMC（本文不涉及FMC对飞机其它系统提供其它类型数据的作用，单独考虑其在坐标和位置方面的计算）考虑每个定位设备的精确性和完整性而选择最精确的位置，从这个意义上来说，飞机的位置，就是FM的位置。假如GPS数据有效并且测试合格，那么GPS/INERTIAL为基本的导航方式。否则的话，使用无线电导航台加惯导或仅用惯导。即FMGS（飞行管理引导系统，以A320为例，它包括2个飞行管理引导计算机FMGC、2个多功能控制显示组件MCDU、1个飞行控制组件FCU和2个飞行增稳计算机FAC）使用GPS或当GPS不工作时使用无线电导航台更新FM位置。优先顺序为：IRS-GPS、IRS-DME/DME、IRS-VOR/DME、仅用IRS。飞行初始化时，每部FMGC（飞行管理引导计算机，我们通常讲的FMC是指它的管理部分而没有提及其引导部分）显示一FM位置，这个位置是一个GPIRS；起飞时，FM位置更新为储存在数据库里的跑道入口位置；飞行中，FM位置向无线电位置或GPS位置接近，其接近率取决于飞机高度。FMGC一直在计算从混合惯导位置到无线电位置或GPS位置的矢量偏差。如果无线电位置或GPS位置可用，每部FMGC不断更新这个偏差。所以飞机的位置不是单纯的惯导位置或无线电位置或GPS位置，这和飞机的导航方式以及飞机所处的不同阶段是相关的。当然，所有的位置都是针对WGS-84坐标系而言的，在内地使用北京54坐标系时，由于GPS使用的也是WGS-84坐标系，可能还会有所偏差，在这里就不额外表述了。

飞机是如何进行定位、避让、沟通的？

第一，就是飞机如何确定自己的位置。在二战的时候，像B-17这样的远程战略轰炸机就曾利用航拍得来的照片以识别自己在德国领土内的位置并且逐步引导自己到达目的地对德国的工业城市发动攻击，然后轻车熟路后就可以自己根据印象对德国境内的目标发动攻击，所以二战的美国战略轰炸机都有非常利于机组人员观察目标的玻璃机头。在现代，还有很多飞机都在机头下方安装有实时影像传输器来帮助飞行员观测周围的地形，尤其是在需要低空飞行的攻击机上。在无法确定以及的位置时，全球导航系统都会在机载显示屏边缘上出现标志亮点引导飞机矫正方位。

第二：飞机如何进行沟通。从二战开始各机就有手势沟通和无线电沟通，在今天也是一样。不过一般手势沟通都是用来在两架战斗机距离较近的情况下用来放松紧张状态的，实际意义并不大。所以，目前现代飞机都是使用专用波段的无线电通讯系统来和地面上的人员和一同飞行的军机进行沟通。在特别远信号不好的情况下，飞机还有专门的电子信息接受系统用来接受目的地的变化，比如因为大雪和大风天气，飞机需要在就近机场降落时，从飞行管理机构发来电子信息以可以帮助飞机选择降落地点和降落时间等信息。

第三：飞机如何避让。除了很多的小型飞机靠目视和雷达进行避让外。像大型客机和轰炸机这样需要长时间依靠自动控制飞行的机型都是通过专门的避让设备用来帮助两机选择合适的方向和高度进行避让。避免因为两机因为沟通问题同时转向同一边而发生碰撞事故，在紧急情况下，飞行员甚至可以直接锁死人工操作系统由自动规避系统自行调节，以避免在慌张的情况下，仍想依靠自己的经验而在状态不好的情况下操作飞机而导致事故的发生。飞机虽然飞在天上，但是飞行安全仍然不能小觑，希望各国不要在事故之后才发现飞机的缺陷，而是应该更早的发现问题以规避所有潜在的飞行隐患。

飞机是怎么辨别航线的

飞机定位方法如下：

1、使用GPS，全球定位系统在航空图上定位，判断航线。

2、使用飞机雷达，对陆地海洋固定坐标物体定位，判断航线。

3、依靠地面监控中心提供坐标监控飞机航线位置

飞机在空中的飞行位置是怎样确定的？

在早期的领航概念中是没有定位一说的，飞行员或者领航员起初只是通过观察公路、铁路、河流、山峰、城镇或湖泊等地标来确定飞机的方位。单纯的NDB（无指向性无线电信标）或VOR（甚高频全向信）也只是飞机定向的一种手段。直到后来DME加盟无线电导航后，才有了更近一步的发展。现在以GPS为代表的卫星导航系统是被广泛应用的精确定位的一种主要导航方式。

导航种类主要可以分惯性导航和无线电导航两种。事实上，导航的关键是在于确定飞机的瞬时位置。确定飞机位置有目视定位、航位推算和几何定位三种方法。

目视定位是指由驾驶员观察地面标志来判定飞机位置；航位推算则是根据已知的前一时刻的位置和测得的导航参数来推算当前飞机的位置；几何定位是以某些位置完全确定的导航点为基准，测量出飞机相对于这些导航点的几何关系，最后确定飞机的绝对位置。

飞机导航系统按工作原理可以分为：

（1）仪表导航系统。是指利用飞机上的仪表所提供的数据计算出飞机的各种导航参数。

（2）无线电导航系统。是利用地面无线电导航台或空间的导航卫星和飞机上的无线电导航设备对飞机进行定位和引导。

（3）惯性导航系统。利用安装在惯性平台上的3个加速度计的测疑结果连续地给出飞机的空间位置和速度。若把加速度计直接装在飞机机体上，并与航向系统和姿态系统结合起来进行导航，便构成捷联式惯性导航系统。

（4）天文导航系统。天文导航系统以天体为基准，利用星体跟踪器测得星体高度角来确定飞机的位置。

（5）组合导航系统。是将以上几种导航系统组合构成的性能更为完善的导航系统。

飞机是靠什么导航的？

飞机导航系统可以确定飞机的位置并引导飞机按预定航线飞行的整套设备（包括飞机上的和地面上的设备）。

早期的飞机主要靠目视导航。20世纪20年代开始发展仪表导航。飞机上有了简单的仪表，靠人工计算得出飞机当时的位置。30年代出现无线电导航，首先使用的是中波四航道无线电信标和无线电罗盘。

40年代初开始研制超短波的伏尔导航系统和仪表着陆系统（见无线电控制着陆）。50年代初惯性导航系统用于飞机导航。50年代末出现多普勒导航系统。60年代开始使用远程无线电罗兰C导航系统，作用距离达到2000公里。

为满足军事上的需要还研制出塔康导航系统，后又出现伏尔塔克导航系统及超远程的奥米加导航系统，作用距离已达到10000公里。1963年出现卫星导航，70年代以后发展全球定位导航系统。

扩展资料：

导航方法：

导航的关键在于确定飞机的瞬时位置。确定飞机位置有目视定位、几何定位和航位推算三种方法。

目视定位：

目视定位是由驾驶员观察地面标志来判定飞机位置；航位推算是根据已知的前一时刻的位置和测得的导航参数来推算当前飞机的位置；几何定位是以某些位置完全确定的导航点为基准，测量出飞机相对于这些导航点的几何关系，最后定出飞机的绝对位置。

几何定位：

以某导航点为基准确定飞机相对于导航点的位置，从而定出飞机的位置线（即某些几何参数如距离、角度保持不变的航迹）。再确定飞机相对于另一导航点的位置，定出另一条位置线。两条位置线的交点就是飞机所在的位置。

三种位置线：相对方位角为恒值的位置线是一条通过导航点的直线；距离为恒值的位置线是以导航点为中心的圆周；到两个导航点的距离差为恒值的位置线是双曲线。也可用雷达来确定飞机的位置。

航位推算：

根据已知的前一时刻飞机位置和测得的导航参数推算当时飞机的位置。例如根据测出的真实空速和飞机的航向，在给定风速和风向条件下利用航行速度三角形计算出地速(见飞行速度、仪表导航)，再把地速对时间进行积分。

代入起始条件──前一时刻的位置，即可得到当时的飞机位置。多普勒雷达能直接测出地速和偏流角，经过积分也可得到飞机的位置。

惯性导航实质上也是进行航位推算,由惯性元件测得加速度,经过两次积分得到位置信息。航位推算是近代导航的主要方法，利用这种方法的导航系统只依靠飞机上的仪器而与外界无关，且不易受无线电干扰，可进行全球导航。

全球卫星导航系统（GNSS）是星基导航系统的核心。它主要包括美国国防部掌握的GPS和前苏联从80年代开始建设现在由俄罗斯空间局管理的GLONASS，以及由西欧欧洲空间局正在建设的NAVSAT系统。

GPS是目前应用最广泛的卫星导航系统，但在航空应用方面却受到了技术和政策的干扰，在纯民用的NAVSAT系统投入使用前，用户还没有自主选择的空间，所以使用的还是INS/GPS 这种组合，这也是现在我们最主要和最常用的导航方式。

所以我们平常所说的GPS位置，对飞机而言，其实就是GPIRS，即INS/GPS的混合位置 。

惯性导航系统：利用安装在惯性平台上的,3个加速度计测出飞机沿互相垂直的3个方向上的加速度,由计算机将加速度信号对时间进行一次和二次积分，得出飞机沿3个方向的速度和位移，从而能连续地给出飞机的空间位置。

测量加速度也可不采用惯性平台，而把加速度计直接装在机体上，再把航向系统和姿态系统提供的信号一并输入计算机，计算出飞机的速度和位移，这就是捷联式惯性导航系统。

天文导航系统：以天体（如星体）为基准，利用星体跟踪器测定水平面与对此星体视线间的夹角（称为星体高度角）。高度角相等点构成的位置线是地球上的一个大圆。测定两个星体的高度角可得到两个大圆，它们的交点就是飞机的位置。

组合导航系统：由以上几种导航系统组合起来所构成的性能更为完善的导航系统。

参考资料来源：百度百科-飞机导航系统

标签：飞机定位方法与应用