空中導出導航數據

空中導出導航數據

空中導出導航數據是由機載設備測量獲得的導航數據。

機載導航設備是引導載機安全飛行、突防及完成各項預定作戰任務、著陸/艦所必須的設備,為飛行人員和自動駕駛儀提供載機的位置、速度和航向等信息。

定義

空中導出導航數據是由機載設備測量獲得的導航數據。

機載導航設備

機載導航設備是引導載機安全飛行、突防及完成各項預定作戰任務、著陸/艦所必須的設備,為飛行人員和自 動駕駛儀提供載機的位置、速度和航向等信息。美國對軍事導航定位的基本要求是:全球的導航覆蓋,高精度的定位能力;用戶設備是被動式的,定位信息是連續的,能實時回響;可防止被敵人利用,有抗干擾、防破壞的能力;沒有飽和容量的限制;可為所有用戶提供公用坐標格網;精度不隨使用條件的變化而變化;便於野戰條件下維護;用戶是自主式的。對機載導航設備的要求是:具有跨越廣大地域的高精度定位和導航能力,能夠在全天候條件下,連續、精確地確定載機位置、速度和時間等。

美軍根據飛機的不同作戰用途,使用不同的導航設備組合,滿足不同作戰要求,如:戰鬥機(CF-15等)、攻擊 機(A-10等)突出其高速、低空、中程的導航能力;轟炸機(CB- 2等)突出其遠程、自主、精密定位、轟炸導航的能力;預警和指揮飛機(CE-2等)突出其中遠程、自主、安全的導航能力,美軍主要作戰機型機載設備情況如圖。

機載導航設備與導航數據

不同導航設備傳遞不同導航信息,閒總結如下:

(1)GPS接收機

GPS是利用衛星進行導航的全球無線電導航系統。機載GPS導航系統包括:多通道的GPS接收機;以GPS為導航參數的組合導航設備,如:GPS/INS系統、GPS/都卜勒組合導航系統、GPS/羅蘭-C組合導航系統、GPS輔助目標定位系統,有比較完備的種類和型號。

(2)都卜勒導航

利用都卜勒效應向飛機斜下方發射2到4個波束,通過檢測回波的都卜勒頻移推算出飛機相對於地面的速度和偏流角。型號包括AN/APN- 190(V)、AN/APN- 213、AN/APN- 218等,其中AN/APN- 190(V),工作頻率:13.25~ 13.40GHz,用來連續測量地速和偏流角;AN/APN- 213,用來提供空速和偏航信息,工作頻率:13.13GHz,發射功率:1W,通過向四方發射13.13GHz的連續波來測定飛機的飛行速度和地面反射波的都卜勒頻移。AN/APN- 218技術體制:連續波、脈衝都卜勒,工作頻率:J波段(10~ 20GHz),使用高度範圍:0~21000米,具有防核能力、高性能脈衝都卜勒雷達,它與地速偏流指示器結合,處理從雷達來的數字速度數據,並顯示地速與偏流角。該系統連續測量航向速度、偏流速度和垂直速度,為導航設備提供精確的飛機數據。

(3)儀表著陸系統接收機

國際民航規定的標準著陸引導系統,為著陸飛機在進場過程中提供航向、下滑和距離信息,引導飛機進場著陸。型號包括AN/ARN- 108、AN/ASN-112。系統由航向信標、下滑信標、指點信標或測距應答信標組成,其中:航向信標工作在108 MHz~ 112MHz,完成航向角測量;下滑信標工作在329MHz~ 335MHz,完成下滑角測量;指點信標工作在75MHz,完成定點距離測量,並用無線電高度表在相應距離上檢查相應高度;有時也使用測距器應答信標和相應機載測距詢問機完成距離測量。

(4)塔康系統

由機載設備與配套的信標台組成極座標式近程無線電導航系統,與信標台及航向系統配合,可以連續自動地測定飛機無線電方位角,飛機至信標台的直線斜距及航道偏離數據,飛機與飛機之間的直線距離,用於保證飛機在全天候飛行時完成出航、歸航、航線飛行等任務。裝備的型號包括AN/ARN-118(V)、TCN- 250、AN/ARN- 139(V)、AN/ARN- 84、AN/ARN- 153(V),工作頻率962~1213MHz/1025~ 1150MHz,波道間隔1MHz,採用標準的X和Y信道。塔康系統經過幾十年的使用,功能得到充分開發和擴展,是一個較為完善的導航系統,在美軍及其北約的主要作戰飛機中幾乎都配裝了塔康機載設備。

(5)無線電高度表

用來提供載機與地面的真實高度,分為低空和高空雷達高度表。裝備的型號包括AN/ASN-214、AN/APN- 194(V)(0~ 1500m)、AN/APN-171(0~ 1500英尺、0~ 2500英尺、0~ 5000英尺、)、AN/APN- 224(0~ 3km)、AN/APN- 232(0~15240m)。低空雷達高度表以AN/APN- 194(V)為代表,採用窄脈衝測距體制,具有危險高度(低高度)告警、危險高度告警設定、測量飛機速率、著陸裝置告警、功率管理等能力等功能,工作頻率4.3GHz,脈衝寬度0. 02us或0. 2us,重複頻率20kHz,發射功率5W,測高精度:1m± 4%,工作高度1500m。高空雷達高度表:以AN/APN- 232為代表,是一種先進的全固態雷達高度計,由發射/接收機、天線和指示器組成,具有模擬、數字兩種信號輸出方式,可根據地形和飛機高度變化自動調整發射功率。測高範圍從地面至15240米高空,當飛機低於選定的高度時由告警燈告警,並具有低截獲機率和反干擾能力。

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