卫星导航航空应用研讨.ppt

* * * * * * 惯性导航系统是利用机上惯性设备测量飞机运动的速度和坐标，从而形成指令信息来导引飞机的系统。基本原理是：应用惯性加速度计，在三个互相垂直轴的方向上测量出飞机重心运动的加速度分量，然后用相应的积分装置得到速度分量和坐标分量。 惯性导航系统 平台式惯性导航系统 捷联式惯性导航系统 主要用于战略飞机 主要用于战术导弹 4.2.4空基导航增强系统ABAS * GPS/INS组合导航系统由全球卫星导航系统(GPS)、惯性导航系统(INS)和信息处理系统三部分构成 4.2.4空基导航增强系统ABAS 显示器 GPS 接收机 接口电路 控显 处理器 电源 接口电路 整形电路 水平陀螺 方位陀螺 北向加速度计 东向加速度计 天向加速度计 GPS导航系统 数控融合与控制系统 惯性导航系统 * 松耦合GPS/INS组合导航 紧耦合GPS/INS组合导航 4.2.4空基导航增强系统ABAS * 松耦合GPS/INS组合导航 4.2.4空基导航增强系统ABAS 惯性测量装置 导航仪 GPS接收机 接收机卡尔曼滤波器 导航卡尔曼滤波器 受力和弹体速度 加速度计偏差和陀螺仪漂移修正 位置、速度和姿态修正 位置和速度 卫星测量 位置和速度 把位置和速度提供给制导 ＋ — * 紧耦合GPS/INS组合导航 4.2.4空基导航增强系统ABAS 惯性测量装置 导航仪 GPS接收机 导航卡尔曼滤波器 受力和弹体速度 加速度计偏差和陀螺仪漂移修正 位置、速度、姿态和时钟误差修正 卫星测量 伪距、伪距变化 把位置和速度提供给制导 ＋ — 位置、速度 * 导航过程中，INS把速度和加速度信息提供给GPS接收机，可以提高GPS接收机的抗干扰能力和动态特征。如果GPS接收机失去对卫星的自动跟踪，INS仍然能够独立工作，并且提供的位置和速度值能够帮助GPS接收机及时地采集GPS卫星信息。 总结： GPS接收机可以向INS提供有关它当前的积累误差的实时而准确的数值，并进行补偿以提高INS导航精度。INS能够用准确的位置和速度初始值提供给GPS接收机跟踪回路，从而减少其采集GPS卫星信息所需要的时间。 4.2.4空基导航增强系统ABAS GPS/INS组合改善了系统精度、完好性 GPS/INS组合加强系统的抗干扰能力 解决高动态接收问题 解决GPS动态应用采样频率低的问题 * 目 录 1 空管导航技术概述 2 陆基导航系统 3 全球卫星导航系统（GNSS） 4 导航技术空管应用 5 总结与展望 * 现代空中交通管理 5 总结与展望 2007年国际民航组织(ICAO)在整合各国和地区RNAV和RNP运行实践的基础上，提出了PBN（Performance Based Navigation）的概念和标准，即“基于性能导航”，作为飞行运行和导航技术发展的基本指导准则。 PBN依据特定空域概念，按照运行所需的准确性、完好性、可用性、连续性和功能性，规定区域导航（RNAV）系统的性能要求。 PBN概念使得导航要求从对指定设备要求描述转向对基于性能导航描述。 * PBN实质上是基于导航卫星、机载仪表、地面导航设施等多传感器组合应用，实现RNP、RNAV多种不同精度的导航方式。 PBN是对传统导航应用方式的补充和变革。 PBN是基于CNS/ATM不同服务元素相互依赖、相互补充、共同作用的一种综合应用。 根据PBN的概念，指定空域内C/N/S/ATM中任何所需性能的缺失或不足，都可以通过其他所需性能的相互补充，在安全的前提下实现容量和间隔目标的最大化。 5 总结与展望 * RNAV是一种导航方式，它可以使航空器在导航信号覆盖范围之内，或在机载导航设备的工作能力范围之内，或二者的组合，沿任意期望的航径飞行。 RNAV航线的保护区是线性的 RNAV航线建立在雷达覆盖范围内 5 总结与展望 * 导航台 5 总结与展望 * 导航台 RNP是在规定的空域内运行必要的导航性能精度的描述。确定导航性能和需求要适合于特定的RNP类型和/或者应用。但具有机载监视和告警功能。 5 总结与展望 * 导航台 5 总结与展望 * 5 总结与展望 * GNSS卫星 RNP/RNAV航路 地基局域增强系统 ADS-B 导航性能预测信息 GNSS完好性监视 机场场面多边监视系统 5 总结与展望 * 航路点 RNAV 提高了空域的效率 优化空域的使用 弯曲的航径 垂直引导 保护区缩小 RNP 航路和程序设计受限制 传统程序和航路 RNP系统——机载性能监视和告警 5 总结与展望 当前的地面导航台 RNP系统能够提高运行完整性，尤其能够提供更小的的航路间距，并且能够提供充分的完整性，因此，使用RNP系统能够提供更高