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1 概述1

1.1 引言1

1.2 地球几何形状与重力场2

1.2.1 地球的几何形状2

1.2.2 地垂线、纬度和高度3

1.2.3 参考旋转椭球体的曲率半径5

1.2.4 重力矢量10

1.3 地球导航定位方法11

1.3.1 地球直角坐标系定位方法11

1.3.2 地球球面坐标系的定位方法12

1.3.3 两类定位方法的参数变换12

1.4 导航用坐标系14

1.4.1 坐标系的定义14

1.4.2 坐标系之间的变换关系16

1.5 民用飞机导航系统架构20

1.5.1 民机导航系统发展现状及趋势20

1.5.2 典型民机导航系统架构22

2 自主导航系统27

2.1 惯性传感器原理及发展概况27

2.1.1 双自由度陀螺仪的基本特性29

2.1.2 动力调谐陀螺仪32

2.1.3 激光陀螺（RLG）36

2.1.4 光纤陀螺41

2.1.5 微机电陀螺43

2.1.6 摆式加速度计44

2.1.7 微机电加速度计50

2.2 惯性导航系统工作原理51

2.2.1 惯性导航系统基础51

2.2.2 指北方位惯导系统的力学编排56

2.2.3 游移方位惯导系统的力学编排58

2.2.4 极区导航61

2.3 捷联惯性导航系统65

2.3.1 概述65

2.3.2 姿态更新算法66

2.3.3 捷联惯导的速度算法70

2.3.4 捷联惯导的位置算法74

2.4 惯性导航系统误差分析76

2.4.1 误差源分析76

2.4.2 速度误差和位置误差方程76

2.4.3 姿态误差方程79

2.4.4 静基座条件下指北方位系统的误差传播特性分析82

2.5 捷联惯导系统的对准与标定86

2.5.1 静基座条件下指北方位对准86

2.5.2 捷联惯导系统的标定技术89

2.6 大气数据系统94

2.6.1 相关术语与定义94

2.6.2 大气数据系统的组成与功能95

2.6.3 大气传感器97

2.6.4 大气数据计算机98

2.7 航姿系统99

2.7.1 磁传感器99

2.7.2 捷联航姿系统102

3 陆基无线电导航系统110

3.1 陆基无线电导航系统概述110

3.1.1 无线电导航系统的定义及构成110

3.1.2 无线电导航系统的任务及分类110

3.1.3 无线电导航系统的性能要求112

3.1.4 无线电导航系统的应用及发展趋势114

3.2 无线电高度表115

3.2.1 频率式无线电高度表116

3.2.2 脉冲式无线电高度表124

3.3 无线电罗盘测向系统127

3.3.1 系统功能127

3.3.2 机载无线电自动定向仪127

3.3.3 地面无线电测向信标129

3.4 甚高频全向信标131

3.4.1 甚高频全向信标系统工作原理131

3.4.2 常规VOR132

3.4.3 多普勒伏尔134

3.4.4 VOR与DVOR设备的应用136

3.5 测距仪137

3.5.1 测距仪系统137

3.5.2 DME/P141

3.5.3 DME调谐原理和过程143

3.5.4 DME测距误差分析144

3.6 VOR/DME与DME/DME导航原理144

3.6.1 VOR及DME信号覆盖范围144

3.6.2 VOR/DME区域导航定位算法145

3.6.3 无线电自动选台算法151

3.7 ILS仪表着陆系统164

3.7.1 工作原理166

3.7.2 航向台的组成及作用169

3.7.3 下滑台的组成及作用170

3.7.4 指点信标171

3.7.5 仪表着陆系统的性能要求172

3.7.6 航向下滑的场地标准173

3.8 MLS微波着陆系统174

3.8.1 测角和测距原理176

3.8.2 微波着陆系统地面设备178

3.8.3 微波着陆系统机载设备181

3.8.4 精密测距设备184

3.8.5 微波着陆系统信号格式185

3.8.6 微波着陆系统在机场的配置和使用187

3.9 雷达着陆系统188

3.9.1 雷达测距和测角原理188

3.9.2 着陆雷达工作原理190

3.9.3 着陆雷达的主要性能192

3.9.4 着陆雷达的安装和使用192

3.9.5 雷达着陆的缺点193

3.10 MMR多模接收机着陆系统193

4 全球卫星导航系统195

4.1 全球卫星导航系统概述195

4.1.1 GPS的组成195

4.1.2 GPS现代化200

4.1.3 GPS应用200

4.1.4 各国卫星导航系统的概况200

4.2 全球卫星导航系统的工作原理201

4.2.1 GPS信号201

4.2.2 GPS信号的组成、用途和特性202

4.2.3 现代化的GPS信号205

4.2.4 GPS时间系统、坐标系统和卫星位置计算207

4.2.5 GPS测量210

4.2.6 GPS定位216

4.3 GPS的误差分析220

4.3.1 GPS星座误差221

4.3.2 GPS信号传播中的主要误差222

4.3.3 与接收机有关的误差224

4.3.4 其他误差源225

4.4 差分GPS225

4.4.1 差分的种类226

4.4.2 广域增强系统227

4.4.3 局域增强系统236

5 基于性能的导航246

5.1 概述246

5.2 区域导航系统247

5.3 RNP导航249

5.3.1 RNP导航特点250

5.3.2 RNP参数251

5.3.3 导航性能要求253

5.3.4 RNP飞行程序结构255

5.3.5 实际导航性能（ANP）264

5.3.6 飞机性能对导航性能的影响评估270

5.3.7 航路和飞行程序空域规划中的PEE影响280

5.4 导航性能的指标分配280

5.5 导航综合与管理281

5.5.1 概述281

5.5.2 无线电导航台站调谐283

5.5.3 无线电台站合理性检测283

5.5.4 选择辅助导航量测量283

5.5.5 辅助导航的位置计算283

5.5.6 IRS与VOR/DME/ADF、GNSS、ADS的组合方案283

5.5.7 最佳位置计算296

5.5.8 混合位置计算298

5.5.9 导航融合精度计算299

5.5.10 导航性能监控和告警302

5.5.11 导航数据库306

5.6 水平导航312

5.7 垂直导航314

5.8 未来民机导航系统318

参考文献320

索引323