機載導航系統在海上飛行中的應用

錢金山

(海軍航空兵學院，遼寧葫蘆島，125001）

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機載導航系統在海上飛行中的應用

錢金山

(海軍航空兵學院，遼寧葫蘆島，125001）

摘要：機載導航系統對海上飛行作用十分重大，系統向飛行員提供了大量的領航數據，其數據實時改變，如果按照其數據飛行，就意為著飛機的航向要跟著不斷地變化，頻繁地改變航向并不有利于飛行。所以，飛行員要充分利用機載導航系統的數據，根據領航原理人工引領飛機航行，這樣，既能充分發揮機載導航系統數據多、自動測量的優勢，又能充分發揮人的作用，完好地完成領航任務。飛機在海上飛行時，地標少，可以利用機載導航系統的數據，實施檢查航跡、修正航跡、控制飛機轉彎、空域飛行、從海上歸航等飛行任務。

關鍵詞：機載導航系統 ；領航原理；海上領航

1　機載導航系統在檢查、修正航跡中的應用

1.1檢查航跡

飛機是否沿航線飛行，可以查看機載導航系統給出的航跡角、偏航角、偏航距、期望航跡角等數據進行判斷。航跡角與航線角相等、偏航角為0，說明飛機平行航線飛行，如果偏航距也為0，則飛機在航線上飛行。偏航距為0，偏航角不為0，只是飛機暫時在航線上。期望航跡角（飛機現在位置與預定點的方位角）與航線角相等也說明飛機在航線上。飛機實際航跡角等于期望航跡角，期望航跡角不變，說明飛機將通過轉彎點，期望航跡角越來越大，說明飛機繼續偏左，期望航跡角越來越小，說明飛機繼續偏右。

1.2修正航跡

飛機發生了偏差就要進行修正，應用機載導航系統給出的數據，依據領航原理就可以很方便地修正飛機的航跡。

1.2.1按期望航跡角修正航跡

在檢查航跡中我們知道，如果飛機實際航跡等于期望航跡角，我們認為飛機將準確通過預定點上空。但保持現在的航跡不能通過預定點上空時，我們應適當地增大或者減小航向，使航跡角和期望航跡角相等，完成航跡的修正，修正完畢，期望航跡角是不變的。此時，飛機的偏航角、偏航距為不一定0，飛機不是沿航線飛向預定點上空，而是直接飛向預定點上空。

1.2.2按航跡修正角進行修正

機載導航系統顯示的航跡是平均航跡，按航跡修正角修正航跡的原理，航跡修正角(ΔHJ)=實際航跡-期望航跡角。如圖1所示。從機載導航系統上讀取飛機的實際航跡、期望航跡角、平均航向，根據公式CX應=CX均-ΔHJ，計算出應飛航向，按應飛航向飛行，就能飛到預定點上空。

圖1　按航跡修正角修正航跡

1.2.3按實測偏流進行修正

如果飛行中，根據機載導航系統顯示的偏航距，判斷飛機偏離航線的距離，如果飛機偏離航線比較小，可以根據機載導航系統顯示的偏流，在原航線角的基礎上修正偏流，使飛機平行航線飛行。

1.2.4按偏離角修正航跡

按偏離角修正航跡，實則上就是按實測偏流修正航跡，用新航線角減去偏流角，新航線就是期望航跡角。

應飛航向 ﹦ 期望航跡角-偏流

無論是什么飛機上的機載導航系統，基本的修正方法和修正原理是一樣的，都是通過改變航向，使飛機準確通過預定點上空，最重要的是修正之后，要及時檢查修正效果，從而保證飛機準確地通過預定點上空，從機載導航系統上查看飛機的偏航角、偏航距越來越小（相對于原航線）說明飛機的偏航趨勢在減小，修正是正確的。

2　機載導航系統在空域飛中的應用

空域飛行之前，要將空域邊界幾個點用建立航線的方法建立起飛行航線，并激活航線，然后操作機載導航系統調出該導航頁面，這樣飛行空域的區域就能夠準確地顯示在機載導航系統的顯示屏上，在海上飛行時，沒有地標，也能夠根據邊界航線飛行。

3　從海上歸航時機載導航系統的應用

3.1機載導航系統在加入著陸航線中的應用

在飛機從海上飛行歸航下滑前，利用機載導航系統建立并激活著落航線（著落航線：利用兩遠臺的經緯度建立著落航線）。根據機載導航系統上顯示飛機的航跡和位置決定加入直角大航線的幾邊。如果飛機的航向與著陸航向相近，偏航距接近0，就直接加入五邊，如果飛機飛過下降點，加入一邊；飛機的航向與著陸航向相差90°或270°，再根據飛機與導航臺的距離分別加入二邊或四邊；飛機的航向與著陸航向相反，根據偏航距加入三邊。

3.2機載導航系統在著陸飛行中的應用

3.2.1轉彎時機的控制

用機載導航系統建立好航線后，根據機載導航系統上顯示的未飛距離、偏航距控制監督飛機一、二、三、四轉彎的轉彎時機及控制監督飛機沿一、二、三、四、五邊飛行。一轉彎根據飛機與遠臺的飛距離控制轉彎；二轉彎利用機載導航系統上顯示的偏航距控制飛機轉彎；三轉彎可以用飛機到遠臺的距離來控制，事先在地圖上量出三轉彎點到遠臺的距離，切臺后飛機到遠臺的距離越來越大，實際距離與量取的數值相等時，則引領飛機三轉彎，同時要用偏航距來控制航線的寬度；三轉彎后，飛機沿四邊飛行，量出四轉彎點到遠臺的距離，沿四邊飛行時，飛機到遠臺的距離越來越小，實際距離與量取的數值相等時，四轉彎加入五邊。

3.2.2五邊的控制

飛機在五邊飛行時，機載導航系統能提供飛機的位置偏差、磁航跡角、偏流、期望航跡角等重要數據。能判斷航跡發展趨勢，比利用無線電羅盤判斷飛機的偏差顯得更直觀、更精確。

（1）方向修正

在五邊方向的控制上，如果飛機在五邊上，偏航角、偏航距為0，航跡角、期望航跡角相等并與航向相差一個偏流角。當飛機不在五邊上有偏差時，利用機載導航系統偏航距判斷飛機偏左偏右，當偏航距不大時，根據偏航距的數值將飛機修到五邊上，當飛機位置臨近五邊時，判讀偏流，給出應飛航向，使飛機沿航線下降。同時，也可根據偏航角、航跡角、期望航跡角來判斷，航跡角大于期望航跡角飛機偏左，航跡角小于期望航跡角飛機偏右。當偏航距較大時，應有規律地修正飛機，可按倍角法的原理實施修正，此時，保持偏航角等于兩倍偏離角飛行（偏離角=著陸航向-期望航跡角），當飛機位置臨近五邊時，判讀偏流，給出應飛航向，使飛機沿航線下降。

（2）高度修正

高度修正是確保飛機正常著陸的重要保證，如果飛機高度過高，會導致飛機最后階段下降率和空速過大，造成飛機無法安全著陸。而如果高度過低，則有可能使飛機無法避開下降航線上的高大障礙物，甚至撞地，嚴重影響飛行安全。

高度修正是通過適當增大或減小飛機下降率實現的。飛機穿云下降點高度一定時，而下降時間跟飛機地速有關，己知飛機的地速，就能夠計算出飛機所需的下降率。

在五邊高度的修正上，主要是通過計算飛機順逆風速大小，判斷飛機地速變化量。當出現順風時，加大下降率，當出現逆風時，減小下降率。地速變化導致飛行時間變化，時間變化導致下降率出現變化，通過數據事先進行計算。地速變化后，下降率的變化公式是：ΔVr=ΔWH/S。

4　機載導航系統的局限性

4.1衛星信號不好影響機載導航系統的準確度目前，機載導航系統都與衛星導航系統相連，衛星導航系統的好壞影響了機載導航系統的準確度。由于衛星信號來自太空衛星，所以，大氣的對流層、電離層及地面的高大建筑物都會影響機載導航系統對衛星信號的接收。另外飛機本身就有許多機載設備，復雜的電磁環境是影響衛星信號的一個重要干擾源。在建筑物、金屬成分的遮蔽下衛星信號會相應降低，甚至完全失去。

4.2衛星導航系統存在的誤差

與同其它無線電導航系統一樣，衛星導航系統也存在著電波傳播誤差、時鐘漂移誤差、幾何誤差、設備誤差等因素引起的測量誤差，從而引起測距誤差和定位誤差。在一次陸上飛行中，通過地標定位，飛機明顯正好在航線上，此時衛星顯示卻在航線的左側0. 3km處，通過分析發現衛星在定位時，它會受到地形環境的影響，產生誤差。

4.3慣性導航系統存在的誤差

慣性導航系統是一種推測領航，飛機位置等數據是用慣性測量的數據對時間積分而來，如果測量初始數據有誤差，隨著時間的增長，系統的誤差就會越來越大。所以，慣性導航系統不可以長時間地單獨工作。

4.4綜合領航，防止單打一

雖然機載導航系統有著眾多優點，但在飛行過程中，要綜合采用各種方法去檢查和修正航跡，使用單一種方法，一旦出現了錯誤，自己很難發現差錯，所以，要防止過分依賴單一設備。

Application of airborne navigation system in the sea

Qian Jinshan
(Naval Aviation Academy Huludao Liaoning，125001)

Abstract：Airborne navigation system acting on marine flight is very important, the system to the pilot provides a large number of navigation data,the real-time data change,if in accordance with the flight data, means that the aircraft heading to follow constantly changing,frequently changed course is not conducive to flight.So,the pilot should make full use of the data of airborne navigation system, based on the principle of pilot artificial leading aircraft navigation.In this way,not only can give full play to the airborne navigation system data,automatic measurement of the advantage,and can give full play to the role of,well completed pilot task.Aircraft in flight over the sea,landmarks,can use data of airborne navigation system, the implementation of track inspection and correction of track and control aircraft to turn, airspace,from maritime homing and other missions.

Keywords：Airborne navigation system;navigation principle;marine navigation

作者簡介

錢金山，男，1962年生，江蘇南通人。海軍工程大學畢業，海軍航空兵學院副教授，空中領航教研室主任。研究方向：空中領航教學研究及機載領航設備仿真研究。