探讨航空导航设备发现现状与趋势

　　【摘 要】飞机远程航行需要航空导航设备。航空导航随着科技的发展得到了很大的技术提升。但是其设备中仍有许多需要改善的地方。笔者在本文将就设备的优、缺点进行分析并提出相应改进意见。
　　【关键词】航空导航；导航设备；导航技术
　　随着科技的发展，航空技术得到了很大的提高，同时航空导航设备的技术也越来越先进。通过研究航空导航技术可以帮助航空领域发展。本文将就航空导航技术的优、缺点进行分析，并提出相应的改进意见。
　　一、地标导航
　　很多导航设备都有易受干扰的问题，受到干扰后导航将不能正常使用或由于受到欺骗性的干扰飞到敌防空区等。地标导航能很好地帮助避免着各种问题，因为不受干扰，通过识别地标可完成任务是地标导航的特点。地标导航的缺点则是在因海上飞行时的地标稀少且能见度低使其对于飞行员的导航技术考验大。因此提高飞行员对地标导航的应用能力具有重要意义。第一，飞行员能尽可能的利用海上的地标。尽管海上的地标不多，但飞行员可将岛屿当成基本点。第二，飞行员需熟悉飞行区域的地标。利用领航时钟、磁罗盘、空速表等传统仪表推测飞行区域的地标，通过熟悉这些地标，在电子设备受到干扰时飞行员可利用所掌握的地标顺利出航和返航。第三，利用雷达搜索地标。飞行过程中遇见能见度不好等情况可开雷达明确地标位置。雷达打开时间不宜太长，不然易受干扰。地标导航虽然比较原始，掌握困难，但依旧在作战飞机受到敌方干扰时能够起到作用。
　　二、无线电罗盘导航
　　无线电罗盘导航的原理是飞机上的设备与地面导航电台之间建立了方位关系，通过与多个地面建立的方位练习来进行定位导航。无线电罗盘导航为复杂气象、夜间条件下的基本导航方法。无线电罗盘的工作频率为150-1749.5kHz，有地面导航电台分布广、工作距离短的特点，因此要对它进行干扰的难度较大。误差大、有海岸、山地、夜间效应是无线电罗盘的缺点。
　　三、塔康导航
　　塔康导航能够确定飞机位置、完成起飞着陆的导航工作，这一作用是通过建立飞机与地面塔康台之间的方位和距离关系，在跑道延长线上建立飞机和跑道之间的偏差角关系来完成的。塔康导航的工作频率与无线电罗盘不同，因此当无线电罗盘受到侵扰时可以启用塔康导航。
　　塔康导航在我国发展较晚，因此可通过下述几个方向来完善塔康导航系统：首先，组建近距离导航系统。塔康虽然能够进行导航的基础工作，但飞行人员仍需计算导航的数据如飞行航向、未飞时、未飞距等。导航数据的计算需要飞行人员经过严格的培训来完成。通过装置导航计算机和综合显示器，导航数据可经计算机算出结果后显示于显示器上。一方面，减轻了飞行员的工作量，另一方面，这样的近程塔康导航系统能够在其他导航系统受干扰时完成任务。其次添加地面塔康台数量。当前的地面塔康台较少，因此应增加塔康台数。由于塔康的导航距离可达几百公里，因此几十台的地面塔康台即可覆盖大片的区域。再者，塔康与航母的联系。航母内置塔康台，通过取得飞机与航母之间的数据联系，飞行员取得飞行计算机通过对航母位置等的计算得到的导航数据可完成工作。最后，巩固塔康导航的方法训练。当前，塔康的机制是通过方位和距离来得出飞机位置。通过这个飞机位置算出飞机航迹方向和偏航角以得出新的应飞航向。同时，通过这个飞机位置可算出飞机地速以得出目的地的预达时刻。而且通过地速和航迹角以及飞行方向、空速可以利用领航计算尺计算出空中风，空中风可用来推算下一段的导航任务。另外，在进行空域的飞行时，通过方位与距离控制空域的边界，保证飞机在空域内飞行。塔康在飞机的起飞与着陆时判断飞机是否位置偏差以正确的进行飞行。
　　四、惯性导航
　　惯性导航能够给出最全的数据，惯性导航还可以提供除了必要的导航数据外的姿态信号，惯性导航的数据精度高，误差可控制于小于1°。使用惯性导航的飞机能够精确地进行航行，在方向、距离上精确度高。惯性导航也是火控系统的一部分，为三代战机不可或缺的导航设备。同时，惯性导航作为自备式导航系统有着不受干扰的优点，这是它最为突出的优点。惯性导航的缺点为积累误差，这是它最大的缺点。积累误差体现为飞行时间越长，积累误差越大。当与GPS组合时误差可小于300米，但若GPS受到干扰则会增加航行的危险。因为卫星导航技术可在一定地区、一定时间内实施干扰或关闭，因此卫星导航在特定的时候受干扰是一定的，这样可导致使用时候就开放，在不使用的时候就干扰或关闭，形成飞机飞行不到目标上空或飞行至不利于飞行区的结果。所以，纯惯导飞行有时需要被使用，而惯导飞行最核心的问题是导航的飘移，然而海上飞行的过程发现的地标少，因此飘移难以被发觉。查看惯导飘移的方法有四种。第一，通过对有限地标的利用。制定航线时使航线经过岛屿，这样可以更大可能利用到地标的作用。第二，互通预警机、军舰等的数据，将惯导的数据与其他设备的数据相比较，通过发现两者是否存在偏差来分析惯导是否飘移。第三，通过心算推测发现飘移。通过推测领航的方法可推算飞机的位置等，当此数据与惯导的数据相差较大时，需要注意是否存在飘移。第四，在海上飞行的过程中使用塔康台。当飞机在航母附近飞行时，可以借助塔康系统的计算来测飞机的位置。如果这个位置与惯导系统的数据不同，需要注意惯导是否发生飘移。总的来说，通过飞机和其他设备联系得出的数据与惯导的数据进行比对，来推测惯导是否发生了偏移。
　　五、卫星导航
　　卫星系统的优点是实时定位、无积累误差、定位广、导航精度高。卫星在各个国家都备受重视。在中国、美国、欧盟、俄罗斯，卫星的导航系统已经形成。从各国卫星的发展状况来看，美国的发展最好，其卫星可供全球范围使用，而中国的卫星系统刚刚建成，飞机上还未配有接收机。因此，当前的飞机卫星系统对美国的GPS依赖性大。GPS能够对惯导有着较大的修正作用，这种精确度高的修正作用尚未找到别的系统来代替。因此卫星导航的缺点有以下几点。第一点，卫星导航易受别的国家控制。当局部地区的卫星信号被有的国家关闭时将对使用自动导航系统的飞行员产生较大影响。第二点，欺骗性干扰的影响。欺骗性干扰将影响飞机抵达错误的目的地。第三点，第三方干扰的影响。因为卫星的轨道位于两万公里的高度，因此卫星的信号通常较弱、易受到干扰。通过国家建立和完善北斗，以及俄罗斯、欧盟卫星导航系统的发展，中国的卫星导航系统应该达到下面几个方面的发展。第一，几个卫星系统单独工作。为了分析各系统的工作情况、增加导航系统的可靠性，可让美国、俄罗斯、中国、欧盟的卫星单独工作，当每个数据单独的显示出来时，有问题的卫星通常是那个数据与其他几个卫星无偏差的。由于每个系统的工作频率不同，干扰不能同时对几家系统进行，因此欺骗性干扰的发生是很难的。由于干扰需要对所有卫星系统施加，因此增加了干扰的难度。卫星干扰需要干扰源，北斗的正常运转应该需要有抗干扰能力。第二，创建智能评估平台。让每个卫星系统单独工作，给与它们之间的位置矢量差值，使工作人员能更方便的判断每个系统的工作质量。第三，对地面卫星导航系统建设的加强。地面卫星系统的分析能够有效地得出卫星的工作状态供飞行人员参考。如果卫星系统工作状况良好，则可利用该卫星对惯导进行修正。若该卫星工作状态不良好，则切断该卫星与惯导的联系。
　　六、结束语
　　通过本文对航空导航设备的发现现状与趋势的探讨，可以发现当前的导航设备很多，因此飞行员可结合多种导航设备进行综合运用，掌握多种导航系统的使用。
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