机载导航系统在海上飞行中的应用

钱金山

(海军航空兵学院，辽宁葫芦岛，125001）



机载导航系统在海上飞行中的应用

钱金山

(海军航空兵学院，辽宁葫芦岛，125001）

摘要：机载导航系统对海上飞行作用十分重大，系统向飞行员提供了大量的领航数据，其数据实时改变，如果按照其数据飞行，就意为着飞机的航向要跟着不断地变化，频繁地改变航向并不有利于飞行。所以，飞行员要充分利用机载导航系统的数据，根据领航原理人工引领飞机航行，这样，既能充分发挥机载导航系统数据多、自动测量的优势，又能充分发挥人的作用，完好地完成领航任务。飞机在海上飞行时，地标少，可以利用机载导航系统的数据，实施检查航迹、修正航迹、控制飞机转弯、空域飞行、从海上归航等飞行任务。

关键词：机载导航系统 ；领航原理；海上领航

1　机载导航系统在检查、修正航迹中的应用

1.1检查航迹

飞机是否沿航线飞行，可以查看机载导航系统给出的航迹角、偏航角、偏航距、期望航迹角等数据进行判断。航迹角与航线角相等、偏航角为0，说明飞机平行航线飞行，如果偏航距也为0，则飞机在航线上飞行。偏航距为0，偏航角不为0，只是飞机暂时在航线上。期望航迹角（飞机现在位置与预定点的方位角）与航线角相等也说明飞机在航线上。飞机实际航迹角等于期望航迹角，期望航迹角不变，说明飞机将通过转弯点，期望航迹角越来越大，说明飞机继续偏左，期望航迹角越来越小，说明飞机继续偏右。

1.2修正航迹

飞机发生了偏差就要进行修正，应用机载导航系统给出的数据，依据领航原理就可以很方便地修正飞机的航迹。

1.2.1按期望航迹角修正航迹

在检查航迹中我们知道，如果飞机实际航迹等于期望航迹角，我们认为飞机将准确通过预定点上空。但保持现在的航迹不能通过预定点上空时，我们应适当地增大或者减小航向，使航迹角和期望航迹角相等，完成航迹的修正，修正完毕，期望航迹角是不变的。此时，飞机的偏航角、偏航距为不一定0，飞机不是沿航线飞向预定点上空，而是直接飞向预定点上空。

1.2.2按航迹修正角进行修正

机载导航系统显示的航迹是平均航迹，按航迹修正角修正航迹的原理，航迹修正角(ΔHJ)=实际航迹-期望航迹角。如图1所示。从机载导航系统上读取飞机的实际航迹、期望航迹角、平均航向，根据公式CX应=CX均-ΔHJ，计算出应飞航向，按应飞航向飞行，就能飞到预定点上空。

图1　按航迹修正角修正航迹

1.2.3按实测偏流进行修正

如果飞行中，根据机载导航系统显示的偏航距，判断飞机偏离航线的距离，如果飞机偏离航线比较小，可以根据机载导航系统显示的偏流，在原航线角的基础上修正偏流，使飞机平行航线飞行。

1.2.4按偏离角修正航迹

按偏离角修正航迹，实则上就是按实测偏流修正航迹，用新航线角减去偏流角，新航线就是期望航迹角。

应飞航向 ﹦ 期望航迹角-偏流

无论是什么飞机上的机载导航系统，基本的修正方法和修正原理是一样的，都是通过改变航向，使飞机准确通过预定点上空，最重要的是修正之后，要及时检查修正效果，从而保证飞机准确地通过预定点上空，从机载导航系统上查看飞机的偏航角、偏航距越来越小（相对于原航线）说明飞机的偏航趋势在减小，修正是正确的。

2　机载导航系统在空域飞中的应用

空域飞行之前，要将空域边界几个点用建立航线的方法建立起飞行航线，并激活航线，然后操作机载导航系统调出该导航页面，这样飞行空域的区域就能够准确地显示在机载导航系统的显示屏上，在海上飞行时，没有地标，也能够根据边界航线飞行。

3　从海上归航时机载导航系统的应用

3.1机载导航系统在加入着陆航线中的应用

在飞机从海上飞行归航下滑前，利用机载导航系统建立并激活着落航线（着落航线：利用两远台的经纬度建立着落航线）。根据机载导航系统上显示飞机的航迹和位置决定加入直角大航线的几边。如果飞机的航向与着陆航向相近，偏航距接近0，就直接加入五边，如果飞机飞过下降点，加入一边；飞机的航向与着陆航向相差90°或270°，再根据飞机与导航台的距离分别加入二边或四边；飞机的航向与着陆航向相反，根据偏航距加入三边。

3.2机载导航系统在着陆飞行中的应用

3.2.1转弯时机的控制

用机载导航系统建立好航线后，根据机载导航系统上显示的未飞距离、偏航距控制监督飞机一、二、三、四转弯的转弯时机及控制监督飞机沿一、二、三、四、五边飞行。一转弯根据飞机与远台的飞距离控制转弯；二转弯利用机载导航系统上显示的偏航距控制飞机转弯；三转弯可以用飞机到远台的距离来控制，事先在地图上量出三转弯点到远台的距离，切台后飞机到远台的距离越来越大，实际距离与量取的数值相等时，则引领飞机三转弯，同时要用偏航距来控制航线的宽度；三转弯后，飞机沿四边飞行，量出四转弯点到远台的距离，沿四边飞行时，飞机到远台的距离越来越小，实际距离与量取的数值相等时，四转弯加入五边。

3.2.2五边的控制

飞机在五边飞行时，机载导航系统能提供飞机的位置偏差、磁航迹角、偏流、期望航迹角等重要数据。能判断航迹发展趋势，比利用无线电罗盘判断飞机的偏差显得更直观、更精确。

（1）方向修正

在五边方向的控制上，如果飞机在五边上，偏航角、偏航距为0，航迹角、期望航迹角相等并与航向相差一个偏流角。当飞机不在五边上有偏差时，利用机载导航系统偏航距判断飞机偏左偏右，当偏航距不大时，根据偏航距的数值将飞机修到五边上，当飞机位置临近五边时，判读偏流，给出应飞航向，使飞机沿航线下降。同时，也可根据偏航角、航迹角、期望航迹角来判断，航迹角大于期望航迹角飞机偏左，航迹角小于期望航迹角飞机偏右。当偏航距较大时，应有规律地修正飞机，可按倍角法的原理实施修正，此时，保持偏航角等于两倍偏离角飞行（偏离角=着陆航向-期望航迹角），当飞机位置临近五边时，判读偏流，给出应飞航向，使飞机沿航线下降。

（2）高度修正

高度修正是确保飞机正常着陆的重要保证，如果飞机高度过高，会导致飞机最后阶段下降率和空速过大，造成飞机无法安全着陆。而如果高度过低，则有可能使飞机无法避开下降航线上的高大障碍物，甚至撞地，严重影响飞行安全。

高度修正是通过适当增大或减小飞机下降率实现的。飞机穿云下降点高度一定时，而下降时间跟飞机地速有关，己知飞机的地速，就能够计算出飞机所需的下降率。

在五边高度的修正上，主要是通过计算飞机顺逆风速大小，判断飞机地速变化量。当出现顺风时，加大下降率，当出现逆风时，减小下降率。地速变化导致飞行时间变化，时间变化导致下降率出现变化，通过数据事先进行计算。地速变化后，下降率的变化公式是：ΔVr=ΔWH/S。

4　机载导航系统的局限性

4.1卫星信号不好影响机载导航系统的准确度目前，机载导航系统都与卫星导航系统相连，卫星导航系统的好坏影响了机载导航系统的准确度。由于卫星信号来自太空卫星，所以，大气的对流层、电离层及地面的高大建筑物都会影响机载导航系统对卫星信号的接收。另外飞机本身就有许多机载设备，复杂的电磁环境是影响卫星信号的一个重要干扰源。在建筑物、金属成分的遮蔽下卫星信号会相应降低，甚至完全失去。

4.2卫星导航系统存在的误差

与同其它无线电导航系统一样，卫星导航系统也存在着电波传播误差、时钟漂移误差、几何误差、设备误差等因素引起的测量误差，从而引起测距误差和定位误差。在一次陆上飞行中，通过地标定位，飞机明显正好在航线上，此时卫星显示却在航线的左侧0. 3km处，通过分析发现卫星在定位时，它会受到地形环境的影响，产生误差。

4.3惯性导航系统存在的误差

惯性导航系统是一种推测领航，飞机位置等数据是用惯性测量的数据对时间积分而来，如果测量初始数据有误差，随着时间的增长，系统的误差就会越来越大。所以，惯性导航系统不可以长时间地单独工作。

4.4综合领航，防止单打一

虽然机载导航系统有着众多优点，但在飞行过程中，要综合采用各种方法去检查和修正航迹，使用单一种方法，一旦出现了错误，自己很难发现差错，所以，要防止过分依赖单一设备。

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

作者简介

钱金山，男，1962年生，江苏南通人。海军工程大学毕业，海军航空兵学院副教授，空中领航教研室主任。研究方向：空中领航教学研究及机载领航设备仿真研究。