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第一部分1

第1章 导航系统概述1

1.1 导航的基本概述1

1.1.1 导航的基本概念1

1.1.2 导航的基本功能1

1.2 导航的基本元素2

1.2.1 航向（Course）2

1.2.2 航迹3

1.2.3 方位（Bearing）3

1.2.4 航向角（Q）3

1.2.5 真航向、真方位与航向角之间的关系4

1.2.6 航速（Sailing Speed）4

1.3 导航的基本需求5

1.3.1 航空导航需求5

1.3.2 航海导航需求6

1.3.3 陆地导航需求7

1.3.4 航天导航应用8

1.3.5 非导航应用需求9

1.4 导航的分类10

1.4.1 观测导航10

1.4.2 天文导航10

1.4.3 地磁导航11

1.4.4 推算导航12

1.4.5 无线电导航12

1.4.6 激光导航13

1.4.7 组合导航14

1.5 无线电导航的发展历史14

1.5.1 早期阶段14

1.5.2 发展阶段15

1.5.3 成熟阶段15

1.5.4 全球阶段16

1.5.5 未来发展趋势16

本章小结16

复习思考题17

第2章 无线电导航的定位原理与技术基础18

2.1 无线电导航的基本原理和分类18

2.1.1 无线电导航的一般过程18

2.1.2 无线电导航的物理基础18

2.1.3 无线电导航的定位几何原理19

2.1.4 无线电导航的分类22

2.2 无线电导航系统的主要技术指标23

2.2.1 信号特性（Single）23

2.2.2 精确度（Accuracy）23

2.2.3 可靠性（Reliability）24

2.2.4 可用性（Availability）26

2.2.5 连续性（Continuity）26

2.2.6 完备性（Integrity）26

2.2.7 定位速率（Position Velocity）26

2.2.8 导航信息多值性（Navigation Information Ambiguity）26

2.2.9 系统容量（System Capacity）27

2.2.10 覆盖范围（Coverage）27

2.2.11 抗干扰性（Anti—jamming）27

2.3 无线电导航信号传播的一般知识27

2.3.1 电波传播的基本概念28

2.3.2 地面波传播29

2.3.3 天波传播30

2.3.4 视距传播31

2.3.5 波导模传播32

2.4 坐标系及其变换32

2.4.1 地球的形体33

2.4.2 大地坐标系36

2.4.3 空间坐标系统37

2.4.4 空间直角坐标与大地坐标的关系37

本章小结40

复习思考题40

第二部分41

第3章 无线电导航系统的误差原理41

3.1 无线电导航系统测量误差41

3.1.1 无线电导航测量误差的基本概念41

3.1.2 观测精度的评定标准45

3.1.3 观测值函数的均方误差46

3.2 位置线误差48

3.2.1 位置线的基本概念48

3.2.2 位置线梯度49

3.2.3 无线电测向系统的位置线51

3.2.4 无线电测距系统的位置线51

3.2.5 无线电测距差系统的位置线52

3.3 定位误差55

3.3.1 定位误差的基本概念55

3.3.2 定位误差的等概率误差椭圆55

3.3.3 均方误差圆60

3.4 工作区64

3.4.1 工作区的基本概念64

3.4.2 无线电测向系统的工作区65

3.4.3 无线电测距系统的工作区66

3.4.4 无线电测距差系统的工作区67

3.4.5 导航台配置情况对测距差导航系统工作区的影响70

3.4.6 测距差导航系统的覆盖区71

本章小结72

复习思考题72

第三部分73

第4章 无线电测向导航系统73

4.1 测向定位原理73

4.1.1 两台测向定位法73

4.1.2 单台测向定位法73

4.1.3 归航法74

4.2 电波来向的测定方法74

4.2.1 天线的方向性75

4.2.2 最小值测向法78

4.2.3 最大值测向法79

4.2.4 比较测向法79

4.3 无线电测向仪79

4.3.1 测角系统组成80

4.3.2 无线电测角器的测角原理80

4.3.3 阴极射线管目测式无线电测向仪82

4.4 无线电罗盘86

4.4.1 系统简介86

4.4.2 机载无线电自动定向仪87

4.4.3 无方向无线电信标90

4.5 仪表着陆系统（ILS）92

4.5.1 系统简介92

4.5.2 下滑台93

4.5.3 航向台95

4.5.4 指点信标96

4.5.5 仪表着陆系统的优缺点96

本章小结97

复习思考题97

第5章 无线电脉冲测距导航系统98

5.1 距离测量设备98

5.1.1 系统特性98

5.1.2 系统的构成与工作原理100

5.2 频率测距导航系统——无线电高度表102

5.2.1 系统特性102

5.2.2 系统测距原理102

5.3 微波着陆系统103

5.3.1 系统简介103

5.3.2 系统工作原理110

5.3.3 系统信号格式111

本章小结121

复习思考题121

第6章 无线电相位测距导航系统122

6.1 相位测距原理122

6.2 伏尔系统123

6.2.1 系统概述123

6.2.2 系统工作原理125

6.2.3 系统信号格式128

6.3 塔康系统130

6.3.1 概述131

6.3.2 系统工作原理135

6.3.3 系统信号格式137

6.4 GPS系统138

6.4.1 系统特点138

6.4.2 系统组成139

6.4.3 系统工作原理140

6.4.4 系统信号格式141

6.4.5 测量方法141

6.5 北斗卫星导航系统142

6.5.1 系统概述142

6.5.2 系统组成145

6.5.3 系统应用147

6.5.4 未来发展148

本章小结149

复习思考题149

第7章 无线电测距差导航系统150

7.1 脉冲测距差导航系统150

7.1.1 概述150

7.1.2 脉冲测距差定位原理151

7.1.3 发射台的配置152

7.1.4 位置线双值性的消除153

7.1.5 主副台信号的识别154

7.1.6 系统定位155

7.2 相位测距差导航系统157

7.2.1 概述157

7.2.2 相位测距差原理158

7.2.3 相位差测量系统中存在的问题160

7.2.4 信号同步160

7.2.5 信号区分161

7.2.6 多值性的消除162

7.2.7 巷识别163

7.3 脉冲-相位测距差定位原理165

7.3.1 概述165

7.3.2 脉冲-相位测距差原理166

7.3.3 消除多值性的必要条件167

7.4 罗兰C系统167

7.4.1 系统特点167

7.4.2 系统组成169

7.4.3 罗兰C接收机169

7.5 E罗兰系统170

7.5.1 国外罗兰C的技术改造170

7.5.2 国内罗兰C现代化改造172

7.5.3 卫星陆基增强系统的技术改造173

7.5.4 对增强罗兰的评估测试173

本章小结174

复习思考题175

第四部分176

第8章 罗兰C系统的信号接收技术176

8.1 信号设计176

8.1.1 工作频率的选择176

8.1.2 100kHz地波传播特性对系统工作的影响177

8.1.3 信号设计原则184

8.1.4 单个信号设计分析185

8.1.5 系统信号设计分析190

8.2 相位编码与相关检测192

8.2.1 相位编码192

8.2.2 相关检测192

8.2.3 多脉冲相位互补码的基本概念196

8.2.4 国际常用码分析198

8.3 自动搜索204

8.3.1 基本概念204

8.3.2 信号检测问题205

8.3.3 采样脉冲的结构形式205

8.3.4 搜索原理206

8.3.5 算法验证211

8.4 天地波识别213

8.4.1 基本概念213

8.4.2 传统罗兰C接收机中的天地波识别方法213

8.4.3 时间估计的经典理论215

8.4.4 基于现代信号处理的天地波延迟估计技术217

8.4.5 基于优化包络相关的天地波延迟估计技术224

8.4.6 基于时频分析的天地波识别方法237

8.5 相位跟踪247

8.5.1 常用模拟跟踪环路247

8.5.2 相位跟踪方法设计248

8.5.3 算法验证248

8.6 周期识别252

8.6.1 基本概念252

8.6.2 传统的周期识别方法252

8.6.3 基于高斯平滑滤波的罗兰C周期识别新方法256

8.7 距离差参量测量与定位260

8.7.1 单台链双曲线定位算法260

8.7.2 非时基圆圆定位算法264

8.7.3 多台链双曲线定位算法272

本章小结282

复习思考题282

参考文献283