远程陆基无线电导航系统导论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

汪捷 等 著

图书标签:

• 无线电导航
• 陆基导航
• 远程导航
• 导航系统
• 无线电技术
• 电子工程
• 通信工程
• 测绘
• 地理信息系统
• 航空导航

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030542984

版次：31

商品编码：12257970

包装：平装

丛书名： 电子与信息作战丛书

开本：16开

出版时间：2017-10-01

页数：216

字数：262000

正文语种：中文

内容简介

　　《远程陆基线电导航系统导论》较系统和全面地介绍远程陆基线电导航系统的著作。《远程陆基线电导航系统导论》在对导航的基本概念和线电导航一般定位原理进行阐述的基础上，对以罗兰C系统为代表的远程陆基线电导航系统的基本技术体制和基本原理进行归纳总结和分析，建立了系统的基本概念框架。在此框架的基础上，按照系统信号的发射、接收和应用等三个方面分别对系统台站的组成和功能、接收设备和信号处理技术、系统应用和发展趋势等内容进行介绍。

目录

目录
“电子与信息作战丛书”序
前言
第1章 绪论 1
1.1 导航概述 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 导航技术的发展 2
1.3 导航技术的分类 5
1.3.1 观测导航 5
1.3.2 天文导航 5
1.3.3 地磁导航 7
1.3.4 推算导航 8
1.3.5 线电导航 8
1.3.6 激光导航 10
1.3.7 组合导航 11
1.4 线电导航发展历程 11
1.4.1 发展初期 11
1.4.2 发展中期 12
1.4.3 成熟阶段 14
第2章 线电导航定位原理 16
2.1 线电导航的基本原理和分类 16
2.1.1 线电导航的一般过程 16
2.1.2 线电导航的物理基础 17
2.1.3 线电导航的几何定位原理 17
2.1.4 线电导航系统的分类 23
2.2 线电导航系统的性能指标 25
2.2.1 信号体制 25
2.2.2 精确度 25
2.2.3 可靠性 28
2.2.4 可用性 31
2.2.5 连续性 32
2.2.6 完好性 32
2.2.7 定位速率 33
2.2.8 导航信息多值性 33
2.2.9 系统容量 33
2.2.10 覆盖范围 34
2.2.11 导航信息更新率 34
2.2.12 抗干扰性 34
2.3 线电导航信号传播的一般知识 35
2.3.1 电波传播的基本概念 35
2.3.2 地面波传播 38
2.3.3 天波传播 40
2.3.4 视距传播 41
2.3.5 波导模传播 43
第3章 陆基远程线电导航系统 44
3.1 陆基远程线电导航系统概况 44
3.1.1 罗兰C系统 44
3.1.2 中国罗兰C系统 47
3.1.3 其他国家罗兰C系统概况 48
3.2 陆基远程线电导航系统体制 49
3.2.1 系统技术体制 49
3.2.2 系统技术特点 51
3.2.3 系统基本技术指标 52
3.2.4 陆基远程线电导航系统台链组成 53
3.3 脉冲测距差线电导航系统 54
3.3.1 脉冲测距差导航系统工作方式 54
3.3.2 脉冲测距差定位原理 55
3.3.3 发射台的配置 56
3.4 相位测距差线电导航系统 58
3.4.1 相位测距差导航系统工作方式 58
3.4.2 相位测距差原理 59
3.4.3 相位差测量系统的基本技术问题 62
3.4.4 信号同步 63
3.5 脉-相测距差线电导航系统的工作原理 64
3.5.1 基本信号格式 64
3.5.2 基本工作原理 65
3.5.3 消除多值性的必要条件 67
第4章 线电导航系统台站 69
4.1 罗兰C系统台站的功能组成 69
4.1.1 系统台站的基本功能 69
4.1.2 系统台链的组成 69
4.2 系统发射设备 71
4.2.1 概述 71
4.2.2 时频分系统 71
4.2.3 发射机分系统 73
4.2.4 发射天线 73
4.3 同步控制与监测系统 74
4.3.1 概述 74
4.3.2 系统工作区监测站 75
4.3.3 同步监测系统 77
4.3.4 台链控制系统 78
4.4 发射台辅助设备 80
4.4.1 供电系统 80
4.4.2 空调系统 81
4.4.3 防火系统 81
4.5 固态发射机工作原理 81
4.5.1 磁脉冲器主要元件的特性 82
4.5.2 磁脉冲产生器的工作原理 86
4.5.3 罗兰C脉冲波形产生原理 88
4.5.4 半周脉冲功率合成 93
第5章 罗兰C系统信号及接收处理技术 95
5.1 系统信号格式 95
5.1.1 单个信号脉冲波形 95
5.1.2 脉冲群信号格式 99
5.2 信号的空间传播 101
5.2.1 信号的载频选择 101
5.2.2 信号的地波传播特性 104
5.2.3 信号传播中的附加二次相位因子 107
5.3 罗兰C接收机设备 109
5.3.1 天线单元 109
5.3.2 接收指示器单元 110
5.3.3 罗兰C接收机的基本概念 112
5.3.4 罗兰C接收机使用的主要技术 117
5.4 罗兰C信号的自动搜索 118
5.4.1 自动搜索 118
5.4.2 自动搜索的工作原理 119
5.4.3 采样脉冲的结构形式 121
5.4.4 自动搜索的基本方法 123
5.4.5 相位跟踪 125
5.5 罗兰C信号的周期识别 125
5.5.1 天地波识别 125
5.5.2 周期识别 127
第6章 线电导航系统校准 129
6.1 为什么要进行系统校准 129
6.2 频率基准的校准 131
6.3 传统的发射延迟校准方法 134
6.4 搬钟与GNSS单星共视 136
第7章 线电导航系统应用 141
7.1 授时应用的基本概念 141
7.1.1 时间和频率的基本概念 142
7.1.2 守时和授时 151
7.2 国内罗兰C系统授时 153
7.2.1 罗兰C系统授时原理 153
7.2.2 罗兰C授时应用概况 156
7.2.3 国内罗兰C授时系统基本组成 160
7.3 罗兰C系统的差分应用 161
7.4 罗兰C系统航空导航应用 163
7.4.1 航空导航应用的发展历史 163
7.4.2 航空导航应用的领域 164
7.5 罗兰C系统的其他应用 166
7.5.1 城市公共安全快速反应系统中的应用 166
7.5.2 气象预报及测高中的应用 168
7.5.3 打捞火箭头和回收卫星中的应用 170
第8章 罗兰C系统的发展趋势 172
8.1 Eurofix技术 172
8.1.1 Eurofix技术的概念和发展过程 172
8.1.2 Eurofix技术的发展背景 173
8.1.3 Eurofix的技术体系 175
8.2 增强罗兰技术 179
8.2.1 增强罗兰技术产生的背景 179
8.2.2 增强罗兰的基本概念 182
8.2.3 对增强罗兰的部分相关评估和测试 183
8.3 罗兰C技术和设备的发展 186
8.3.1 北美罗兰研究和发展的方向 186
8.3.2 罗兰C技术和设备的发展综述 186
参考文献 190
附录 191
主要名词术语表 196

《星辰罗盘：远古与现代的导航艺术》 序言 自人类仰望星空那一刻起，对“在何处”的追问便从未停止。从茫茫大海上漂泊的水手，到穿越荒野的旅人，再到如今翱翔天际的飞行员，导航的艺术始终是人类文明探索未知、连接世界的基石。我们渴望了解自己的位置，渴望准确地抵达目的地，这种渴望如同潮汐般，驱动着科技的进步，也编织了无数波澜壮阔的传奇。 《星辰罗盘》一书，并非要讲述某一种特定的技术，而是试图勾勒出一幅宏大的导航图景，它跨越了时间和空间，串联起古往今来人类智慧的闪光点。我们并非要深入探讨某一精密设备的原理，而是要回溯那些孕育了这些设备的思想源泉，以及它们如何在漫长的历史长河中不断演进，最终成就了我们今天所习以为常的精准定位能力。这是一次关于“如何知道我在哪儿”的深度漫游，一次对人类探索精神的致敬。 第一章：天地为鉴，星辰为引——原始的导航智慧 在科技尚未萌芽的远古时代，人类的导航能力完全依赖于对自然界的敏锐观察。天空中的太阳、月亮和星辰，以及大地上的山川河流、风向洋流，都是他们赖以生存和探索的天然罗盘。 日影之舞： 白昼的太阳，以其东升西落的轨迹，提供了一个最基本的时间和方向参照。通过观察影子的长度和方向变化，古人就能大致判断出方向，并在一定程度上估算时间。这种“日晷”的雏形，是人类最早的时间测量和方向指示工具，它简单却蕴含着对天体运动规律的朴素认知。 月相盈亏，星辰移转： 夜晚，月亮的周期性变化，以及夜空中恒星的规律运动，为跨越长夜的旅程提供了指引。在北半球，北极星稳固地指向北方，成为了航海者和陆路旅行者最可靠的向导。认识星座、理解它们在天空中的相对位置和随季节的变化，是古代天文学和导航学结合的经典体现。古代文明，如古埃及、古希腊、古巴比伦，都留下了大量关于星象观测和导航的记录，这些记录至今仍是我们研究古代文明的重要依据。 风、水与地貌： 除了天体，自然界本身的规律也是导航的重要依据。海洋中的洋流方向、风的季节性变化，陆地上的河流走向、山脉轮廓，都在潜移默化中塑造了人类的导航直觉。例如，沿着特定的河流蜿蜒前行，或者根据洋流的方向判断航线，这些都是经验积累和代代相传的智慧。早期的航海家们，甚至能通过观察海鸟的飞行方向来判断陆地的存在。 文明的足迹： 太平洋的岛屿居民，如何在茫茫大海中，仅凭对波浪、风向、海鸟以及夜晚星辰的细致观察，就能够准确地在岛屿之间进行长距离航行？他们的导航技巧，虽然不依赖于任何仪器，却蕴含着对自然环境深刻的理解和非凡的记忆力。这些“海洋游牧民族”的导航故事，是人类早期导航智慧的生动注脚，展现了人类在极端环境下惊人的适应和生存能力。 第二章：物理的法则，仪器的诞生——导航的量化与精确化 随着人类社会的发展，对导航精度的要求也日益提高。当航行的距离越来越远，对方向和位置的判断需要更加客观和精确。于是，物理学的法则开始被应用于导航，一系列革命性的导航仪器应运而生。 磁石的秘密： 磁铁能够指示方向的这一古老发现，彻底改变了导航的面貌。从最初的将磁石浮于水中，到后来发展出能够自由转动的磁针，罗盘的发明是人类导航史上的一大飞跃。它摆脱了对天气的依赖，即使在阴雨连绵或夜晚，也能提供可靠的方向信息。中国古代的“司南”以及后来欧洲的指南针，都标志着人类进入了一个依靠物质属性来导航的新时代。 角度的丈量，距离的计算： 对精确角度的测量，是进一步提升导航能力的关键。星盘、象限仪等早期天文导航工具的出现，使得人们能够测量天体的高度角，从而推算出船只的纬度。通过对不同天体在不同时间和地点的高度角进行计算，导航员可以更准确地确定自己在地球上的位置。这其中涉及到的三角学和天文学知识，是古代科学家们智慧的结晶。 时钟的革命： 确定经度一直是一个困扰航海家的难题。因为纬度可以通过天体高度角测量，但经度则需要精确的时间测量。长距离航行中，船上的时钟容易因海上的颠簸和环境的变化而失准。直到18世纪，精密机械钟表（航海钟）的发明，才解决了这一难题。通过携带一个在陆地上精确校准过的时钟，航海家就可以通过比较当地地方时与格林威治标准时间（或参考经度上的时间）的差异，来计算出自己的经度。这是一个在物理学、精密制造和航海技术上都达到了新高度的突破。 地图绘制的艺术与科学： 伴随着导航技术的进步，地图绘制也经历了从粗略到精细的演变。早期的地图更多地是示意性的，而随着对地球形状的认识加深，以及地理大发现带来的新信息，地图开始变得更加科学和精确。投影法的应用，使得我们能够在二维平面上尽可能准确地表示三维的地球表面。高质量的地图，是所有导航活动的基础，它们将零散的位置信息整合成一个完整的地理空间。 第三章：电磁的波涛，空间的网格——现代导航的基石 进入20世纪，特别是二战前后，无线电技术的飞速发展，为导航系统带来了前所未有的变革。它将导航从依赖光学和机械的范畴，推向了更加广阔的电磁空间，并为我们带来了全球性的定位能力。 无线电信标的引导： 早期的无线电设备被用于建立固定信标。飞机或船只可以通过接收这些信标发出的信号，来确定自己的方向或相对位置。例如，定向无线电测向（RDF）技术，允许接收者通过接收到的信号强度来判断信标的方向。这些信标系统虽然在覆盖范围和精度上有所限制，但它们是利用无线电进行导航的早期探索，为后来的发展奠定了基础。 陆基导航系统的演进： 随着技术的发展，出现了更加复杂的陆基导航系统。例如，LORAN（远程导航）系统，通过测量不同陆基发射台发出的无线电信号到达接收器的时间差，来确定接收器所在的位置。这类系统通常由一组相互协调的发射台组成，覆盖广阔的区域，为飞机和船只提供了相对精确的导航服务。它们标志着导航从点对点的指引，走向了基于空间网格的定位。 多普勒效应的应用： 利用多普勒效应，即无线电波的频率会因发射源与接收器相对运动而发生变化，一些导航系统能够测量接收器相对于地面或已知参考点的速度，进而推算出位置。这种技术在航空和航海领域都有应用，它提供了一种动态的导航能力。 系统集成与优化： 现代陆基导航系统并非孤立存在，它们往往与其他导航辅助设备相互配合，形成一个更强大的导航网络。例如，惯性导航系统（INS）利用陀螺仪和加速度计来测量载体的运动，即使在没有外部信号的情况下也能提供一段时间内的位置和速度信息。将INS与无线电导航系统相结合，可以提高导航的连续性和精度，尤其是在信号可能中断或受到干扰的环境中。 第四章：超越地平线，连接全球——未来导航的展望 虽然我们已经进入了全球卫星导航系统（GNSS）的时代，但对陆基导航系统的研究和应用并未停止。在某些特定场景下，陆基系统依然具有其独特的优势。 室内与地下导航的挑战： 卫星信号在室内、地下或城市峡谷等环境中往往难以穿透或被屏蔽。在这种情况下，发展高效的陆基导航技术，如基于Wi-Fi、蓝牙信标，或者更先进的UWB（超宽带）技术，成为解决室内定位难题的关键。这些技术利用环境中已有的基础设施或部署的专用信标，构建局域性的高精度定位网络。 增强与融合的未来： 未来的导航系统将是多源融合的。陆基系统不会被完全取代，而是与卫星导航、惯性导航等系统形成优势互补。例如，在GNSS信号弱或受到干扰时，陆基系统可以提供可靠的备份，或者与其融合以提高整体定位精度和鲁棒性。 高精度与自主性的追求： 随着自动驾驶汽车、无人机等技术的普及，对导航系统的精度和可靠性提出了更高的要求。陆基系统在提供厘米级甚至亚厘米级定位方面具有潜力，尤其是在结合了高精度地图和传感器融合技术后。这种高精度能力，是实现复杂自主导航场景的基础。 新的技术范式： 除了传统的无线电技术，新的技术范式也在不断涌现。例如，基于可见光通信（VLC）的导航，利用LED灯发出的光信号进行定位，这在室内环境中具有广泛的应用前景。量子导航技术，虽然尚处于早期研究阶段，但其潜在的超高精度和抗干扰能力，预示着未来导航技术的无限可能。 结语 从仰望星辰到驾驭电磁波，人类的导航技术史，就是一部不断挑战极限、追求精准的探索史。它不仅关乎我们如何找到方向，更关乎我们如何认识世界、连接彼此。《星辰罗盘》希望带领读者，跨越古今，从宏观的视角审视导航的演进，理解那些推动我们前进的智慧与力量。每一次精准的定位，都是人类智慧与自然规律和谐共舞的结晶，是通往未知世界最坚实的阶梯。

评分☆☆☆☆☆

《远程陆基无线电导航系统导论》这本书，给我留下了极其深刻的印象，它并非一本枯燥的技术手册，而更像是一位经验丰富的工程师，在娓娓道来他对自己所热爱的领域的心得体会。书中对于无线电导航系统在实际应用中的一些“坑”，以及如何规避这些“坑”的经验之谈，让我受益匪浅。 比如，书中在探讨距离测量设备（DME）的性能时，不仅仅谈论了其理论上的精度，还详细分析了由于大地曲率、无线电波衍射以及地面反射等因素可能带来的误差。作者还分享了在设计和使用DME系统时，如何通过优化站址选择、提高发射功率以及引入差分技术来进一步提升导航精度。这种贴近实际应用的分析，让我意识到理论与实践之间存在的巨大鸿沟，以及如何弥合这一鸿沟的关键所在。 书中对于导航系统之间互操作性的讨论，也同样精彩。作者并没有孤立地介绍每一个系统，而是强调了它们之间如何协同工作，互相补充，形成一个更强大、更可靠的导航网络。他以远程导航系统（RNAV）为例，阐述了如何利用多个地面导航信标，在飞机上计算出任意航路点，从而摆脱了对固定航路的依赖。这种对系统集成和协同效应的洞察，让我对现代航空导航的复杂性和先进性有了更深的认识。 此外，书中还穿插了一些历史轶事和案例研究，例如早期无线电导航系统在战争时期的应用，以及一些重大航空事故中导航失误所带来的惨痛教训。这些生动的故事，让我在学习技术知识的同时，也对导航系统在保障航空安全中的重要性有了更直观的感受。 总之，《远程陆基无线电导航系统导论》是一本融合了技术深度、工程实践和历史视角的高质量读物。它不仅为我提供了丰富的导航知识，更启发了我对航空工程领域更深层次的思考。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对航空技术历史颇感兴趣的读者，我发现《远程陆基无线电导航系统导论》这本书，恰好满足了我对于地面无线电导航技术从萌芽到成熟的演进过程的探究欲。书中对每一项技术的出现背景、发展历程以及技术革新点都进行了细致的梳理，让我对这个领域的发展脉络有了清晰的认识。 书中关于导航无线电信号的频谱分配、频率选择以及对电磁干扰的处理等方面的描述，都让我印象深刻。作者通过生动的语言，解释了为什么不同的导航系统会选择特定的频率范围，以及这些频率如何被合理地利用，以避免相互干扰。对于那些可能影响导航精度的电磁环境因素，书中也给出了详细的分析和对策。 尤其让我感到受益的是，书中对导航系统在不同地理环境下性能表现的探讨。例如，在山区、沿海地区或城市密集区，无线电信号的传播会受到地形、海面反射或建筑物屏蔽的影响。作者就这些特定场景下的导航挑战，提供了相关的技术解决方案和工程考量，让我对地面导航系统的鲁棒性有了更深刻的理解。 书中还对导航系统的冗余设计和故障容错机制进行了讨论。我了解到，为了确保航空安全，导航系统往往会采用多重备份和交叉验证的方式来工作。对于潜在的故障模式，书中也进行了深入的分析，并提出了相应的检测和规避方法。这让我体会到了航空安全背后所付出的巨大努力和严谨的工程设计。 总之，《远程陆基无线电导航系统导论》这本书，就像一位循循善诱的老师，带领我一步步深入了解地面无线电导航的奥秘。它不仅传递了知识，更激发了我对航空技术严谨性、可靠性和创新性的敬佩之情。

评分☆☆☆☆☆

在阅读《远程陆基无线电导航系统导论》的过程中，我最大的感受就是作者对于技术细节的极致追求。许多关于无线电波传播、信号调制解调以及误差补偿的阐述，都做得非常细致，让人在理解导航原理的同时，也能对其中的工程实现有更深刻的认识。 例如，书中在讲解超高频全向信标（VOR）的工作原理时，不仅提及了其360度的方位信息，还深入探讨了其旋转天线的物理机制，以及如何在接收端将旋转的幅度和相位信息转化为精确的径向。这种对基础物理原理的挖掘，让我对VOR的可靠性和局限性有了更透彻的理解。 同样，在介绍低频无线电导航系统（如NDB）时，作者并没有简单地将它作为一种过时的技术略过，而是详细分析了其信号的特性、定向原理以及在特定环境下的适用性。对于其受到的地形起伏、电磁干扰等影响的分析，也让我对陆基无线电导航系统的实际应用充满了敬畏。 这本书的价值还在于它为我提供了一个理解现代航空导航技术演进的视角。从早期的NDB到后来的VOR/DME，再到与卫星导航系统的融合，作者清晰地梳理了技术发展的脉络，让我能够更好地理解不同导航系统的历史地位和技术贡献。 我尤其欣赏作者在讲解复杂的工程概念时，所采用的清晰而逻辑严谨的语言。虽然我并非专业人士，但通过这本书的引导，我能够逐步掌握那些曾经令我望而生畏的专业术语和技术概念。这对于我这个业余爱好者来说，无疑是一次宝贵的学习经历。

评分☆☆☆☆☆

《远程陆基无线电导航系统导论》这本书，为我打开了一个全新的视角，让我得以窥见陆基无线电导航系统背后那精妙绝伦的工程设计与严谨的科学原理。书中对导航系统在设计之初所面临的各种挑战，以及如何通过创新性的技术手段来克服这些挑战的阐述，让我感触颇深。 作者在讲解超视距导航技术时，重点分析了无线电波在电离层和对流层中的传播特性，以及这些特性如何影响导航信号的稳定性和精度。对于远距离导航中可能遇到的多径效应、信号衰减等问题，书中也给出了详细的解释和相应的工程解决方案。 书中关于导航系统与地面基础设施之间协调工作的描述，同样精彩纷呈。我了解到，一个高效的陆基导航系统，不仅需要先进的导航设备，还需要精心规划和维护的地面站点、可靠的通信链路以及统一的运行管理体系。作者通过具体的案例，展现了这些组成部分如何紧密配合，共同为飞行器提供安全可靠的导航服务。 此外，书中对导航系统在不同飞行阶段的应用进行了细致的阐述。例如，在起飞和降落阶段，对导航精度和可靠性的要求尤为苛刻，而巡航阶段则更侧重于导航的连续性和覆盖范围。作者通过对比分析，让我对不同导航系统在不同飞行场景下的适用性有了更清晰的认识。 我尤其欣赏书中对于导航技术未来发展趋势的展望。作者对新技术的引入，如增强型地面导航系统（EGNSS）和惯性导航系统的融合，进行了前瞻性的讨论，让我对航空导航的未来充满了期待。 总而言之，《远程陆基无线电导航系统导论》是一本富有启发性的著作，它不仅让我系统地学习了陆基无线电导航的知识，更让我对现代航空工程的精妙之处有了更深刻的理解和欣赏。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对航空航天科技充满好奇心的爱好者，我一直以来都在寻找能够系统性介绍各类导航技术的书籍。这次有幸拜读了《远程陆基无线电导航系统导论》，我感到非常惊喜。这本书的深度和广度都超出了我的预期，它不仅仅是简单地罗列了不同的导航系统，而是深入剖析了每一个系统的设计原理、技术细节以及在实际应用中的优劣势。 尤其让我印象深刻的是，作者在介绍VHF全向信标（VOR）系统时，并没有止步于讲解其频率和角度的特性，而是详细阐述了其信号发射的原理，包括扇形信号的生成机制和接收机如何解析这些信息来确定航向。此外，书中对于距离测量设备（DME）的介绍也同样详尽，它不仅解释了DME如何通过测量脉冲往返时间来计算距离，还探讨了其精度受到的环境因素影响，以及如何通过与其他导航系统的结合来弥补其不足。 更让我惊喜的是，书中还对通信导航监视（CNS）这一现代航空体系的构成进行了初步的介绍，虽然本书的主题是远程陆基无线电导航，但作者巧妙地将这一前沿概念融入其中，让我对未来的航空导航发展有了更宏观的认识。它让我意识到，单一的导航系统已经无法满足日益增长的航空安全和效率需求，而多源融合的导航策略才是未来的趋势。 总而言之，《远程陆基无线电导航系统导论》是一本兼具理论深度和实践指导意义的优秀著作。它不仅为我这个初学者构建了清晰的知识框架，更点燃了我进一步深入研究的热情。我强烈推荐给所有对航空导航技术感兴趣的朋友们，相信你们也会和我一样，从中受益匪浅。