仪表导航

仪表导航(instrument navigation)驾驶员根据飞机上简单仪表所提供的数据引导飞机沿规定航线到达目的地的导航技术。

发展沿革

导航是把航空器、航天器、火箭和导弹等运动体从一个地方引导到目的地的过程。目前常用的飞行器导航方式有惯性导航、卫星导航、无线电导航、图像匹配导航和天文导航等。飞行器在飞行过程中需要测定其位置、距离、航迹、飞行的速度、高度和方向等导航参数。

在军事上，导航系统还要配合其他系统完成武器投放、侦察、巡逻、反潜、预警和救援等任务。

早期的飞机主要依靠目视导航，飞行员可以依靠地面标注和航空地图来确定飞机的位置和方向。

20世纪20年代开始发展仪表导航。大型飞机上有一个专职人员负责领航。领航员根据仪表数据不断的计算，并对照航图来确定地理位置，使飞机能按正确的航线飞行。30年代出现无线电导航，首先使用的是中波四航道无线电信号和无线电罗盘。40年代初开始研制超短波的伏尔导航系统和仪表着陆系统。50年初，开始采用惯性导航系统。50年代末出现多普勒导航系统。60年代初开始使用远程无线电罗兰C导航系统，作用距离达到2000km。为满足军事上的需要，还研制出塔康导航系统，后又出现伏尔塔康系统及超远程欧米加导航系统，作用距离已达到10000km。 1963年出现卫星导航。70年代以后发展全球定位导航系统，其中最著名的有美国的GPS和苏联的GLONASS。

导航的关键在于确定飞机的瞬时位置，确定飞机位置有目视定位、航位推算和几何定位三种方法。目视定位是由驾驶员观察地面标志来判定飞机位置，这在起飞和着陆过程中特别重要；航位推算是根据已知的前一时刻飞机位置和测得的导航参数来推算当前飞机的位置；几何定位是以某些位置完全确定的导航点为基准，测量出飞机相对于这些导航点的几何关系，最后定出飞机的绝对位置。

作用

仪表导航属于航位推算法（见飞机导航系统）。仪表导航所需设备为磁罗盘、空速表、高度表、导航时钟、六分仪、偏流计和导航计算尺等。根据空速表的空速信号和磁罗盘的航向角信号可定出空速向量，再根据风速和风向，即可利用航行速度三角形求出地速向量。将地速对时间积分就得到飞过的距离，即航程。从已知的起始位置加上飞过的距离即可算出飞机当时的位置。仪表导航的导航误差取决于测量空速和航向角的精度以及给定的风速和风向是否准确。如果依据地速、偏流角和航向角来推算航位，导航误差还与这些导航参数的测量精度有关。

此外，因需要通过积分得到航程，导航误差随时间增长而加大。自动领航仪或惯性导航系统仅使推算航位的工作自动化，并未消除产生导航误差的根源。为减少导航误差，除提高导航参数的测量精度外，主要是利用无线电定位设备或天文导航定位设备给出的飞机位置信号来校正仪表导航求得的飞机位置。

原理

仪表导航原理：航向台沿跑道发出两种频率不同的无线电信号，在跑道中心线上，这两种无线电波强度相等，形成一条“等信号区”，它恰好与跑道中心线一致，在航向台前有一个航向监视器．用来检查等信号区是否偏离跑道中心线。

下滑台也发出两种频率不同，但带有方向性的无线电波束，形成“下滑等信号区”，它是一个斜面．其倾斜坡度为2°～4°。下滑台前也有下滑监视器，其作用是检查信号是否偏离跑道。指点标台用于标志下滑道上某点的高度与离跑道人口的距离的关系。最多有3个指点标。它们垂直向上发射扇形波束，由于它们离跑道的距离是已知的，所以当飞机飞到它的上空时．接收到它们发出的信号．就知道高度与离跑道入口的距离了。下滑台等信号区是一个斜面．航向台等信号区是一个垂直平面，这两个平面的交线就是飞机下滑的正确航线，飞机只要沿着这条航线飞行就能正确地完成着陆动作，不管外面是有大雾还是黑夜。

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