无线电导航系统（第2版）习题及答案汇总 吴德伟 第1--14章 绪论 --- 精密进场雷达系统.docx

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1、第1章绪论1 .无线电导航系统是如何进行分类的？无线电导航根据运载工具的不同有不同的分类:船舶无线电导航和飞行器导航。2 .航空无线电导航的主要任务是什么？确定航行体当前所处的位置及其航行参数。3飞机方位角和导航台方位角有何区别?如某飞机方位角为60,飞机航向角270,此时导航台相对方位角为多少?画出飞机与导航台的相对位置关系图。略。4 .无线电导航系统是怎样构成的?举一种系统实现技术变化而系统体制并没有变化的实例。无线电导航技术的基本要素是测角和测距，因此可以组成测角-测角、测距-测距、测角-测距、测距差（双曲线）等多种形式的系统。导航应由导航系统完成，包括装在运载体上的导航设备以及装在其他

2、地方与导航设备配合使用的导航台。5 .无线电导航系统的主要性能要求有哪些?其中系统完好性是如何保证的？无线电导航系统（Radionavigationsystem）是利用无线电技术对飞机、船舶或其他运动载体进行导航和定位的系统。无线电导航技术的基本要素是测角和测距，因此可以组成测角-测角、测距-测距、测角-测距、测距差（双曲线）等多种形式的系统。第2章中波导航系统1 .中波导航系统由哪几部分组成?其用途和在机场的配置是怎样的？中波导航系统由地面设备和机载设备两大部分组成。通常设置在机场跑道主着陆端的中心延长线上。2 .配有无线电罗盘的飞机飞向和飞离导航台时，指示器指针将如何指示?为什么?无线电指

3、针指示的方向是飞机位置与导航台的连线。3 .无线电罗盘的测角原理是什么?它是如何消除多值性的？无线电罗盘的工作原理无线电罗盘是在无线电半罗盘工作原理的基础上发展而来的,它能自动测出飞机纵轴与电波来向间的夹角（相对方位角）。无线电半罗盘输出的右偏信号控制一个双向电动机,电动机带动环状天线旋转,旋转的方向应使B减小而使A增大,直到B=A,即环面法线和导航台电波来向重合为止。环状天线转过的角度就是导航台的相对方位角，再用电气同步器将这个角度信号传送到指示器,指示导航台相对飞机的方位角。如何消除多值性略。4 .简述利用双信标着陆系统对飞机进行引导的工作过程。双信标着陆系统，利用无方向信标和指点信标，引

4、导飞机实施非精密进场的无线电系统。利用无方向信标和指点信标，引导飞机实施非精密进场的无线电系统。双信标着陆系统为进场着陆的飞机提供偏离着陆跑道中心线的方向和大小,并在适当点上为飞机提供距跑道着陆端的距离，引导飞机安全进场着陆。第3章超短波定向系统1 .什么是航空通信定向？其特点是什么？航空固定通信又称平面通信。在固定点之间进行，只接受与航空安全直接有关的通信业务。在世界范围已形成航空固定通信网。此外,许多航空运输企业还另建有旅客服务、客货运输、定座电报的通信网络，并有多家企业联合组成专用通信网。特点：专用卫星通信系统:通常采用卫星通信系统来实现航天员和地面控制室之间的通信。这些卫星通信系统的设

5、计目标是提供高速、高可靠性的通信连接,并能够在全球范围内提供覆盖。数字信号处理技术:航天员和地面控制室之间的通话采用数字信号处理技术,包括压缩、编解码等技术。这些技术可以减少信号延迟和失真,提高通话的清晰度和流畅度。2 .超短波定向系统用途有哪些?概括其使用的优缺点。超短波治疗非常安全且有效,它只适用于治疗部分疾病，可以有效减少患者接受其他治疗技术所带来的风险。它是一种无痛治疗方法,可以有效减轻患者的痛苦。它是一种无毒、无创的治疗方法,不会对患者的健康造成长期损害。超短波通信的优点有频段宽,通信容量大;视距以外的不同网络电台可以用相同频率工作,不会相互干扰;可用方向性较强的天线,有利于抗干扰;

6、受昼夜和季节的变化的影响小,通信较稳定。3 .简述多普勒定向体制的超短波定向机是如何建立电参量和角度之间关系的。多普勒原理需要接收机和发射机之间的距离尽可能地远，以减小信号强度的变化。4 .给出旋转无方向性天线实现相位式测角的数理表达式，并说明消除飞机运动所带来的多普勒效应影响的方法。略。5 .有哪几种测角体制的超短波定向系统?各自的测角精度怎样？略。6 .当机载电台发射功率一定时，为什么超短波定向系统的作用距离与飞行高度有关？气候影响；大气折射影响。第4章伏尔系统1 .分别写出CVOR与DVOR在空中形成的合成场表达式，并指出二者的测角原理有何区别？略。2 .已知CVOR的工作频率为IIOM

7、Hz,其分载频频率为10kHz,调制频偏为480Hz,心脏形方向性图的旋转速率为30cs,问DVOR与CVOR机载接收机兼容时，DVOR的圆周半径应选择为多少？略。3 .伏尔系统在机场如何配置?说明原因。终端VOR主要在机场跑道后方安装,飞机相对于跑道的方位可以采用跑道轴线的延长线作为方位基准。通常与测距仪(DME)或仪表着陆系统(T1S)的航向信标(1OC)配合使用,或者直接组成极坐标定位系统等。甚高频全向信标(VOR)和航向信标(1OC)的频率范围在108.00117.95MHz之间,共有200多个波道,频率间隔为50kHz。4 .分析DVOR系统较之CVOR系统能够提高测角精度的原因。D

8、VOR具有大大削弱场地误差的能力,因而测角精度优于CVOR.5 .旋转天线方向图的相位式测角系统，天线的方向图为心脏形，以30cs的速率顺时旋转，t时刻天线最大值方向对准正西发射基准信号，馈送给天线的信号为纯载波。画出位于天线正东、正北方向上的飞机所接收信号的包络波形图。说明基准信号的作用及设计原则。略。6 .画出VOR系统机载接收机原理框图，并标出主要工作点波形图。略。第5章地美仪系统1 .画出DME系统的组成框图，简述其工作过程。略。2 .如何提高脉冲式测距的精度？1 .频率调制与解调技术：脉冲型雷达物位计通常使用频率调制技术来实现高精度测量。通过对发送脉冲信号进行频率调制，可以增强接收到

9、的反射信号的分辨率。解调技术则用于提取出反射信号中所包含的物体距离信息。2 .脉冲压缩算法：脉冲型雷达物位计在发送短脉冲信号时，会受到脉冲宽度的限制。为了提高测量的分辨率,可以采用脉冲压缩算法。该算法能够将接收到的宽脉冲信号压缩为更窄的脉冲，从而提高了测量的精度和分辨率。3 .多径抑制技术：在实际应用中，脉冲型雷达物位计常常面临多径效应的干扰。多径效应是由于信号在传播过程中经历多次反射导致的。为了减少多径效应对测量的影响，可以采用多径抑制技术，例如引入距离相关函数、自适应漉波器等方法，以提高测量的准确性。4 .噪声抑制与流波技术：在信号解析与处理过程中，噪声的存在会对测量结果产生干扰。为了实现

10、高精度测量，需要采取噪声抑制与滤波技术来减少噪声对信号的影响。常用的方法包括数字滤波器、平均滤波、自适应滤波等，这些方法可以有效地降低噪声水平，提高测量的准确性和稳定性。3. 说明脉冲式测距搜索、跟踪的基本原理，为什么要求DME在搜索期间发射询问脉冲的重复率比在跟踪时高？脉冲法测距原理的基本思想是,通过发射一个短脉冲信号,将能量传输到待测物体表面,然后等待同波信号的返同。4. DME系统地面应答器产生回答脉冲过程中为什么设置一个固定延时？因为需要通过计算机载发射信号与接收信号之间的延时时间,得出飞机与地面台间的斜距。5. DME系统是如何实现多用户同时测距的？略。第6章塔康系统1 .塔康系统的

11、波道是如何划分的?有何特点？塔康信标监测器是用于监视和测量塔康信标主要性能指标的配套设备，是保证信标可靠工作的重要专用仪表组合;塔康信标模拟器是用来检查、测试、校准塔康机载设备主要性能指标的专用设备,它模拟产生塔康信标发射的方位信号和距离回答等信号,并准确提供方位距离、射频信号电平等数据指示，还可模拟方位和距离变化率，具有完善的控制和测试功能:塔康指示控制设备，有时也称为塔康机载设备测试仪，它是测试塔康机载设备收/发主机的必备配套设备，能为测试塔康机载设备提供指示、控制等全套从属部件及适当的接口，可以方便地与塔康信标模拟器配合，对机载设备主机进行全面测试。塔康系统的功能是为飞机提供方位角和距离

12、导航信息，实现为飞机的指向和极坐标定位，可用于建立航线、归航、空中战术机动和作为位置坐标传感器塔康信标通常架设在机场或航路点的已知地理位置,为塔康机载设备提供方位信号及测距应答信号，所以常称为塔康地面信标（或塔康地面设备）。为了某些特殊用途，塔康信标还可装在大型军舰（如航空母舰、大型驱逐舰等）、大型飞机（如空中加油机）上,称为舰载塔康信标、机载塔康信标。优点：（1）单台定位。塔康系统利用测距获得的圆位置线和测向获得的直线位置线相交即可实现极坐标定位，这对于单一测向设备或单一测距设备都是无法实现的，这一点对军用系统极为重要。（2）定位精度高。在极坐标系统中，圆位置线与直线位置线交角总是直角。在导

13、航原理中已经证明，交角为直角时位置线误差引起的定位误差从原理上来说为最小，即定位精度高。(3)适宜近程导航。对于测距系统，在测量误差一定时，位置线误差并不随所测距离变化而变化;但在测向系统中则不然，测向系统的位置线误差与距离成正比。因此，作为测距测向相结合的极坐标定位系统，其定位误差的分布场为发散型，即距离越远，精度越低。2 .塔康系统测向、测距的基本原理与伏尔和地美仪系统有何异同？塔康系统测距原理塔康系统的测距采用的是询问/回答式脉冲测距技术，这与第5章中所阐述的DME系统测距原理完全相同，这里不再赘述。需要说明的是，塔康系统测距公式中的系统固定延时0,是塔康信标从接收机载询问到发出应答脉冲

14、的时间延迟。规定固定延时一方面是考虑应答器电路延迟的不一致性，以及应答器信号处理时间和机载询问器零距离测距的保留时间，另一方面还具有战时反利用的作用因为固定延时的调整可以使敌方的机载设备进行失败的伪测距。测角原理塔康系统测角(也称测向)采用的是相位式旋转天线方向图法测角原理,这与普通伏尔系统非常类似。这种原理就是地面信标天线以其具有的特定方向图全向辐射信号，天线方向图以角速率顺时针旋转，在某一方位上形成受时空调制的无线电信号，机载设备接收该信号，其接收信号包络即受到Q角频率调制，经幅度解调即可得到以角频率变化的正弦包络信号，该包络信号电相位与所测方位角具有一一对应关系，对该信号进行变换处理，就

15、可获得所需的方位角数据，从而达到通过电信号测量获得飞机或信标台所处地理方位的目的。3 .如果飞机位于距塔康信标30Okm处，且飞机方位为270,试计算塔康机载设备询问与回答脉冲延迟时间(塔康地面信标固定延迟时间为50us);画出机载设备测向电路15Hz包络与主基准脉冲间相位关系图。略。4 .某一塔康机载接收机收到的信号如图6-6(b)所示，那么该机上显示的飞机方位角是多少？略。5 .塔康系统信号格式是怎样的?塔康信标为什么要发射随机填充脉冲？射频载波频率在960T215MHZ,提供X、Y两种波道模式，一共有252个波道，编号1X-126X,1Y-126Y;产生钟形脉冲,脉冲宽度为3.50.5s【注脉宽:在脉冲前沿和后沿上,各自相当于该脉冲最大幅度50%点之间的脉冲持续时间】第7章俄制近程导航系统1 .俄制近程导航系统的组成、功能是什么?画出其地面设备的工作框图。俄制近程导航系统组成与塔康系统类似，也是由地面设备和机载设备两大部分构成的完善的系统配置还包括地面设备模拟器和机载指示控制设备等。地面设备及其附属设施构成台站，通常称之为俄制近程导航台(俄导台)。俄制近程导航系统机载设备也是勒斯波恩系统机载设备的重要组成部分。勒斯波恩系统机载设备是一部极坐标定位功能机载设备和地面监视功能机载应答器以及俄制仪表着陆功能机载设备、空/空导航定位功能的机载设备多合一的综合体，是一个比较复杂的