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1 # 懷舊的臥禪
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2 # a迷夢a
航空最開始和航海學,用類似指南針的航空羅盤!而且還真有飛行員用普通指南針導航,不過大家也知道,指南針有時候也不靠譜。然後就有了無線電羅盤,簡單說就是發射一道無線電波到無線導航臺,透過電磁羅盤引導沿著無線電飛行。導航臺位置都是已知,用具有單方向特性的天線,旋轉天線去接收導航臺的訊號,自然就知道導航臺和自己的角度,規劃路線時基本是衝著導航臺一路飛過去。戰時敵機還可以用對方的廣播電臺定位。
不過即使這樣,
還是不行,
因為無線電的侷限性是很大的,
例如電磁干擾、通訊距離一類的問題,
這種時候就要靠天文羅盤了。
天文羅盤和航海導航的原理類似,可以根據時間不同,判讀天體來判斷自己所在位置進行導航,比如:用精確的經緯儀看太陽、星星確定經緯度。(看過史泰龍和施瓦辛格合作的《金蟬脫殼》嗎?裡面就有個簡化版的經緯儀);比經緯儀更老的還有牽星板(一種低精度經緯儀)。飛行員粗略的可以用地面標誌物和地圖對比判斷自己大體位置(比如你可以沿著河飛)。
當然,這些都比較考驗人的導航能力,所以那時的飛機飛遠路都有專門的導航員,負責時刻計算、定位。比如二戰時期的轟炸機都有導航員一職,飛機上還給他們配了觀察天空(使用六分儀)的觀察窗。
目前來說飛機導航方式的演變可以分為以下三個階段:
第一階段:目視導航
第二階段:無線電導航
第三階段:基於效能的導航
一、目視導航
目視導航,機組可以參照一些標誌性的地標,如河流、鐵路、建築物,以及其他任意看到的參照物,,為了滿足夜航的需要,發展出1910年使用篝火和燈塔,1920年跑道照明和旋轉的燈臺。
二、無線電導航
接著,無線電導航臺相繼出現,讓飛機從目視飛行跨越到儀表飛行,它們是:
lNDB臺(20-30年代)——機載ADF接收機
lVOR臺(30年代)——VOR接收機
l儀表著陸系統(40年代)——ILS接收機
lDME臺(50年代)——DME計算機
無線電導航有以下特點:
無線電導航將飛行員的注意力從飛機外部集中轉移到駕駛艙儀表板,它是高高度、複雜氣象、夜間和海上飛行技術的基礎。
無線電導航方式的精度依賴於地面臺訊號,距離地面臺太遠或有障礙物的地方無法進行定位計算。
因此在規劃航路時將航路點集中分佈在地面導航臺周圍,造成空域擁擠。
三、基於效能的導航(PBN)
PBN不是具體的導航方式,而是一種新的導航理念,分為2類:
1、RNAV導航
隨著慣性導航、衛星導航技術在飛機的應用,人們不甘於飛機還是沿著著地面臺附近飛行,而是希望飛機在一定的空間內“自由”飛行。
因此出現了一種導航方式叫做RNAV,它需滿足以下至少1個條件:
飛機在無線電導航訊號覆蓋範圍內
機載裝置工作能力範圍之內(如準確的慣導資料、GPS資料)
RNAV顛覆了之前背向臺飛行的導航理念,RNAV關注的是飛機本身的位置計算能力(基於效能),只要飛機可以計算出準確的經緯度資料,不用侷限於地面臺,飛機就可以沿任意期望的路徑飛行。
2、RNP導航
RNAV已經足夠強大了,為何要引入RNP?
RNAV的關鍵是在要導航訊號覆蓋範圍內和機載裝置能力範圍內,但是無論是無線電導航、衛星導航(偽距)、以及慣性導航(累計誤差),都是存在誤差,造成定位不準確的。
這些問題,RNP可以透過機載裝置實現對導航效能(包括訊號的準確性、可信度、連續性、可用性等)的監控與告警,從概念上講,RNP是RNAV的一種操作方式。