探討航空導(dǎo)航設(shè)備發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀與趨勢

董巍

【摘 要】飛機(jī)遠(yuǎn)程航行需要航空導(dǎo)航設(shè)備。航空導(dǎo)航隨著科技的發(fā)展得到了很大的技術(shù)提升。但是其設(shè)備中仍有許多需要改善的地方。筆者在本文將就設(shè)備的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行分析并提出相應(yīng)改進(jìn)意見。

【關(guān)鍵詞】航空導(dǎo)航；導(dǎo)航設(shè)備；導(dǎo)航技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，航空技術(shù)得到了很大的提高，同時航空導(dǎo)航設(shè)備的技術(shù)也越來越先進(jìn)。通過研究航空導(dǎo)航技術(shù)可以幫助航空領(lǐng)域發(fā)展。本文將就航空導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)意見。

一、地標(biāo)導(dǎo)航

很多導(dǎo)航設(shè)備都有易受干擾的問題，受到干擾后導(dǎo)航將不能正常使用或由于受到欺騙性的干擾飛到敵防空區(qū)等。地標(biāo)導(dǎo)航能很好地幫助避免著各種問題，因?yàn)椴皇芨蓴_，通過識別地標(biāo)可完成任務(wù)是地標(biāo)導(dǎo)航的特點(diǎn)。地標(biāo)導(dǎo)航的缺點(diǎn)則是在因海上飛行時的地標(biāo)稀少且能見度低使其對于飛行員的導(dǎo)航技術(shù)考驗(yàn)大。因此提高飛行員對地標(biāo)導(dǎo)航的應(yīng)用能力具有重要意義。第一，飛行員能盡可能的利用海上的地標(biāo)。盡管海上的地標(biāo)不多，但飛行員可將島嶼當(dāng)成基本點(diǎn)。第二，飛行員需熟悉飛行區(qū)域的地標(biāo)。利用領(lǐng)航時鐘、磁羅盤、空速表等傳統(tǒng)儀表推測飛行區(qū)域的地標(biāo)，通過熟悉這些地標(biāo)，在電子設(shè)備受到干擾時飛行員可利用所掌握的地標(biāo)順利出航和返航。第三，利用雷達(dá)搜索地標(biāo)。飛行過程中遇見能見度不好等情況可開雷達(dá)明確地標(biāo)位置。雷達(dá)打開時間不宜太長，不然易受干擾。地標(biāo)導(dǎo)航雖然比較原始，掌握困難，但依舊在作戰(zhàn)飛機(jī)受到敵方干擾時能夠起到作用。

二、無線電羅盤導(dǎo)航

無線電羅盤導(dǎo)航的原理是飛機(jī)上的設(shè)備與地面導(dǎo)航電臺之間建立了方位關(guān)系，通過與多個地面建立的方位練習(xí)來進(jìn)行定位導(dǎo)航。無線電羅盤導(dǎo)航為復(fù)雜氣象、夜間條件下的基本導(dǎo)航方法。無線電羅盤的工作頻率為150-1749.5kHz，有地面導(dǎo)航電臺分布廣、工作距離短的特點(diǎn)，因此要對它進(jìn)行干擾的難度較大。誤差大、有海岸、山地、夜間效應(yīng)是無線電羅盤的缺點(diǎn)。

三、塔康導(dǎo)航

塔康導(dǎo)航能夠確定飛機(jī)位置、完成起飛著陸的導(dǎo)航工作，這一作用是通過建立飛機(jī)與地面塔康臺之間的方位和距離關(guān)系，在跑道延長線上建立飛機(jī)和跑道之間的偏差角關(guān)系來完成的。塔康導(dǎo)航的工作頻率與無線電羅盤不同，因此當(dāng)無線電羅盤受到侵?jǐn)_時可以啟用塔康導(dǎo)航。

塔康導(dǎo)航在我國發(fā)展較晚，因此可通過下述幾個方向來完善塔康導(dǎo)航系統(tǒng)：首先，組建近距離導(dǎo)航系統(tǒng)。塔康雖然能夠進(jìn)行導(dǎo)航的基礎(chǔ)工作，但飛行人員仍需計(jì)算導(dǎo)航的數(shù)據(jù)如飛行航向、未飛時、未飛距等。導(dǎo)航數(shù)據(jù)的計(jì)算需要飛行人員經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)來完成。通過裝置導(dǎo)航計(jì)算機(jī)和綜合顯示器，導(dǎo)航數(shù)據(jù)可經(jīng)計(jì)算機(jī)算出結(jié)果后顯示于顯示器上。一方面，減輕了飛行員的工作量，另一方面，這樣的近程塔康導(dǎo)航系統(tǒng)能夠在其他導(dǎo)航系統(tǒng)受干擾時完成任務(wù)。其次添加地面塔康臺數(shù)量。當(dāng)前的地面塔康臺較少，因此應(yīng)增加塔康臺數(shù)。由于塔康的導(dǎo)航距離可達(dá)幾百公里，因此幾十臺的地面塔康臺即可覆蓋大片的區(qū)域。再者，塔康與航母的聯(lián)系。航母內(nèi)置塔康臺，通過取得飛機(jī)與航母之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，飛行員取得飛行計(jì)算機(jī)通過對航母位置等的計(jì)算得到的導(dǎo)航數(shù)據(jù)可完成工作。最后，鞏固塔康導(dǎo)航的方法訓(xùn)練。當(dāng)前，塔康的機(jī)制是通過方位和距離來得出飛機(jī)位置。通過這個飛機(jī)位置算出飛機(jī)航跡方向和偏航角以得出新的應(yīng)飛航向。同時，通過這個飛機(jī)位置可算出飛機(jī)地速以得出目的地的預(yù)達(dá)時刻。而且通過地速和航跡角以及飛行方向、空速可以利用領(lǐng)航計(jì)算尺計(jì)算出空中風(fēng)，空中風(fēng)可用來推算下一段的導(dǎo)航任務(wù)。另外，在進(jìn)行空域的飛行時，通過方位與距離控制空域的邊界，保證飛機(jī)在空域內(nèi)飛行。塔康在飛機(jī)的起飛與著陸時判斷飛機(jī)是否位置偏差以正確的進(jìn)行飛行。

四、慣性導(dǎo)航

慣性導(dǎo)航能夠給出最全的數(shù)據(jù)，慣性導(dǎo)航還可以提供除了必要的導(dǎo)航數(shù)據(jù)外的姿態(tài)信號，慣性導(dǎo)航的數(shù)據(jù)精度高，誤差可控制于小于1°。使用慣性導(dǎo)航的飛機(jī)能夠精確地進(jìn)行航行，在方向、距離上精確度高。慣性導(dǎo)航也是火控系統(tǒng)的一部分，為三代戰(zhàn)機(jī)不可或缺的導(dǎo)航設(shè)備。同時，慣性導(dǎo)航作為自備式導(dǎo)航系統(tǒng)有著不受干擾的優(yōu)點(diǎn)，這是它最為突出的優(yōu)點(diǎn)。慣性導(dǎo)航的缺點(diǎn)為積累誤差，這是它最大的缺點(diǎn)。積累誤差體現(xiàn)為飛行時間越長，積累誤差越大。當(dāng)與GPS組合時誤差可小于300米，但若GPS受到干擾則會增加航行的危險(xiǎn)。因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)可在一定地區(qū)、一定時間內(nèi)實(shí)施干擾或關(guān)閉，因此衛(wèi)星導(dǎo)航在特定的時候受干擾是一定的，這樣可導(dǎo)致使用時候就開放，在不使用的時候就干擾或關(guān)閉，形成飛機(jī)飛行不到目標(biāo)上空或飛行至不利于飛行區(qū)的結(jié)果。所以，純慣導(dǎo)飛行有時需要被使用，而慣導(dǎo)飛行最核心的問題是導(dǎo)航的飄移，然而海上飛行的過程發(fā)現(xiàn)的地標(biāo)少，因此飄移難以被發(fā)覺。查看慣導(dǎo)飄移的方法有四種。第一，通過對有限地標(biāo)的利用。制定航線時使航線經(jīng)過島嶼，這樣可以更大可能利用到地標(biāo)的作用。第二，互通預(yù)警機(jī)、軍艦等的數(shù)據(jù)，將慣導(dǎo)的數(shù)據(jù)與其他設(shè)備的數(shù)據(jù)相比較，通過發(fā)現(xiàn)兩者是否存在偏差來分析慣導(dǎo)是否飄移。第三，通過心算推測發(fā)現(xiàn)飄移。通過推測領(lǐng)航的方法可推算飛機(jī)的位置等，當(dāng)此數(shù)據(jù)與慣導(dǎo)的數(shù)據(jù)相差較大時，需要注意是否存在飄移。第四，在海上飛行的過程中使用塔康臺。當(dāng)飛機(jī)在航母附近飛行時，可以借助塔康系統(tǒng)的計(jì)算來測飛機(jī)的位置。如果這個位置與慣導(dǎo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不同，需要注意慣導(dǎo)是否發(fā)生飄移?？偟膩碚f，通過飛機(jī)和其他設(shè)備聯(lián)系得出的數(shù)據(jù)與慣導(dǎo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，來推測慣導(dǎo)是否發(fā)生了偏移。

五、衛(wèi)星導(dǎo)航

衛(wèi)星系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時定位、無積累誤差、定位廣、導(dǎo)航精度高。衛(wèi)星在各個國家都備受重視。在中國、美國、歐盟、俄羅斯，衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)形成。從各國衛(wèi)星的發(fā)展?fàn)顩r來看，美國的發(fā)展最好，其衛(wèi)星可供全球范圍使用，而中國的衛(wèi)星系統(tǒng)剛剛建成，飛機(jī)上還未配有接收機(jī)。因此，當(dāng)前的飛機(jī)衛(wèi)星系統(tǒng)對美國的GPS依賴性大。GPS能夠?qū)T導(dǎo)有著較大的修正作用，這種精確度高的修正作用尚未找到別的系統(tǒng)來代替。因此衛(wèi)星導(dǎo)航的缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。第一點(diǎn)，衛(wèi)星導(dǎo)航易受別的國家控制。當(dāng)局部地區(qū)的衛(wèi)星信號被有的國家關(guān)閉時將對使用自動導(dǎo)航系統(tǒng)的飛行員產(chǎn)生較大影響。第二點(diǎn)，欺騙性干擾的影響。欺騙性干擾將影響飛機(jī)抵達(dá)錯誤的目的地。第三點(diǎn)，第三方干擾的影響。因?yàn)樾l(wèi)星的軌道位于兩萬公里的高度，因此衛(wèi)星的信號通常較弱、易受到干擾。通過國家建立和完善北斗，以及俄羅斯、歐盟衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，中國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)該達(dá)到下面幾個方面的發(fā)展。第一，幾個衛(wèi)星系統(tǒng)單獨(dú)工作。為了分析各系統(tǒng)的工作情況、增加導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性，可讓美國、俄羅斯、中國、歐盟的衛(wèi)星單獨(dú)工作，當(dāng)每個數(shù)據(jù)單獨(dú)的顯示出來時，有問題的衛(wèi)星通常是那個數(shù)據(jù)與其他幾個衛(wèi)星無偏差的。由于每個系統(tǒng)的工作頻率不同，干擾不能同時對幾家系統(tǒng)進(jìn)行，因此欺騙性干擾的發(fā)生是很難的。由于干擾需要對所有衛(wèi)星系統(tǒng)施加，因此增加了干擾的難度。衛(wèi)星干擾需要干擾源，北斗的正常運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)該需要有抗干擾能力。第二，創(chuàng)建智能評估平臺。讓每個衛(wèi)星系統(tǒng)單獨(dú)工作，給與它們之間的位置矢量差值，使工作人員能更方便的判斷每個系統(tǒng)的工作質(zhì)量。第三，對地面衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的加強(qiáng)。地面衛(wèi)星系統(tǒng)的分析能夠有效地得出衛(wèi)星的工作狀態(tài)供飛行人員參考。如果衛(wèi)星系統(tǒng)工作狀況良好，則可利用該衛(wèi)星對慣導(dǎo)進(jìn)行修正。若該衛(wèi)星工作狀態(tài)不良好，則切斷該衛(wèi)星與慣導(dǎo)的聯(lián)系。

六、結(jié)束語

通過本文對航空導(dǎo)航設(shè)備的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)狀與趨勢的探討，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的導(dǎo)航設(shè)備很多，因此飛行員可結(jié)合多種導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行綜合運(yùn)用，掌握多種導(dǎo)航系統(tǒng)的使用。

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