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第一部分 1

第1章 导航系统概述 1

1.1 导航的基本概述 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 导航的基本元素 2

1.2.1 航向（Course） 2

1.2.2 航迹 3

1.2.3 方位（Bearing） 3

1.2.4 航向角（Q） 3

1.2.5 真航向、真方位与航向角之间的关系 4

1.2.6 航速（Sailing Speed） 4

1.3 导航的基本需求 5

1.3.1 航空导航需求 5

1.3.2 航海导航需求 6

1.3.3 陆地导航需求 7

1.3.4 航天导航应用 8

1.3.5 非导航应用需求 9

1.4 导航的分类 10

1.4.1 观测导航 10

1.4.2 天文导航 10

1.4.3 地磁导航 11

1.4.4 推算导航 12

1.4.5 无线电导航 12

1.4.6 激光导航 13

1.4.7 组合导航 14

1.5 无线电导航的发展历史 14

1.5.1 早期阶段 14

1.5.2 发展阶段 15

1.5.3 成熟阶段 15

1.5.4 全球阶段 16

1.5.5 未来发展趋势 16

本章小结 16

复习思考题 17

第2章 无线电导航的定位原理与技术基础 18

2.1 无线电导航的基本原理和分类 18

2.1.1 无线电导航的一般过程 18

2.1.2 无线电导航的物理基础 18

2.1.3 无线电导航的定位几何原理 19

2.1.4 无线电导航的分类 22

2.2 无线电导航系统的主要技术指标 23

2.2.1 信号特性（Single） 23

2.2.2 精确度（Accuracy） 23

2.2.3 可靠性（Reliability） 24

2.2.4 可用性（Availability） 26

2.2.5 连续性（Continuity） 26

2.2.6 完备性（Integrity） 26

2.2.7 定位速率（Position Velocity） 26

2.2.8 导航信息多值性（Navigation Information Ambiguity） 26

2.2.9 系统容量（System Capacity） 27

2.2.10 覆盖范围（Coverage） 27

2.2.11 抗干扰性（Anti—jamming） 27

2.3 无线电导航信号传播的一般知识 27

2.3.1 电波传播的基本概念 28

2.3.2 地面波传播 29

2.3.3 天波传播 30

2.3.4 视距传播 31

2.3.5 波导模传播 32

2.4 坐标系及其变换 32

2.4.1 地球的形体 33

2.4.2 大地坐标系 36

2.4.3 空间坐标系统 37

2.4.4 空间直角坐标与大地坐标的关系 37

本章小结 40

复习思考题 40

第二部分 41

第3章 无线电导航系统的误差原理 41

3.1 无线电导航系统测量误差 41

3.1.1 无线电导航测量误差的基本概念 41

3.1.2 观测精度的评定标准 45

3.1.3 观测值函数的均方误差 46

3.2 位置线误差 48

3.2.1 位置线的基本概念 48

3.2.2 位置线梯度 49

3.2.3 无线电测向系统的位置线 51

3.2.4 无线电测距系统的位置线 51

3.2.5 无线电测距差系统的位置线 52

3.3 定位误差 55

3.3.1 定位误差的基本概念 55

3.3.2 定位误差的等概率误差椭圆 55

3.3.3 均方误差圆 60

3.4 工作区 64

3.4.1 工作区的基本概念 64

3.4.2 无线电测向系统的工作区 65

3.4.3 无线电测距系统的工作区 66

3.4.4 无线电测距差系统的工作区 67

3.4.5 导航台配置情况对测距差导航系统工作区的影响 70

3.4.6 测距差导航系统的覆盖区 71

本章小结 72

复习思考题 72

第三部分 73

第4章 无线电测向导航系统 73

4.1 测向定位原理 73

4.1.1 两台测向定位法 73

4.1.2 单台测向定位法 73

4.1.3 归航法 74

4.2 电波来向的测定方法 74

4.2.1 天线的方向性 75

4.2.2 最小值测向法 78

4.2.3 最大值测向法 79

4.2.4 比较测向法 79

4.3 无线电测向仪 79

4.3.1 测角系统组成 80

4.3.2 无线电测角器的测角原理 80

4.3.3 阴极射线管目测式无线电测向仪 82

4.4 无线电罗盘 86

4.4.1 系统简介 86

4.4.2 机载无线电自动定向仪 87

4.4.3 无方向无线电信标 90

4.5 仪表着陆系统（ILS） 92

4.5.1 系统简介 92

4.5.2 下滑台 93

4.5.3 航向台 95

4.5.4 指点信标 96

4.5.5 仪表着陆系统的优缺点 96

本章小结 97

复习思考题 97

第5章 无线电脉冲测距导航系统 98

5.1 距离测量设备 98

5.1.1 系统特性 98

5.1.2 系统的构成与工作原理 100

5.2 频率测距导航系统——无线电高度表 102

5.2.1 系统特性 102

5.2.2 系统测距原理 102

5.3 微波着陆系统 103

5.3.1 系统简介 103

5.3.2 系统工作原理 110

5.3.3 系统信号格式 111

本章小结 121

复习思考题 121

第6章 无线电相位测距导航系统 122

6.1 相位测距原理 122

6.2 伏尔系统 123

6.2.1 系统概述 123

6.2.2 系统工作原理 125

6.2.3 系统信号格式 128

6.3 塔康系统 130

6.3.1 概述 131

6.3.2 系统工作原理 135

6.3.3 系统信号格式 137

6.4 GPS系统 138

6.4.1 系统特点 138

6.4.2 系统组成 139

6.4.3 系统工作原理 140

6.4.4 系统信号格式 141

6.4.5 测量方法 141

6.5 北斗卫星导航系统 142

6.5.1 系统概述 142

6.5.2 系统组成 145

6.5.3 系统应用 147

6.5.4 未来发展 148

本章小结 149

复习思考题 149

第7章 无线电测距差导航系统 150

7.1 脉冲测距差导航系统 150

7.1.1 概述 150

7.1.2 脉冲测距差定位原理 151

7.1.3 发射台的配置 152

7.1.4 位置线双值性的消除 153

7.1.5 主副台信号的识别 154

7.1.6 系统定位 155

7.2 相位测距差导航系统 157

7.2.1 概述 157

7.2.2 相位测距差原理 158

7.2.3 相位差测量系统中存在的问题 160

7.2.4 信号同步 160

7.2.5 信号区分 161

7.2.6 多值性的消除 162

7.2.7 巷识别 163

7.3 脉冲-相位测距差定位原理 165

7.3.1 概述 165

7.3.2 脉冲-相位测距差原理 166

7.3.3 消除多值性的必要条件 167

7.4 罗兰C系统 167

7.4.1 系统特点 167

7.4.2 系统组成 169

7.4.3 罗兰C接收机 169

7.5 E罗兰系统 170

7.5.1 国外罗兰C的技术改造 170

7.5.2 国内罗兰C现代化改造 172

7.5.3 卫星陆基增强系统的技术改造 173

7.5.4 对增强罗兰的评估测试 173

本章小结 174

复习思考题 175

第四部分 176

第8章 罗兰C系统的信号接收技术 176

8.1 信号设计 176

8.1.1 工作频率的选择 176

8.1.2 100kHz地波传播特性对系统工作的影响 177

8.1.3 信号设计原则 184

8.1.4 单个信号设计分析 185

8.1.5 系统信号设计分析 190

8.2 相位编码与相关检测 192

8.2.1 相位编码 192

8.2.2 相关检测 192

8.2.3 多脉冲相位互补码的基本概念 196

8.2.4 国际常用码分析 198

8.3 自动搜索 204

8.3.1 基本概念 204

8.3.2 信号检测问题 205

8.3.3 采样脉冲的结构形式 205

8.3.4 搜索原理 206

8.3.5 算法验证 211

8.4 天地波识别 213

8.4.1 基本概念 213

8.4.2 传统罗兰C接收机中的天地波识别方法 213

8.4.3 时间估计的经典理论 215

8.4.4 基于现代信号处理的天地波延迟估计技术 217

8.4.5 基于优化包络相关的天地波延迟估计技术 224

8.4.6 基于时频分析的天地波识别方法 237

8.5 相位跟踪 247

8.5.1 常用模拟跟踪环路 247

8.5.2 相位跟踪方法设计 248

8.5.3 算法验证 248

8.6 周期识别 252

8.6.1 基本概念 252

8.6.2 传统的周期识别方法 252

8.6.3 基于高斯平滑滤波的罗兰C周期识别新方法 256

8.7 距离差参量测量与定位 260

8.7.1 单台链双曲线定位算法 260

8.7.2 非时基圆圆定位算法 264

8.7.3 多台链双曲线定位算法 272

本章小结 282

复习思考题 282

参考文献 283