專利名稱：一種使用北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航空領(lǐng)域的導(dǎo)航方法，具體是一種使用北斗定位系統(tǒng)估計(jì)飛機(jī)縱 軸與目的地的夾角(相對(duì)方位角)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能的方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線電羅盤(pán)是最早使用的無(wú)線電導(dǎo)航儀表，它由環(huán)狀天線、垂直全向天線、羅盤(pán)接 收機(jī)、指示器和控制盒等組成，工作在200 1800千赫頻段。使用時(shí)通過(guò)選擇接收地面無(wú) 方向性導(dǎo)航設(shè)備(簡(jiǎn)稱NDB)提供的無(wú)方向性長(zhǎng)波作為導(dǎo)航信號(hào)，無(wú)線電羅盤(pán)可以測(cè)算出飛 機(jī)當(dāng)前航向與飛機(jī)與所選擇的地面NDB臺(tái)連線的夾角，即飛機(jī)縱軸與目的地的夾角(相對(duì) 方位角)，然后通過(guò)航向指示器等顯示控制設(shè)備將該夾角進(jìn)行顯示。無(wú)線電羅盤(pán)使用簡(jiǎn)便， 并有為數(shù)眾多的導(dǎo)航臺(tái)選用，因而從30年代至今一直是飛機(jī)必備的無(wú)線電導(dǎo)航儀表。但由 于工作在中波波段，噪聲干擾很大，測(cè)量精度較低。通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)邊存勇在 2003年第3期《電子測(cè)量技術(shù)》發(fā)表的論文《軟件無(wú)線電羅盤(pán)》采用軟件無(wú)線電和智能天線 技術(shù)構(gòu)建工作在中波和超短波波段的自動(dòng)無(wú)線電羅盤(pán)。中波信號(hào)用固定環(huán)形天線和垂直天 線接收，通過(guò)數(shù)據(jù)據(jù)解算獲得方位信息。超短波信號(hào)用圓形天線陣接收，采用MUSIC算法檢 測(cè)方位信息。但是這種方案其工作原理仍然是利用了無(wú)線電導(dǎo)航的原理，在沒(méi)有地面NDB 的情況下，無(wú)線電羅盤(pán)無(wú)法使用。
目前我國(guó)北斗定位系統(tǒng)逐步完善，而無(wú)線電羅盤(pán)由于使用簡(jiǎn)單，因此，倘若能夠利 用北斗定位系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)的功能，不但精度高于傳統(tǒng)無(wú)線電羅盤(pán)，無(wú)需改變用戶 的使用習(xí)慣，而且在地面沒(méi)有NDB臺(tái)的情況下也可以使用，這對(duì)于航空領(lǐng)域的導(dǎo)航是有一 定意義的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種使用北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功 能的方法。該方法使用傳統(tǒng)顯示界面，使用簡(jiǎn)單，不但精度高于傳統(tǒng)無(wú)線電羅盤(pán)，無(wú)需改變 用戶的使用習(xí)慣，而且在地面沒(méi)有NDB臺(tái)的情況下也可以使用。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種使用北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能的方法，包括如下步驟
步驟一，輸入當(dāng)前目的地坐標(biāo)，如地面NDB導(dǎo)航臺(tái)的位置坐標(biāo)，或者目標(biāo)航路點(diǎn)的 坐標(biāo)等。
所述NDB導(dǎo)航臺(tái)和航路點(diǎn)坐標(biāo)信息可以在飛行管理系統(tǒng)中查找。
所述當(dāng)前目的地坐標(biāo)，還可以采用地面指揮臺(tái)通過(guò)北斗向飛機(jī)發(fā)送目的地的坐標(biāo) 的方法指定目的地，這種方式可以實(shí)現(xiàn)在緊急情況下指定飛機(jī)的緊急集合地點(diǎn)。
步驟二，使用北斗設(shè)備測(cè)出當(dāng)前飛機(jī)的位置坐標(biāo)。
所述北斗設(shè)備是我國(guó)自行研制的全球定位系統(tǒng)。
步驟三，使用慣性導(dǎo)航或姿態(tài)儀等設(shè)備測(cè)量飛機(jī)當(dāng)前時(shí)刻偏航角。
步驟四，利用步驟二中北斗測(cè)出的飛機(jī)當(dāng)前位置坐標(biāo)、步驟一中輸入的目的地坐標(biāo)以及步驟三中得到的偏航角估計(jì)飛機(jī)當(dāng)前時(shí)刻縱軸與目的地的夾角(相對(duì)方位角)。
步驟五，將步驟四中得到得相對(duì)方位角以及步驟三中得到的偏航角等通過(guò)航向指示器或者其他顯示控制設(shè)備進(jìn)行顯示，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果該方法使用傳統(tǒng)無(wú)線電羅盤(pán)的界面， 使用簡(jiǎn)單，不但精度高于傳統(tǒng)無(wú)線電羅盤(pán)，無(wú)需改變用戶的使用習(xí)慣，而且在地面沒(méi)有NDB 臺(tái)的情況下也可以使用。


圖1為本發(fā)明一種使用北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能的方法的原理圖2為本發(fā)明的偏航角和相對(duì)方位角圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例
如圖1所示，使用北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能的方法，包括如下步驟
步驟一，輸入當(dāng)前目的地坐標(biāo)，如地面NDS導(dǎo)航臺(tái)的位置坐標(biāo)，或者目標(biāo)航路點(diǎn)的坐標(biāo)等。
所述NDB導(dǎo)航臺(tái)和航路點(diǎn)坐標(biāo)信息可以在飛行管理系統(tǒng)中查找。若所飛向的目標(biāo)航路點(diǎn)周?chē)鷽](méi)有NDB導(dǎo)航臺(tái)，傳統(tǒng)的無(wú)線電羅盤(pán)在此情況下將失效，而對(duì)于本發(fā)明則只需輸入航路點(diǎn)的坐標(biāo)或當(dāng)前目的地的坐標(biāo)即可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。此外，利用北斗的信息傳輸功能，還可以采用地面指揮臺(tái)向飛機(jī)發(fā)送目的地的坐標(biāo)的方法指定目的地，這種方式可以實(shí)現(xiàn)在緊急情況下指定飛機(jī)的緊急集合地點(diǎn)。
記輸入的目標(biāo)地經(jīng)緯度坐標(biāo)為C (c，d)。
步驟二，使用北斗設(shè)備測(cè)出當(dāng)前飛機(jī)的位置坐標(biāo)。
所述北斗設(shè)備是我國(guó)自行研制的全球定位系統(tǒng)。記當(dāng)北斗測(cè)得的前飛機(jī)的經(jīng)緯度坐標(biāo)為A (a，b)
步驟三，使用慣性導(dǎo)航或姿態(tài)儀等設(shè)備測(cè)量飛機(jī)當(dāng)前時(shí)刻偏航角。
記該時(shí)刻偏航角為W度。偏航角定義如圖2所示。
步驟四，利用步驟二中北斗測(cè)出的飛機(jī)當(dāng)前位置坐標(biāo)、步驟一中輸入的目的地坐標(biāo)以及步驟三中得到的偏航角估計(jì)飛機(jī)當(dāng)前時(shí)刻縱軸與目的地的夾角(相對(duì)方位角)。
首先將經(jīng)緯度坐標(biāo)A (a，b)和C (c，d)轉(zhuǎn)換為地心地固坐標(biāo)系(ECEF)下的坐標(biāo)， 記轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)分別為A' (a'，b'，zA, )，C' (c' ,d'，z。，)。轉(zhuǎn)換方法如下
權(quán)利要求
1.一種使用北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能的方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一，輸入當(dāng)前目的地坐標(biāo)，包括地面NDB導(dǎo)航臺(tái)的位置坐標(biāo),或者目標(biāo)航路點(diǎn)的坐標(biāo)；步驟二，使用北斗設(shè)備測(cè)出當(dāng)前飛機(jī)的位置坐標(biāo)；步驟三，使用慣性導(dǎo)航或姿態(tài)儀測(cè)量飛機(jī)當(dāng)前時(shí)刻的偏航角；步驟四，利用步驟二中測(cè)出的飛機(jī)當(dāng)前位置坐標(biāo)，步驟一中輸入的目的地坐標(biāo)以及步驟三中得到的偏航角估計(jì)飛機(jī)當(dāng)前時(shí)刻縱軸與目的地的夾角，即相對(duì)方位角；步驟五，將步驟四中得到的相對(duì)方位角以及步驟三中得到的偏航角通過(guò)顯示控制設(shè)備進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能的方法，其特征是，所述地面NDB導(dǎo)航臺(tái)和目標(biāo)航路點(diǎn)的坐標(biāo)信息從飛行管理系統(tǒng)中查找。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能的方法，其特征是，所述步驟一中的當(dāng)前目的地坐標(biāo)，采用地面指揮臺(tái)通過(guò)北斗向飛機(jī)發(fā)送目的地的坐標(biāo)的方法指定目的地。
全文摘要
一種使用北斗定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電羅盤(pán)功能的方法，步驟一，輸入當(dāng)前目的地坐標(biāo)；步驟二，使用北斗設(shè)備測(cè)出當(dāng)前飛機(jī)的位置坐標(biāo)；步驟三，使用慣性導(dǎo)航或姿態(tài)儀測(cè)量飛機(jī)當(dāng)前時(shí)刻的偏航角；步驟四，利用步驟二中測(cè)出的飛機(jī)當(dāng)前位置坐標(biāo)，步驟一中輸入的目的地坐標(biāo)以及步驟三中得到的偏航角估計(jì)飛機(jī)當(dāng)前時(shí)刻縱軸與目的地的夾角，即相對(duì)方位角；步驟五，將步驟四中得到的相對(duì)方位角以及步驟三中得到的偏航角通過(guò)顯示控制設(shè)備進(jìn)行顯示。本發(fā)明方法利用北斗的定位功能估計(jì)飛機(jī)縱軸與目的地的夾角(相對(duì)方位角)，使用傳統(tǒng)無(wú)線電羅盤(pán)的界面，具有使用簡(jiǎn)單，精度高于傳統(tǒng)無(wú)線電羅盤(pán)，且在地面沒(méi)有NDB臺(tái)的情況下也可以使用等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01S19/53GK103018762SQ201210358458
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者翟鳴, 施勁松, 羅明, 張鶴 申請(qǐng)人:中國(guó)航空無(wú)線電電子研究所