直升机空中领航方法展望,该文是方法方面有关论文范文资料与展望和领航和直升机类开题报告范文.
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摘 要：文章对现有常用领航方法的优、缺点作了总结,对未来领航装备技术的发展方向和标准要求进行了分析,提出了在未来作战、非战争军事行动任务中直升机领航的几种方法.
领航方法是直升机空中领航的重要组成部分.在飞行过程中,要想使直升机沿着预定的航线安全、准确、准时地飞到目的地,飞行员就需要综合运用各种领航设备和合适的领航方法来引导直升机航行.随着科学技术的不断发展,各种领航装备和方法的不断涌现,直升机空中领航工作也越来越简单、便捷.
一、直升机空中领航基本方法
研究领航方法的目的就是为了解决直升机飞往预定点的航向、时间和位置等领航基本问题.围绕这一目的,领航理论与装备不断发展,领航方法日新月异.目前比较成熟且常用的直升机领航方法主要包括地标罗盘领航、无线电领航、卫星导航、组合导航等.1.地标罗盘领航.根据航行仪表测得的参数,在利用地标确定精确直升机位置的基础上,运用直升机航行的客观规律,推算直升机位置、应飞航向和预达时刻,从而引领直升机领航的方法,叫地标罗盘领航,也叫做推测结合地标领航.缺点在于要受天气、昼夜和地区等条件的影响.
2.无线电领航.利用无线电领航设备引领直升机航行的方法,叫无线电领航.这种领航方法在昼夜复杂气象条件下,或者在缺乏地标的地区都能使用,与地标罗盘领航并列为飞行员必须掌握的两种领航基础方法.
3.卫星导航.卫星导航,是利用全球卫星定位系统和机载终端确定直升机的位置,解算地速、时间、风向风速等领航参数,进而解决飞行方向、时间、位置等领航基本问题,引领直升机航行的方法.随着我国北斗卫星导航系统的逐渐完善,准确度和可靠性不断提高,以北斗卫星导航为平台的导航方法使用范围越来越广泛.
4.组合导航系统.组合导航是指把具有不同特点的两种或两种以上导航系统组合在一起,取长补短,为空中领航提供速度和位置等信息,以提高导航系统的精度.组合导航系统主要包括GPS/惯性组合导航、GPS/雷达组合导航、惯性/多普勒导航雷达、惯性/地形辅助组合导航、多传感器组合导航等.
二、直升机领航理论与技术的发展方向及需求直升机在现代战争、非战争军事行动中承担的任务越来越广泛,作用和地位越来越重要,也对领航的范围、精度、信息、可靠性等方面提出了更高的要求.
1.覆盖范围要广.覆盖范围指的是一个面积或立体空间,是指导航台发射的信号足以使机载导航设备以规定的精度给出载体的位置.为了适应任务需要,导航系统的覆盖范围至少要能包括任务区域,同时为了便于在更大范围内统一指挥、配合和支援,也为了直升机从基地到战区的调动与航行,要求军事导航系统覆盖范围越大越好,直至覆盖全球.
2.导航精度要高.导航系统的精度是指系统为运载体所提供的实时位置与运载体当时的真实位置之间的重合度.导航系统为直升机提供实时的位置信息,是保证飞行安全的前提条件,尤其是在着陆飞行这一最容易发生事故的阶段,要求导航信息的精度非常高,而且不随时间、地点、高度和载体的动态而变化.
3.信息更新率快.导航信息更新率是指导航系统在单位时间内提供定位或其他导航数据的次数,对更新率的要求与运载体的航行速度和航行阶段有关系.导航信息除了位置之外还包括时间、速度和航向姿态等信息.信息的更新率直接影响着导航的精度,特别是依靠自动驾驶仪以实现自动化操作时,要求导航信息要有与飞机本身的动态条件和飞行操作实时且相当的更新率,才能精确和平稳地驾驶直升机.
4.可用性和可靠性高.直升机在复杂的地形、气象环境等条件下执行任务或需要执行特殊任务时,要求导航系统能够不受各种各样因素的影响,为领航提供符合要求的导航信息.特别是在作战环境中,导航系统必须具有抗干扰、反利用、抗欺骗和抗摧毁能力.
三、直升机空中领航方法发展展望
领航方法其未来的发展方向主要是采用组合式导航体制,将卫星导航/惯性导航的组合进一步与地形辅助导航、地球物理导航等方式结合起来.
1.地球物理导航.所谓地球物理导航,首先要建立一个数据库.这个数据库中包含有地球上各地点的重力场的垂直倾斜和重力扰动数据,即存储的是地球各地的三维重力矢量,称作测地和地球物理数据.数据可由重力表或重力梯度仪以静态或动态的方式收集,并形成地图数据.地球物理导航和地形辅助导航在原理上十分类似,只是用的是重力矢量地图数据,而不是地形地图数据.
不过地球物理导航也有缺点.对于飞行来说,由于重力反常场的高频分量随高度而迅速消失,因而只有在低高度上才能获得准确的定位精度,而重力表和重力梯度仪都需要稳定平台和相应的软件,才能保持稳定的基准坐标系.另外一种用以确定重力矢量的正在研究的方法是,计算未经补偿的惯导和GPS两者测出的加速度之间的差值.GPS测出的加速度是平台的纯加速度,而由未经补偿的惯导测出的加速度由平台加速度矢量与重力矢量构成,这个差值就是重力矢量.
2.地磁导航.近十多年来,由于GPS和惯导应用的普及,采用真航向进行导航的场合越来越多.然而军事上仍然有廉价地提供磁北和维持地磁数据库的需要,因为一些地图是以磁北为基准绘制的.获得磁北的一种方法是用真北减去地磁数据库中的磁差；另一种方法是用地磁仪实时测得.地磁导航就是把上述地磁的空间不规则性反过来利用而形成的.可以把地磁场当作一个天然的坐标系,利用地磁场的测量信息来实现导航定位.按照地磁数据处理方式的不同,地磁导航分为地磁匹配与地磁滤波两种方式.
所谓地磁匹配,就是把预先规划好的航迹上末段区域某些点的地磁场特征量绘制成参考图（或称基准图）存贮在计算机中,当直升机飞越这些地区时,由地磁匹配测量仪器实时测量出飞越这些点地磁场特征量,以构成实时图.在直升机上的计算机中,对实时图与参考图进行相关匹配,计算出直升机的实时坐标位置,供导航计算机解算导航信息.地磁匹配类似地形匹配系统,区别在于地磁匹配可有多个特征量.地磁匹配特点是原理简单,可以断续使用；在航行载体需要导航定位时,即开即用；对初始误差要求低,导航不存在误差积累；具有较高的匹配精度和捕获概率,是一种较方便灵活的匹配方式.但是地磁匹配需要存储大量的地磁数据.
地磁滤波的特点是,需要载体在较长一段时间内连续递推滤波导航定位,对初始误差要求较高；如果飞行器的飞行轨迹在等磁线变化较为丰富的区域,则使用滤波修正导航偏差更为有效,其在一定时间内既能提高滤波收敛速度,又能提高收敛精度.
3. 其他导航方法.美国的防卫先进研究项目局（DARPA）及其他一些国家的政府机构还在支持探索如下一些导航方法：（1 ） 卫星通信当实现了高精度时间同步时,可以用三角定位法产生实时定位信息,这就有可能将卫星导航与卫星通信结合起来.事实上任何通信网络,只要有足够的带宽实现网络同步,便有可能同时提供导航功能.（2 ）将GPS与惯导的组合进一步与地形辅助导航、地球物理导航及地磁地图数据组合起来,则有可能为全世界用户在各种动态、各种干扰环境和遮蔽条件下提供高精度的位置、速度和航迹.即便丢失了GPS信号时也是如此.这里相互耦合的程度、滤波次数和这些滤波器的状态矢量数对精度起着重要作用.为此,组合导航技术、卡尔曼滤波技术、现代控制理论和有关估值理论是正在着重研究的课题.（3）发展纳米机电系统（NEMS)传感器.它的长处是,在构建惯导时不再需要陀螺,而只用加速度计去感应每个轴的线加速度和旋转加速度.由于这种加速度计重量很轻,体积很小,因而可以进一步实现惯导小型化.这里的一个关键问题是加速度计必须具有一定的检测地球灵敏度；另一个是要有检测量子噪声电平的能力.
可以预见,随着电子技术、计算机技术和航天技术的发展,未来领航设备将逐步实现高度自动化、智能化和系统结构综合化,将广泛采用激光、静电等先进技术和高速、大容量计算机,进一步提高其领航精度.新的领航技术产生新的领航设备,新的领航设备必将推动新的领航方法的出现,促进直升机空中领航水平的不断提高,从而进一步提高直升机在现代战争、非战争军事行动中的任务执行能力.
该文结论:本文论述了关于方法方面的大学硕士和本科毕业论文以及展望和领航和直升机相关方法论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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