VOR/DME区域导航方法综述学生：颜格指导老师：程擎摘要：区域导航(RNA V)是一种导航方法，在现代航线飞行中应用广泛，适用于多种航路的飞行，可以建立起短捷的，固定的，和偶然的航线，发挥其优势，可以产生明显的效益。
可用于区域导航的现有系统有VOR/DME、DME/DME、惯性导航系统INS/IRS和全球卫星导航系统GNSS等。
VOR/DME区域导航系统是利用VOR测向，DME测距以及气压高度作为基本输入信号，来计算飞机到某个航路点的航向和距离的导航和引导系统。
VOR/DME区域导航系统作为导航设备，有其实用性和发展空间，即使在当今导航设备的不断更新中，作为一种基本领航方法，VOR/DME导航方式任有其使用价值。
本文从分别对VOR、DME 的原理介绍，其在领航过程中的作用入手，加深对VOR/DME RNA V的具体讨论。
以及对VOR/DME RNA V 在现代飞机中的现实应用也进行了讨论。
关键词：区域导航甚高频全向信标测距仪飞行管理系统(FMS)The method of VOR/DME RNA VAbstract:Area navigation(RNA V) is a kind of navigation ,which is widely used by constructing short and convinent, certain and occasional course in modern aircraft’s flight. It’s divided into four groups as VOR/DME,DME/DME,INS/IRS and GNSS.VOR/DME RNA V system takes VOR, DME, the air pressure of attitude as basic input signals to compute the heading and distance between aircraft and waypoint.VOR/DME RNA V system has its own valve and development as one basic navigation device. The paper has introduced the principle of VOR and DME and its usage in modern aircraft by discussing how the system works.Key words:RNA V: area navigationVOR: VHK omnidirectional radioDME: distance measuring equipmentFMC: flight management computer前言所谓导航，即引导飞机沿着某预定的航线安全而准确地从一点飞到另一点的技术。
要完全成导航任务，必须要选择导航方法，并选用具有高可靠性和精度的导航设备。
而导航设备按其任务分类，应分别测出不同的导航要素，即位置坐标，选定目标的飞行速度，目标的方位及距离等。
由民航设备构成的导航系统经过对各导航要素进行处理和综合，给出高精度的定位信息，从而达到对飞机的正确、可靠的引导。
导航可分为无线电导航，惯性导航，天文导航，多普勒导航和仪表导航等，其方法主要是测向的测距，从而实现定位。
国际民航组织在国际民航公约附件11中对区域导航（RNA V）的定义：区域导航（RNA V）作为一种导航方法，允许飞机在台基导航设备的基准台覆盖范围内或在自主导航设备能力限度内或两者配合下按任何希望的飞行路径进行。
其中台基导航设备，包括传统的以地面电台为基础的陆基导航设备和以卫星导航系统为基础的星基导航设备；区域导航不仅是一种导航方法，同时也涉及航路结构和空域环境。
1．区域导航简单介绍利用NDB、VOR、DME等无线电导航设备实施导航，其航线计划是按逐台飞越的原则编排的，其航线就是导航台之间的连线，飞行中采用从一个导航台飞向另一个导航台的传统导航方式；无线电定位只能定出相对与电台的位置。
随着航空事业的高速发展，空中交通流量日益增长，约束与导航台这种传统的航线结构和导航方法，存在着很大的局限性，限制了飞行流量的增加。
自从出现了多普勒雷达、惯性导航以后，导航手段发生了根本的变化。
其无线电定位或其他定位方法可以定出飞机的绝对位置（地理坐标）和/或飞机相对于计划航线的位置（航线坐标），从实践和设备上不需飞向或飞越导航台，因而航线可以由不设导航台的航路点之间的线段连接而成，使得航线编排更加灵活，这种实施导航的方法称为区域导航。
区域导航允许在航路上定义航路点而组成航线，实施逐点飞行；也可以跳点直飞、甚至实施出发点和到达点间的直飞，大大缩短了航程；同时也易于建立临时的绕飞、偏航飞行和等待航线等飞行计划。
RNA V在充分利用现代计算机技术下，便于发挥多套组合及多种导航设备组合导航的优势。
在定位计算中采用了余度技术、卡尔曼滤波技术后，导航精度和可靠性都有明显提高。
近代导航计算机可以结合在导航设备内部，也可以在其外部。
此外，都能和自动驾驶耦合、和显示器耦合，因而能把航线偏离或驾驶指令送到自动驾驶或自动飞行系统和显示仪表，实现自动制导和显示器监视，还能在到达航路点前给出提示信息。
区域导航的主要特点是能够脱离电台台址的约束，便于编排短捷的希望的飞行路径，便于发挥多套组合及多种导航系统组合的优势。
区域导航的特点反映在航线结构上：RNA V的航线就是航路点系列组成的连线，这些航路点是脱离电台台址而自行定义的任何地理位置点，而传统导航的航线是电台台址点系列组成的连续；反映在定位方法上：RNA V定出的是飞机在地球上的绝对位置，传统导航定出的飞机相对于电台的位置；反映在导航计算方法上：RNA V按飞行计划转换到航线坐标，算出向前方航路点飞行的已飞距离或待飞距离和航迹的侧向偏离，所有的计算是在大圆航迹上进行的，而传统导航的计算是在当地地图投影平面上进行的。
区域导航的效益表现在可以建立更为短捷的直接航线，缩短飞行距离和飞行时间，节约燃油和飞行运行成本；除公布的航线外，还可采用非公布的随机航路，即在指定区域内由飞行计划自行确定的航路，增大选择航路的灵活性;允许建立平行或双线航路，提高空域利用率和交通流量；结合提高导航精度和飞行自动化，可以缩减飞机间的纵向间隔和侧向间隔，即缩小航路宽度，提高航路上的飞机布占率、空域利用率和交通流量；利用全球导航设备可以在海洋及边远地区实施区域导航飞行，因此在这些地区可以建立更多的航线和随时增辟新航线；增加可优化的高度层，减小保护空域尺寸，增加了空中交通管制的灵活性；全面实施区域导航后，卫星和惯性导航都能作为单一导航手段，这样可以逐步撤减地面电台，从而节省大量设施投资和维护费用。
从民航目前所使用的导航系统来看，可以用于区域导航的导航系统有：VOR/DME，DME/DME，惯性导航系统INS/IRS 和全球卫星导航系统GNSS VOR/DME区域导航系统具有成本低，航线多，精度高等优点。
1)成本低，由于VOR/DME RNA V系统的地面设备简单，对地面设备的安装场址无特殊要求，而且它可提供直线航线，因而具有成本低廉的明显特点。
2)航线多：由于利用RNA V，使得在某个确定的地理区域内空域容量式航线增加，其原因在于：RNA V能提供机场之间的直线航线；RNA V系统能够在VOR/DME覆盖范围内，对任何航线都可提供导航能力，各条航线可利用同一设备及其一组航路点有效地实施RNA V。
3)精度高：由于VOR/DME RNA V系统的机载设备采用了数字电子技术和计算机控制，再加上采用适当的RNA V方式，可使导航精度和可靠性大为提高。
2．VOR/DME原理及其应用简介2.1甚高频全向信标（VOR）原理简介甚高频全向信标（VOR）是国际民航组织（ICAO）确定的标准近程导航设备，其技术规范、场地要求、干扰等条件均应满足国际民航组织规定的标准。
对甚高频全向信标的一般要求：VOR信号应使飞机仪表指示从VOR台处测得的相对于磁北的顺时针方向到飞机与VOR台连线的夹角（径向方位角）。
VOR 台必须辐射带有两个独立的30HZ调制的射频载波。
其中，一个调制信号的相位必须与接收点（飞机）的方位角无关（基准相位），另一个调制的相位在接收点处于不同方位（除磁北外）时与基准相位不同（可变相位），两个调制信号的相位差角即为接收点相对于VOR 台的磁方位。
基准相位信号与可变相位信号在“磁北方位”上应为同相。
对于VOR 的极化和场型准确度，VOR 的射频必须为水平极化波，辐射的垂直极化成分应尽可能小。
以VOR 天线系统为中心，在0—40度仰角范围内，在大约四个波长距离上，由VOR 辐射的水平极化波传播的方位信息准确度应在正负两度以内。
甚高频全向信标（VOR ）的基本功用是为机载VOR 接收机提供一个复杂的无线电信号，经机载VOR 接收机解调后，测出地面甚高频全向信标台相对于飞机的磁方位即VOR 方位。
所谓VOR 方位，实际上是以飞机所在位置的磁北方位为基准，顺时针方向转至飞机与地面VOR 信标台之间连线的夹角QDM ，如图1所示，并直接显示在飞机上的无线电磁指示器（RMI ）上。
如果驾驶员调定某预选航道，在飞机的水平状态指示器（HSI ）上还可以显示出此时飞机偏离预选航道的情况及飞机是向台或背台飞行。
目前国内外所使用的二种不同制式的基高频全向信标CVOR 和DVOR ，对机载接收机是兼容的。
其共同特点是均采用比较基准相位30HZ 信号与可变相位30HZ 信号的相位来实现定向的。
甚高频全向信标台辐射信号中的基准相位在VOR 信标台的各个方位上相位不变；而可变相位30HZ 信号的相位随VOR 信标台的径向方位而改变。
而飞机相当于远距观察者。
那么，飞机相对于地面VOR 信标台的磁方位角QDM ，就是基准相位30HZ 信号与可变相位30HZ ，信号的相位差α，机载VOR 接收机将测得的α角再加入或减去180°,就是飞机RMI 指示器上显示的VOR 方位角QDM ，即地面VOR 信标台相对于飞机的磁方位，QDM=QDR ±180°信标辐射信号中的基准相位30HZ 信号与可变相位30HZ 在磁北方位上是同相的，而在其他任何径向方位上基准30HZ 与可变30HZ 信号的相位是不同的,其相位差随径向方位的改变而改变，如在90°方位上两个30HZ信号相位差为90°，在180°方位上两相位差为180°，在任意径向方位σ上，其相位差为σ，但可变相位30HZ信号始终落后于基准相位30HZ信号。