多普勒导航计算机英文解释翻译、多普勒导航计算机的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 Doppler navigation computer
分词翻译:
多的英语翻译:
excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
普的英语翻译:
general; universal
勒的英语翻译:
rein in; tie sth. tight
【医】 lux; meter candle
导航计算机的英语翻译:
【计】 navigation computer; navigational computer
专业解析
多普勒导航计算机(Doppler Navigation Computer)是一种利用多普勒效应(Doppler effect)原理,通过测量雷达波束照射地面后反射回波的频率变化,来计算载体(如飞机、导弹等)相对于地面的速度矢量(包括地速和偏流角),并进而结合航向等信息实现自主推算定位(Dead Reckoning)的机载导航设备的核心计算单元。
其详细含义可从以下核心功能角度理解:
-
测速原理核心:
- 设备向地面发射特定频率的雷达波束。
- 由于载体运动,地面反射的回波频率会因多普勒效应而发生偏移(频率升高或降低)。
- 导航计算机精确测量并解算这种频率偏移量。
- 根据多普勒频移公式(Δf = (2 v f₀ cosθ) / c),计算出载体沿雷达波束方向相对于地面的速度分量(v cosθ)。其中:
- Δf 是测得的频率偏移(多普勒频移)
- v 是载体速度
- f₀ 是发射波频率
- θ 是波束方向与载体速度矢量之间的夹角
- c 是光速
- 公式:$$Delta f = frac{2 v f_0 cos theta}{c}$$
-
速度矢量解算:
- 实际系统中通常采用多个(如三或四个)不同方向(如前、后、左、右)的雷达波束。
- 导航计算机同时处理来自不同波束的回波信号,测量各自的频移。
- 通过复杂的数学运算(通常是解算联立方程组),计算出载体相对于地面的三维速度矢量,主要包括:
- 地速 (Ground Speed): 载体相对于地面沿飞行路径的水平速度分量。
- 偏流角 (Drift Angle): 载体实际航迹方向与机头指向(航向)之间的夹角,由侧风等因素引起。
-
位置推算 (Dead Reckoning):
- 在获得精确的地速和偏流角信息后,导航计算机需要结合来自其他传感器(主要是航向基准系统,如陀螺罗盘)提供的真航向 (True Heading) 信息。
- 利用真航向修正偏流角的影响,计算出真航迹角 (True Track Angle)。
- 根据初始位置(需人工输入或由其他导航系统提供)、地速和真航迹角,通过积分运算(位置 = 初始位置 + ∫速度矢量 dt),实时推算出载体当前的经纬度位置。
- 公式(简化二维):$$begin{pmatrix} x(t)y(t) end{pmatrix} = begin{pmatrix} x_0y0 end{pmatrix} + int{t_0}^{t} begin{pmatrix} v_g cos psi_tv_g sin psi_t end{pmatrix} dt$$
- 其中 (x₀, y₀) 是初始位置,v_g 是地速,ψ_t 是真航迹角。
-
系统核心与输出:
- 多普勒导航计算机是整个多普勒导航系统的“大脑”,负责完成上述所有关键计算任务。
- 其输出主要包括:地速 (Ground Speed, GS)、偏流角 (Drift Angle, DA) 以及推算出的当前位置 (Latitude/Longitude)。
- 这些信息被提供给飞行仪表(如水平位置指示器HSI)、飞行管理系统(FMS)或自动驾驶仪(Autopilot),用于导航、制导和控制。
权威参考来源:
- 《航空电子设备》(Avionics Systems) - 航空工业出版社出版的专业教材,详细阐述了机载导航系统原理,包括多普勒导航系统及其计算机的核心功能与算法。 (来源:专业航空电子教材)
- 《航空无线电技术委员会(RTCA)文件 DO-178C》 - 虽然主要关注软件适航性,但作为机载设备设计标准,其背景资料和系统描述章节会涉及导航计算机的功能要求。这类标准文件是航空电子设备设计和认证的权威依据。 (来源:航空适航标准)
- 《简氏航空电子年鉴(Jane's Avionics)》 - 国际知名的军事和航空技术年鉴,其历史版本中对经典导航系统(包括多普勒导航)及其计算机组件有详细的技术描述和应用案例介绍。 (来源:权威航空技术年鉴)
- 美国联邦航空管理局(FAA)咨询通告 AC 20-138D - 关于航空导航设备的适航审定指南,其中涉及基于传感器的导航系统(如多普勒雷达)的性能和功能要求,间接定义了导航计算机需要实现的能力。 (来源:航空监管机构指南)
- IEEE 航空航天与电子系统汇刊(IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems) - 该领域的顶级学术期刊,历史上发表过多篇关于多普勒雷达信号处理、导航算法和计算机实现的研究论文,提供了深度的技术原理阐述。 (来源:权威学术期刊)
网络扩展解释
多普勒导航计算机是多普勒导航系统的核心处理单元,主要用于整合传感器数据并完成导航参数计算。其工作原理和功能可通过以下方面详细说明:
一、定义与组成
多普勒导航计算机是一种专用计算机,由硬件模块(如处理器、存储器)和软件算法构成。它与多普勒雷达、航向姿态系统等设备协同工作,接收雷达测得的地速信号、航向/俯仰/滚转数据,结合预设导航目标参数进行综合运算。
二、核心功能
- 数据融合与坐标转换
将多普勒雷达的频移信号转换为地速矢量,结合航向姿态系统的空间方位数据,通过积分运算实时推算飞机位置。
- 航位推算与修正
采用航位推算法(Dead Reckoning),通过连续积分地速数据生成飞行轨迹,同时根据偏流角修正侧风导致的航向偏差。
- 多源数据组合处理
在高级系统中,可融合惯性导航(IMU)、GPS等外部数据,通过卡尔曼滤波等算法提升导航精度。
三、技术特点
- 自主性:无需依赖地面设备,通过机载传感器实现独立导航。
- 实时性:以毫秒级响应速度持续更新位置、剩余航程等参数。
- 抗干扰能力:采用四波束雷达等技术减少飞机姿态变化引起的误差。
四、应用场景
主要用于航空领域,尤其在偏远地区或电子对抗环境中提供可靠导航,例如军用飞机远程任务、极地科考飞行等。
提示:若需了解具体算法实现(如积分运算公式)或硬件架构细节,可进一步说明需求以补充技术参数。
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