多普勒導航計算機英文解釋翻譯、多普勒導航計算機的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 Doppler navigation computer
分詞翻譯:
多的英語翻譯:
excessive; many; more; much; multi-
【計】 multi
【醫】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
普的英語翻譯:
general; universal
勒的英語翻譯:
rein in; tie sth. tight
【醫】 lux; meter candle
導航計算機的英語翻譯:
【計】 navigation computer; navigational computer
專業解析
多普勒導航計算機(Doppler Navigation Computer)是一種利用多普勒效應(Doppler effect)原理,通過測量雷達波束照射地面後反射回波的頻率變化,來計算載體(如飛機、導彈等)相對于地面的速度矢量(包括地速和偏流角),并進而結合航向等信息實現自主推算定位(Dead Reckoning)的機載導航設備的核心計算單元。
其詳細含義可從以下核心功能角度理解:
-
測速原理核心:
- 設備向地面發射特定頻率的雷達波束。
- 由于載體運動,地面反射的回波頻率會因多普勒效應而發生偏移(頻率升高或降低)。
- 導航計算機精确測量并解算這種頻率偏移量。
- 根據多普勒頻移公式(Δf = (2 v f₀ cosθ) / c),計算出載體沿雷達波束方向相對于地面的速度分量(v cosθ)。其中:
- Δf 是測得的頻率偏移(多普勒頻移)
- v 是載體速度
- f₀ 是發射波頻率
- θ 是波束方向與載體速度矢量之間的夾角
- c 是光速
- 公式:$$Delta f = frac{2 v f_0 cos theta}{c}$$
-
速度矢量解算:
- 實際系統中通常采用多個(如三或四個)不同方向(如前、後、左、右)的雷達波束。
- 導航計算機同時處理來自不同波束的回波信號,測量各自的頻移。
- 通過複雜的數學運算(通常是解算聯立方程組),計算出載體相對于地面的三維速度矢量,主要包括:
- 地速 (Ground Speed): 載體相對于地面沿飛行路徑的水平速度分量。
- 偏流角 (Drift Angle): 載體實際航迹方向與機頭指向(航向)之間的夾角,由側風等因素引起。
-
位置推算 (Dead Reckoning):
- 在獲得精确的地速和偏流角信息後,導航計算機需要結合來自其他傳感器(主要是航向基準系統,如陀螺羅盤)提供的真航向 (True Heading) 信息。
- 利用真航向修正偏流角的影響,計算出真航迹角 (True Track Angle)。
- 根據初始位置(需人工輸入或由其他導航系統提供)、地速和真航迹角,通過積分運算(位置 = 初始位置 + ∫速度矢量 dt),實時推算出載體當前的經緯度位置。
- 公式(簡化二維):$$begin{pmatrix} x(t)y(t) end{pmatrix} = begin{pmatrix} x_0y0 end{pmatrix} + int{t_0}^{t} begin{pmatrix} v_g cos psi_tv_g sin psi_t end{pmatrix} dt$$
- 其中 (x₀, y₀) 是初始位置,v_g 是地速,ψ_t 是真航迹角。
-
系統核心與輸出:
- 多普勒導航計算機是整個多普勒導航系統的“大腦”,負責完成上述所有關鍵計算任務。
- 其輸出主要包括:地速 (Ground Speed, GS)、偏流角 (Drift Angle, DA) 以及推算出的當前位置 (Latitude/Longitude)。
- 這些信息被提供給飛行儀表(如水平位置指示器HSI)、飛行管理系統(FMS)或自動駕駛儀(Autopilot),用于導航、制導和控制。
權威參考來源:
- 《航空電子設備》(Avionics Systems) - 航空工業出版社出版的專業教材,詳細闡述了機載導航系統原理,包括多普勒導航系統及其計算機的核心功能與算法。 (來源:專業航空電子教材)
- 《航空無線電技術委員會(RTCA)文件 DO-178C》 - 雖然主要關注軟件適航性,但作為機載設備設計标準,其背景資料和系統描述章節會涉及導航計算機的功能要求。這類标準文件是航空電子設備設計和認證的權威依據。 (來源:航空適航标準)
- 《簡氏航空電子年鑒(Jane's Avionics)》 - 國際知名的軍事和航空技術年鑒,其曆史版本中對經典導航系統(包括多普勒導航)及其計算機組件有詳細的技術描述和應用案例介紹。 (來源:權威航空技術年鑒)
- 美國聯邦航空管理局(FAA)咨詢通告 AC 20-138D - 關于航空導航設備的適航審定指南,其中涉及基于傳感器的導航系統(如多普勒雷達)的性能和功能要求,間接定義了導航計算機需要實現的能力。 (來源:航空監管機構指南)
- IEEE 航空航天與電子系統彙刊(IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems) - 該領域的頂級學術期刊,曆史上發表過多篇關于多普勒雷達信號處理、導航算法和計算機實現的研究論文,提供了深度的技術原理闡述。 (來源:權威學術期刊)
網絡擴展解釋
多普勒導航計算機是多普勒導航系統的核心處理單元,主要用于整合傳感器數據并完成導航參數計算。其工作原理和功能可通過以下方面詳細說明:
一、定義與組成
多普勒導航計算機是一種專用計算機,由硬件模塊(如處理器、存儲器)和軟件算法構成。它與多普勒雷達、航向姿态系統等設備協同工作,接收雷達測得的地速信號、航向/俯仰/滾轉數據,結合預設導航目标參數進行綜合運算。
二、核心功能
- 數據融合與坐标轉換
将多普勒雷達的頻移信號轉換為地速矢量,結合航向姿态系統的空間方位數據,通過積分運算實時推算飛機位置。
- 航位推算與修正
采用航位推算法(Dead Reckoning),通過連續積分地速數據生成飛行軌迹,同時根據偏流角修正側風導緻的航向偏差。
- 多源數據組合處理
在高級系統中,可融合慣性導航(IMU)、GPS等外部數據,通過卡爾曼濾波等算法提升導航精度。
三、技術特點
- 自主性:無需依賴地面設備,通過機載傳感器實現獨立導航。
- 實時性:以毫秒級響應速度持續更新位置、剩餘航程等參數。
- 抗幹擾能力:采用四波束雷達等技術減少飛機姿态變化引起的誤差。
四、應用場景
主要用于航空領域,尤其在偏遠地區或電子對抗環境中提供可靠導航,例如軍用飛機遠程任務、極地科考飛行等。
提示:若需了解具體算法實現(如積分運算公式)或硬件架構細節,可進一步說明需求以補充技術參數。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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