737-800电子机型 GPS

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第三十二章全球定位系统（GPS） 一、功用； 利用导航卫星确定飞机的位置。 二、系统概述：（5 页） GPS 计算的数据有纬度、经度、高度、精确时间、地速。 飞机有两套GPS，天线1 接到MMR1，天线2 接到MMR2。MMR 计算飞机的位置和精确时间，计算出 的信号送给FMC 和IRS 提醒组件。FMC 使用GPS 或无线电导航设备以及惯性基准信号计算飞机的 位置。 ADIRU 给MMR 位置信号用于确定飞机起始位置。 IRS 主提醒组件控制MSU 上的GPS 故障灯。2 部MMR 都故障时，灯亮。1 部MMR 故障时，可通过 按压P7 上系统警告牌使灯亮。 GPS 给GPWS 信号用于地形警告，给时钟精确时间校准信号。 三、部件位置： CDU、主提醒灯、左系统警告牌、IRS 主提醒组件、IRS 方式选择板、MMR（2 部）、GPS 天线。 ⑴MMR 给FMC 经纬度、时间、最优的水平分量（水平面指数）、水平整体限制信号。FMC 使用这些 信号进行位置更新和性能计算。 ⑵MMR 给时钟时间和日期。 ⑶MMR 给GPWS 粗/精纬度、粗/精经度、地速、真航迹、高度、升降速率、精确的水平分量（HDOP）、 精确的垂直分量（VDOP）、水平面指数、垂直面指数、日期、国际标准时间、水平整体极限、传 感器状态信号。 经纬度位置信号用于地形警告和地形库警告。地速、真航迹、高度、升降速率用于地形库警告。 精确的水平分量（HDOP）、精确的垂直分量（VDOP）、水平面指数、垂直面指数用于飞机位置的正 确计算。日期和时间用于故障记录。水平整体极限用于确定非孤立卫星故障。 IRS 主提醒组件监控MMR 的数据。 三个程序销钉用于确定MMR 的安装位置。 5．天线： 天线工作在L 波段（1575.42MHZ），天线内部有放大器，MMR 给天线提供12VDC 电源。 五、GPS 工作原理： 卫星定位系统由三部分组成：卫星、使用者、控制台。 1．卫星系统是一个卫星组，共有24 颗卫星，分布在6 个轨道上，每个轨道有4 颗卫星，其中工 作的有21 颗，另外3 颗为备用。卫星轨道高度为10900 海里，饶地球一周的时间为12 小时。 卫星连续发射无线电导航、距离码、精确时间信号。 3．控制台： 控制台有1 个主控制台，5 个监视台。主控台在美国科罗拉多洲，在主控台有原子钟，它的时间 作为所有卫星和监控台的时间基准。监控台中有3 个可以上传数据。 监控台受主控台控制，它们24 小时跟踪卫星，同飞机上设备一样接收卫星信号，监控台作用： a) 记录卫星时间的准确性， b) 采集并转送给主控台气象信号（气压、温度、露点），主 控台利用这些数据计算对流层的信号延迟。 c) 连续计算卫星的距离。主控台利用这些数据计算并预测 卫星轨道。 主控台利用可以上传数据的监控台发送正确的卫星轨道指令和导航信息给卫星。 五个监控台位于阿松森岛（大西洋）、迪戈加西亚岛、夸贾林岛、科罗拉多、夏威夷。其中阿松 森岛、圣地亚哥加西亚岛、夸加林岛监控台可以上传数据。 地理位置： 阿松森岛：非洲安哥拉西边大西洋上。 迪戈加西亚岛：印度洋正中部。 夸贾林岛：太平洋西部马绍尔群岛中最大的岛焦。 科罗拉多：美国中部的一个洲，洲府为丹佛。 夏威夷： 其中的阿松森岛、迪戈加西亚岛、夸贾林岛都在赤道两边。 4．卫星精度： 民用用户的精度标准为在全球95%地区误差为15—25 米。 军用标准为在全球95%地区误差为18 米以下。 但美国国防部为了安全原因，把民用标准降到了100 米。 （25 页） 5．距离： GPS 接收机利用距离修正原理计算到卫星的距离。接收机总是有一个在预定轨道上某一个时刻的 卫星的位置。接收机计算从卫星到飞机的信号传输的时间，因为已知卫星位置和电波传输速度， 这样可以计算出卫星距离。 计算距离必须知道卫星发出信号的时间，从发射信号到接收信号有一个△T，GPS 接收机内部的 时间不是最精确的时间（原子钟），它使飞机和卫星的时间不同步，接收机假定它的内部时间是 △TBIAS，这个偏差必须计算。要计算飞机的纬度、经度、高度和△TBIAS，最少需要知道4 颗卫 星的位置，GPS 接收机比较同一时间到4 颗卫星的距离就可以解算出飞机位置。 6．时间： 所有卫星同步到国际标准时间（UCT）。卫星发送这个时间到GPS 接收机，UTC 的精确度大约为100 纳秒。接收机发送UTC 在ARINC429 格式，它每秒发送一次非常精确的时间。 7．GPS 工作方式： GPS 工作在获得、导航、高度辅助、推算方式。 ⑴高度获得方式： GPS 寻找卫星信号，在开始计算之前必须找到4 颗卫星，在高度获得方式，GPS 利用ADIRU 的位 置、高度信号计算哪颗卫星是有效的。以便在最短的时间内进入导航方式。 如果ADIRU 信号有效，GPS 用75 秒获得卫星信号。如果ADIRU 信号无效，GPS 仍可获得卫星信号， 时间需要4—10 分钟。 ⑵导航方式： 当GPS 接收机获得并锁定4 颗卫星后，进入导航方式并计算GPS 数据。 ⑶高度辅助方式： 当4 颗卫星有效，但GPS 存储的ADIRU 高度和GPS 高度不一致；当3 颗卫星有效GPS 可以估算 GPS 高度；在高度辅助方式，GPS 将ADIRU 高度和地球半径的长度相加作为第四个距离。高度辅 助方式的条件： a) GPS 在导航方式。 b) 只有3 颗卫星可以使用。 c) 存储的GPS 高度与ADIRU 高度不一致。 由上可见，GPS 正常工作必须有第四颗卫星。 ⑷推测方式： 在短时间的卫星覆盖盲区（小于30 秒），GPS 用ADIRU 的航迹角和地速计算数据，GPS 输出一个 “NCD”信息，当卫星信号正常后快速回到导航方式。 如果GPS 不能跟踪卫星时间大于30 秒，GPS 进入获得方式。 8．GPS 频率： 卫星发射频率： L1：1575.24MHZ。 L2：1227.6MHZ。 卫星给监控台下传数据频率：1783.84MHZ。 地面台上传数据频率：2227.5MHZ。 程序销钉确定源识别码（SDI），即MMR 的位置。 4．故障监控： ⑴一部GPS 故障时，GPS 故障灯不亮，只有按压系统警告牌，警告牌上IRS 灯和MSU 上GPS 灯亮， 主提醒灯亮。可通过按压主提醒灯复位。 ⑵两部GPS 故障时，三个灯都亮。按压主提醒灯，主提醒和警告牌上IRS 灯可复位，但GPS 灯仍 亮。 七、CDU 显示： 1．GPS 位置数据显示在CDU 位置页上，包括位置起始页、位置基准页、位置替换（SHIFT）页。 ⑴位置基准页给出了GPS1、GPS2 的位置显示。 ⑵位置替换页给出了GPS 位置与FMC 位置的差值，即GPS 相对于FMC 位置的方位，GPS 与FMC 位 置的距离（用海里表示）。 当飞机在地面时，位置替换页不能显示。 2．GPS 具有连续监控能力，有三种探测故障的方法： ⑴两个系统故障时，GPS 稳亮。 ⑵一个系统故障时，通过压下系统警告牌，使灯亮。 ⑶FMC 传感器页显示MMR 故障。 当GPS 有故障时，FMC 传感器状态页输入100，按压6R 键进入传感器状态页，该页可显示工程数 据有： 系统码、标识码、故障状态、出故障时间、监督码。 显示字符： I：瞬间故障。 S：固定故障。 SSM：信号矩阵。 只有瞬间故障可以清除。 八、BITE： 1．按压MMR 面板测试电门， 0—2 秒，LRU STATUS 和CONTROL FAIL 灯红色； 2—4 秒，LRU STATUS 灯绿色，CONTROL FAIL 灯红色； 4—6 秒，两个灯灭。 6—36 秒，若系统正常，LRU STATUS 灯绿色。若系统不正常，则CONTROL FAIL 灯红色。 ANT FAIL 灯在GPS 测试中不用。 2．VOR 控制板上测试； 选择ILS 频率，在MCP 上选择与飞机航向相差不大于90 的航道，选择EFIS 控制板上方式电门到 APP 位，按压VOR 控制板上测试电门： 显示左上3 秒，右下3 秒。 当预选航道与航向相差大于90 时，将不显示下滑指示。

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chao63

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