儀表著陸系統(tǒng)原理61443ppt課件

.,儀表著陸系統(tǒng)概述,導(dǎo)航的概念：所謂導(dǎo)航就是將飛行器或艦船從一地引導(dǎo)到另一地的控制過(guò)程。導(dǎo)航分為無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、天文導(dǎo)航、多普勒和儀表導(dǎo)航等，方法上來(lái)看主要是測(cè)角和測(cè)距。ILS(InstrumentLandingSystem)儀表著陸系統(tǒng)是國(guó)際范圍內(nèi)被廣泛運(yùn)用于航空器進(jìn)近和著陸的一種輔助導(dǎo)航設(shè)備。這個(gè)系統(tǒng)主要由航向臺(tái)、下滑臺(tái)和一系列的指點(diǎn)標(biāo)構(gòu)成。指點(diǎn)標(biāo)有Outermarker,Middlemarker在一些特殊情況下也包含Innermarker。,.,儀表著陸系統(tǒng)的作用儀表著陸系統(tǒng)向正在進(jìn)行著陸過(guò)程中的航空器提供著陸引導(dǎo)信息，包括航向道信息，下滑道信息和距離信息。航向道信息，對(duì)準(zhǔn)跑道中心線(xiàn)下滑道信息，沿3度角下降距離信息，告知到跑道入口的距離,儀表著陸系統(tǒng)工作的基本原理航向臺(tái)和下滑臺(tái)的基本工作原理是對(duì)90Hz和150Hz調(diào)制信號(hào)的DDM（調(diào)制度差）值進(jìn)行測(cè)量。機(jī)載設(shè)備通過(guò)接收這些調(diào)制信號(hào)來(lái)檢測(cè)正確的進(jìn)近航道和下滑道。DDM基本原理圖如下：,.,.,Approachpath示意圖,.,.,儀表著陸系統(tǒng)類(lèi)別,儀表著陸系統(tǒng)的類(lèi)別：類(lèi)儀表著陸系統(tǒng)，在能見(jiàn)度為800米時(shí)，保障航空器到距地面60米的高度類(lèi)儀表著陸系統(tǒng)，在能見(jiàn)度為400米時(shí)，保障航空器到距地面30米的高度，即到跑道入口類(lèi)儀表著陸系統(tǒng)，在能見(jiàn)度為0米時(shí)，保障航空器到跑道的地面。,.,機(jī)場(chǎng)類(lèi)別和系統(tǒng)類(lèi)別的區(qū)別,機(jī)場(chǎng)運(yùn)行類(lèi)別和儀表著陸系統(tǒng)的類(lèi)別機(jī)場(chǎng)運(yùn)行達(dá)到類(lèi)，相應(yīng)的儀表著陸系統(tǒng)必須達(dá)到類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。儀表著陸系統(tǒng)達(dá)到類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，還需其他設(shè)施或項(xiàng)目(如:燈光；圍界；運(yùn)行程序等)達(dá)到類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)場(chǎng)才能達(dá)到類(lèi)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，這是系統(tǒng)工程。,.,系統(tǒng)現(xiàn)狀,我國(guó)現(xiàn)有儀表著陸系統(tǒng)的情況現(xiàn)有儀表著陸系統(tǒng)100套，在80個(gè)機(jī)場(chǎng)。類(lèi)儀表著陸系統(tǒng)3套，首都機(jī)場(chǎng)，虹橋機(jī)場(chǎng)，白云機(jī)場(chǎng)類(lèi)儀表著陸系統(tǒng)1套，上海浦東機(jī)場(chǎng)。其他均為類(lèi)儀表著陸系統(tǒng)呼和白塔機(jī)場(chǎng)目前為類(lèi)儀表著陸系統(tǒng),.,ILS設(shè)備種類(lèi)的詳細(xì)劃分見(jiàn)下表,對(duì)于類(lèi)設(shè)備，能夠提供的引導(dǎo)信息最低為30米，類(lèi)的最低能力為15米，對(duì)于類(lèi)設(shè)備最低為跑道面上注意：所說(shuō)的最低，是設(shè)備能夠達(dá)到的最低高度，按照我們的話(huà)講，是最大能力。,.,ILS基本工作原理,國(guó)際民航組織標(biāo)準(zhǔn)：比幅制工作原理：比較兩個(gè)音頻信號(hào)的調(diào)制度，90赫和150赫在航道上，90赫和150赫的調(diào)制度相等，他們之間的調(diào)制度差為0。偏離航道，出現(xiàn)調(diào)制度差，偏離越多，調(diào)制度差越大,.,當(dāng)面對(duì)航向天線(xiàn)或下滑天線(xiàn)時(shí)對(duì)于航向：航道右側(cè)M150M90航道左側(cè)M90M150對(duì)于下滑：下滑道上方M90M150下滑道下方M150M90在航道或下滑道上，M90=M150,.,運(yùn)用矢量概念,.,航空器在跑道中心線(xiàn)右側(cè),航空器在跑道中心線(xiàn)左側(cè),航空器在跑道中心線(xiàn)和下滑道上,航向信標(biāo),航向信標(biāo)臺(tái),下滑信標(biāo)臺(tái),.,航空器在下滑道下方,航空器在下滑道上,航空器在下滑道上方,下滑信標(biāo)臺(tái),航向信標(biāo)臺(tái),下滑信標(biāo),.,發(fā)射信號(hào),發(fā)射的信號(hào)：CSB和SBOCSB信號(hào)：載波加邊帶波，調(diào)制信號(hào)為90+150赫，發(fā)射機(jī)調(diào)制SBO信號(hào)：純邊帶波，載波抑制。調(diào)制包絡(luò)為90150赫，空間調(diào)制調(diào)制度差是所有CSB和SBO信號(hào)的90赫和150赫分量的疊加或相減,.,CSB,150,90,90+150,90+150波形圖,CSB射頻信號(hào),CSB信號(hào)頻譜,.,SBO,90150波形圖,SBO射頻信號(hào),SBO信號(hào)頻譜,150,90,90150,.,發(fā)射場(chǎng)型,CSB和SBO信號(hào)場(chǎng)型航向信標(biāo),M150HzM90Hz,M150HzM90Hz,.,發(fā)射場(chǎng)型,M150HzM90Hz,M150HzM90Hz,下滑信標(biāo),CSB和SBO信號(hào)場(chǎng)型,.,航向(Localizer)航向產(chǎn)生的射頻信號(hào)頻率范圍為108-112MHz，其中小數(shù)點(diǎn)后為奇數(shù)的頻段由航向使用，小數(shù)點(diǎn)后為偶數(shù)的頻段留給全向信標(biāo)使用。一個(gè)航向臺(tái)和一個(gè)航向臺(tái)的頻率間隔為50KHz，可用頻點(diǎn)為40個(gè)。需要注意的是航向臺(tái)的頻率確定后，下滑臺(tái)的頻率也就隨之確定了。呼和浩特機(jī)場(chǎng)08號(hào)108.9兆，26號(hào)109.5兆。在10度扇區(qū)范圍內(nèi)，覆蓋距離大于25海里。35度扇區(qū)覆蓋大于17海里。,.,航向產(chǎn)生的射頻信號(hào)經(jīng)90Hz和150Hz調(diào)制信號(hào)調(diào)幅后產(chǎn)生一個(gè)非常重要的參數(shù)DDM值。面向航向天線(xiàn)左邊90Hz占優(yōu)，右邊150Hz占優(yōu)，跑道中心線(xiàn)DDM值為0。90Hz和150Hz調(diào)制信號(hào)哪一個(gè)占優(yōu)是由其調(diào)幅度決定的。在跑道中心線(xiàn)距跑道入口端左右各107米范圍內(nèi)，DDM值呈線(xiàn)性變化。左107米DDM值為-15.5%,右107米DDM值為+15.5%(機(jī)載接收機(jī)顯示150微安）。,.,.,航向臺(tái)，提供覆蓋跑道及跑道延長(zhǎng)線(xiàn)的水平方向上的引導(dǎo)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)是合成的，分別由兩個(gè)輻射場(chǎng)（90/150）共同完成。航道：在跑道中心線(xiàn)和跑道延長(zhǎng)線(xiàn)上，一定范圍內(nèi)150Hz和90Hz調(diào)制的幅度是一樣的（調(diào)制度相等）這個(gè)范圍稱(chēng)為“航道”。當(dāng)飛機(jī)處于航道的左側(cè)時(shí)，也就是90Hz占優(yōu)勢(shì)的輻射場(chǎng)內(nèi)，會(huì)得到“向右”的指示。當(dāng)飛機(jī)處于航道的右側(cè)時(shí)，也就是150Hz占優(yōu)勢(shì)的輻射場(chǎng)內(nèi)，會(huì)得到“向左”的指示。DDM：90Hz和150Hz調(diào)制信號(hào)的調(diào)制度差。SDM：90Hz和150Hz調(diào)制信號(hào)的調(diào)制度和。位移靈敏度（DS）：半航道扇區(qū)內(nèi)的DS應(yīng)為0.00145DDM/m，DS應(yīng)在17%的可調(diào)整范圍之內(nèi)。,.,航向天線(xiàn)系統(tǒng),航向信標(biāo)的天線(xiàn)單元對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)，前后比28分貝航向信標(biāo)的天線(xiàn)陣寬孔徑航向信標(biāo)，天線(xiàn)單元數(shù)量少，輻射波瓣寬，易受跑道兩側(cè)障礙影響。窄孔徑航向信標(biāo)，天線(xiàn)單元數(shù)量多，輻射波瓣窄，不易受跑道兩側(cè)障礙影響。,.,天線(xiàn)波瓣,.,雙頻航向信標(biāo),雙頻制航向信標(biāo)余隙發(fā)射機(jī)和航道發(fā)射機(jī)的頻率有偏差余隙發(fā)射機(jī)產(chǎn)生天線(xiàn)場(chǎng)余隙信號(hào)余隙信號(hào)的反射信號(hào)，對(duì)航道信號(hào)的影響減小，航道穩(wěn)定。不同的航向信標(biāo)對(duì)場(chǎng)地要求、投資、保障的類(lèi)別都不同，要因地制宜的采用,.,航向信標(biāo),射頻振蕩,90/150產(chǎn)生,調(diào)制/放大,射頻分配,SBO,航向天線(xiàn)陣,90150,90-150,108112兆赫,CSB,.,航向信標(biāo)性能要求,覆蓋10度扇區(qū)內(nèi)：46公里10度到35度兩側(cè)扇區(qū)內(nèi)：31公里頻率穩(wěn)定度0.005%航向準(zhǔn)確度在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，平均航道偏離跑道中心線(xiàn)的允許位移量：類(lèi)，10.5米，類(lèi)，7.5米。,.,航道位移靈敏度對(duì)于類(lèi)和類(lèi)儀表著陸系統(tǒng)在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)的位移靈敏度0.00145DDM/米。在基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)左右105米處，航道位移量應(yīng)該是0.155DDM，應(yīng)在17%的可調(diào)范圍內(nèi)。從航道到航道兩側(cè)DDM為0.18的范圍內(nèi)，角位移和DDM的增加成線(xiàn)性關(guān)系。從這個(gè)角度之后到10度，DDM不能小于0.18。10度到35度，DDM不能小于0.155。,.,航道結(jié)構(gòu)航道彎曲不能超過(guò)以下要求：類(lèi)覆蓋區(qū)邊緣到A點(diǎn)：0.031DDM。A點(diǎn)到B點(diǎn):從0.031DDM線(xiàn)性下降到0.015DDMB點(diǎn)到C點(diǎn):0.015DDM類(lèi)覆蓋區(qū)邊緣到A點(diǎn)：0.031DDMA點(diǎn)到B點(diǎn):從0.031DDM線(xiàn)性下降到0.005DDMB點(diǎn)到基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn):類(lèi),0.005DDM,.,識(shí)別信號(hào)音頻1020赫50赫,A,C,B,基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn),30A,5A,15A,航道結(jié)構(gòu)示意圖,實(shí)際航向道線(xiàn),跑道中心延長(zhǎng)線(xiàn),類(lèi)容限,航向信標(biāo)性能要求,.,航向天線(xiàn)系統(tǒng),航向天線(xiàn)：對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)的性能總結(jié)天線(xiàn)的波段特性很寬頻率改變時(shí)，輻射區(qū)位置發(fā)生變化，但電尺寸不變電尺寸不變，天線(xiàn)的方向性、阻抗特性保持不變。如果增加天線(xiàn)的波段覆蓋，會(huì)對(duì)增益造成一定的降低。,.,航向?qū)?shù)周期天線(xiàn)分6單元、12單元、24單元，呼和采用12單元天線(xiàn)陣。天線(xiàn)上的每一個(gè)天線(xiàn)陣輸入信號(hào)的幅度相位是不一樣的，具體分配單元完成，由監(jiān)視單元取樣反饋到監(jiān)控器。呼和浩特機(jī)場(chǎng)采用12單元天線(xiàn)陣,.,儀表著陸系統(tǒng)的航向天線(xiàn)陣,.,.,.,.,.,下滑（GS）下滑產(chǎn)生的射頻信號(hào)頻率范圍為328MHz到336MHz，頻率間隔為150KHz，有40個(gè)可用頻率點(diǎn)。在8扇區(qū)范圍內(nèi)覆蓋達(dá)到10海里下滑產(chǎn)生的射頻信號(hào)經(jīng)90Hz和150Hz調(diào)制信號(hào)調(diào)幅后產(chǎn)生一個(gè)非常重要的參數(shù)DDM值。飛機(jī)是通過(guò)DDM值來(lái)確定下滑道的。下滑道上方90Hz占優(yōu)DDM值為負(fù)值，下方150Hz占優(yōu)DDM值為正值。DDM值在0.24扇區(qū)內(nèi)是線(xiàn)性變化的。為下滑角，=3以單頻為例，GScharacteristicvalues原理圖如下：,.,Figure1-4GScharacteristicvalues,.,.,下滑天線(xiàn)系統(tǒng),零基準(zhǔn)天線(xiàn)由2副天線(xiàn)組成（上下天線(xiàn)）上天線(xiàn)是下天線(xiàn)的高度的2倍。SBO上天線(xiàn)、CSB下天線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：對(duì)場(chǎng)地要求較為嚴(yán)格，保護(hù)區(qū)外400米范圍內(nèi)不能有山、丘陵、樹(shù)林等。,.,邊帶基準(zhǔn)天線(xiàn)天線(xiàn)高度比零基準(zhǔn)天線(xiàn)低，由2副天線(xiàn)（上下天線(xiàn)）組成，上天線(xiàn)高度是下天線(xiàn)高度的3倍。適用于前方為陡下坡的地形。SBO上天線(xiàn)，CSB+SBO下天線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：對(duì)場(chǎng)地平整度要求低缺點(diǎn)：天線(xiàn)高度低對(duì)反射面變化敏感。,.,M陣天線(xiàn)系統(tǒng)由上中下三幅天線(xiàn)組成，上中下天線(xiàn)等間隔。適用于前方是高地的地形。SBO上天線(xiàn)CSB+SBO中天線(xiàn)CSB+SBO下天線(xiàn)優(yōu)點(diǎn)：覆蓋滿(mǎn)意，對(duì)場(chǎng)地要求較低缺點(diǎn)：設(shè)備較復(fù)雜,.,改進(jìn)型M陣列天線(xiàn)系統(tǒng)如果條件限制，使的反射區(qū)面積小，那就要選擇該天線(xiàn)系統(tǒng)。由上中下三幅天線(xiàn)組成，三幅天線(xiàn)等間隔。SBO上天線(xiàn)CSB+SBO中天線(xiàn)CSB+SBO下天線(xiàn),.,關(guān)于下滑角的一些說(shuō)明一般取3理論：2.643.36內(nèi)認(rèn)為是線(xiàn)性變化的國(guó)際規(guī)定：2.7753.225內(nèi)實(shí)際中：2.963.04內(nèi)飛行校驗(yàn)中：2.993.02內(nèi),.,下滑信標(biāo)制式,不同制式的下滑信標(biāo)零基準(zhǔn)下滑信標(biāo)，場(chǎng)地的要求嚴(yán)邊帶基準(zhǔn)下滑信標(biāo)，用于特殊的場(chǎng)地?fù)浍@效應(yīng)下滑信標(biāo)是雙頻制，降低地面障礙物反射的影響，用于復(fù)雜地形不同的下滑信標(biāo)對(duì)場(chǎng)地要求、投資、保障的類(lèi)別都不同，要因地制宜的采用,.,下滑信標(biāo)的波瓣,零基準(zhǔn)下滑信標(biāo),捕獲效應(yīng)下滑信標(biāo),余隙,航道,.,下滑信標(biāo),射頻振蕩,90/150產(chǎn)生,調(diào)制/放大,射頻分配,CSB,SBO,90150,90-150,328335兆赫,下天線(xiàn),上天線(xiàn),中天線(xiàn),撲獲效應(yīng)下滑信標(biāo)天線(xiàn)陣,.,下滑信標(biāo)性能要求,下滑道結(jié)構(gòu)類(lèi)設(shè)備覆蓋區(qū)邊緣到C點(diǎn)：0.035DDM。類(lèi)設(shè)備覆蓋區(qū)邊緣到A點(diǎn)：0.035DDM。A點(diǎn)到B點(diǎn)：從0.035DDM線(xiàn)性下降到0.023DDMB點(diǎn)到基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)：0.023DDM,.,A,C,B,基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn),30A,20A,下滑道結(jié)構(gòu)示意圖,3度下滑道線(xiàn),實(shí)際下滑道線(xiàn),類(lèi)容限,類(lèi)容限,.,.,.,下滑信標(biāo)的天線(xiàn)系統(tǒng)和機(jī)柜,.,維護(hù)人員在維護(hù)天線(xiàn)系統(tǒng)右圖：維護(hù)航向天線(xiàn)下圖：維護(hù)下滑天線(xiàn),.,名詞術(shù)語(yǔ),.,角位移靈敏度調(diào)制度差與偏離適當(dāng)基準(zhǔn)線(xiàn)的相應(yīng)角位移的比率。反向航道扇區(qū)位于航向信標(biāo)臺(tái)與跑道所在反向相反方向上的航道扇區(qū)。航道線(xiàn)在任何水平面內(nèi)最靠近跑道中心線(xiàn)的調(diào)制度差為零的點(diǎn)軌跡。,.,航道扇區(qū)在包含航道線(xiàn)的水平面內(nèi)，最靠近航道線(xiàn)的調(diào)制度差為0.155的各點(diǎn)軌跡所限制的扇區(qū)。調(diào)制度差較大信號(hào)的調(diào)制度百分比減去較小信號(hào)的調(diào)制度百分比，再除以100。位移靈敏度（航向）測(cè)得的調(diào)制度差與偏離適當(dāng)基準(zhǔn)線(xiàn)的相應(yīng)橫向位移的比率。,.,類(lèi)設(shè)施性能的儀表著陸系統(tǒng)從儀表著陸系統(tǒng)覆蓋區(qū)邊緣到航向信標(biāo)的航道和下滑信標(biāo)的下滑道在高度不大于30米，從跑道入口水平面量起而相交的一點(diǎn)，能提供引導(dǎo)信息的儀表著陸系統(tǒng)。類(lèi)設(shè)施性能的儀表著陸系統(tǒng)從儀表著陸系統(tǒng)覆蓋區(qū)邊緣到航向信標(biāo)的航道和下滑信標(biāo)的下滑道在高度不大于15米，從跑道入口水平面量起而相交的一點(diǎn)，能提供引導(dǎo)信息的儀表著陸系統(tǒng),.,類(lèi)設(shè)施性能的儀表著陸系統(tǒng)借助必要的輔助設(shè)備，從儀表著陸系統(tǒng)覆蓋區(qū)邊緣到跑道表面能提供引導(dǎo)信息的儀表著陸系統(tǒng)。前向航道扇區(qū)位于航向信標(biāo)臺(tái)與跑道相同一側(cè)的航道扇區(qū)。半航道扇區(qū)包含航道線(xiàn)的水平面內(nèi)，由靠近航道線(xiàn)的DDM等于0.0775的各點(diǎn)軌跡所限定的扇區(qū)。,.,下滑道在包含下滑道的垂直面內(nèi)，由靠近水平面的DDM等于零的各點(diǎn)軌跡。下滑角平均下滑道的直線(xiàn)與水平面之間的角度。下滑道扇區(qū)包含下滑道的垂直面內(nèi)，由靠近下滑道的DDM等于0.175的各點(diǎn)軌跡所限定的扇區(qū)。,.,半下滑道扇區(qū)包含下滑道的垂直面內(nèi)，由靠近下滑道的DDM等于0.0775的各點(diǎn)軌跡所限定的扇區(qū)ILS“A”點(diǎn)在進(jìn)近方向，沿著跑道中心延長(zhǎng)線(xiàn)，距跑道入口7.5公里處測(cè)