第六章儀表著陸系統(tǒng)

第6章儀表著陸系統(tǒng)和VOR工作原理NavigationPrinciplesandSystems一、終端區(qū)氣候與著陸標(biāo)準(zhǔn)（1）飛機(jī)的成功著陸跟很多因素有關(guān)：

橫向風(fēng)

暴風(fēng)雨

云底高：由云高計(jì)測(cè)量

據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)在起飛和著陸階段發(fā)生的事故分別占總事故的26％和41％。

能見(jiàn)度：由大氣透射儀測(cè)量，所測(cè)能見(jiàn)度稱為跑道視距跑道視距和決斷高度★跑道視距（RVR）：是指跑道的能見(jiàn)度，即在跑道表面的水平方向上能在天空背景上看見(jiàn)物體的最大距離（白天），可用儀器測(cè)量。（RunwayVisualRange）★決斷高度（DH）：是指駕駛員對(duì)飛機(jī)著陸或復(fù)飛做出決斷的最低高度。（DecisionHeight）一、終端區(qū)氣候與著陸標(biāo)準(zhǔn)（2）類別決斷高度（m）跑道視距（m）I60800II30400IIIA15200（看著著陸）IIIB050（看著滑行）IIIC00（完全盲目著陸）6.1概述決斷高度：飛行員對(duì)飛機(jī)著陸或復(fù)飛作出決定/判斷的最低高度，可由無(wú)線電高度表（LRRA）給出。二、ILS的發(fā)展歷史及其缺點(diǎn)ILS是引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)行精密進(jìn)近和著陸的導(dǎo)航系統(tǒng)，其工作體制為M型等信號(hào)測(cè)角方式。

發(fā)展歷史

1939年由美國(guó)研制成功

1949年被ICAO采納為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)

缺點(diǎn)

頻道數(shù)少：40個(gè)頻道

對(duì)機(jī)場(chǎng)環(huán)境敏感

提供的下滑道單調(diào)三、儀表著陸系統(tǒng)的組成儀表著陸系統(tǒng)航向信標(biāo)系統(tǒng)下滑信標(biāo)系統(tǒng)指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)儀表著陸系統(tǒng)的功能★航向信標(biāo)系統(tǒng)：提供航向引導(dǎo)，即飛機(jī) 和跑道之間的偏差角度。★下滑信標(biāo)系統(tǒng)：提供垂直引導(dǎo)，即飛機(jī)和下滑道之間的偏差角度?！镏更c(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)：提供距離引導(dǎo)，即飛機(jī)和跑道起點(diǎn)的距離。航向和下滑信標(biāo)的功能跑道航向面下滑面航向天線陣航向天線陣下滑信標(biāo)臺(tái)安徽屯溪機(jī)場(chǎng)下滑信標(biāo)臺(tái)儀表著陸系統(tǒng)的功能航向天線陣6.5~12km150m300m1050±150m75-450m400~500m內(nèi)指點(diǎn)信標(biāo)中指點(diǎn)信標(biāo)外指點(diǎn)信標(biāo)機(jī)場(chǎng)俯視圖下滑信標(biāo)臺(tái)航向天線陣下滑信標(biāo)臺(tái)指點(diǎn)信標(biāo)機(jī)場(chǎng)側(cè)視圖ILS系統(tǒng)使用的頻率◆航向信標(biāo)（LOC）發(fā)射信號(hào)的頻率為：108.1~111.95MHz中，十分位為奇數(shù)且間隔為50KHz的40個(gè)波道?！粝禄艠?biāo)（G/S）發(fā)射信號(hào)的頻率為：329.15——335MHz中，間隔為150KHz的40個(gè)波道?！糁更c(diǎn)信標(biāo)（MB）發(fā)射信號(hào)頻率為固定的75MHz。6.2ILS的一般特性儀表著陸系統(tǒng)使用頻率的規(guī)律航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)工作頻率是配對(duì)工作的：航向信標(biāo)/MHz下滑信標(biāo)/MHz108.10334.70108.15334.55108.30334.10108.35333.95108.50329.90108.55329.75~~~~~~~~~~~~109.95330.95三、波的傳播、極化形式6.3ILS的一般特性

視距傳播；

水平極化。二、工作體制GS、LOC：M型等信號(hào)測(cè)角四、輻射功率與作用距離

GS：P=5~7W，R=10nm；LOC：P=5~15W，R=25nm。一、工作框圖6.4工作原理0（跑道平面）AHAL航向信標(biāo)的發(fā)射信號(hào)

航向信標(biāo)天線安裝在順著著陸方向跑道遠(yuǎn)端300~400m的跑道中心延長(zhǎng)線上。150Hz產(chǎn)生器VHF振蕩器90Hz產(chǎn)生器150Hz調(diào)制器90Hz調(diào)制器108.1—111.95MHz航向信標(biāo)輻射范圍航向信標(biāo)臺(tái)跑道150Hz調(diào)幅90Hz調(diào)幅90Hz和150Hz信號(hào)強(qiáng)度相等載波頻率為108.1~111.95MHz下滑信標(biāo)的發(fā)射信號(hào)

下滑信標(biāo)天線安裝在跑道入口處的一側(cè)。天線安裝在一個(gè)垂直地面的桿上。由幾個(gè)處于不同高度的水平振子天線組成。90Hz產(chǎn)生器UHF振蕩器150Hz產(chǎn)生器90Hz調(diào)制器150Hz調(diào)制器329.15—335MHz下滑信標(biāo)輻射范圍150Hz調(diào)幅90Hz調(diào)幅90Hz和150Hz信號(hào)強(qiáng)度相等跑道儀表著陸系統(tǒng)地面設(shè)備指點(diǎn)信標(biāo)的發(fā)射信號(hào)外、中、內(nèi)信標(biāo)頻率VHF震蕩器調(diào)制器固定為75MHz指點(diǎn)信標(biāo)調(diào)制頻率識(shí)別碼機(jī)上指示燈外指點(diǎn)標(biāo)400Hz連續(xù)拍發(fā)，每秒2劃藍(lán)（或紫）中指點(diǎn)標(biāo)1300Hz連續(xù)交替拍發(fā)點(diǎn)一劃琥珀（黃）內(nèi)指點(diǎn)標(biāo)3000Hz連續(xù)拍發(fā)，每秒6點(diǎn)白色反航道信標(biāo)3000Hz連續(xù)拍發(fā)，每秒6個(gè)對(duì)點(diǎn)白色指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)工作圖內(nèi)指點(diǎn)標(biāo)中指點(diǎn)標(biāo)跑道外指點(diǎn)標(biāo)75MHz載波400Hz調(diào)制75MHz載波1300Hz調(diào)制75MHz載波3000Hz調(diào)制6.5

VOR系統(tǒng)工作原理

甚高頻全向信標(biāo)(VeryhighfrequencyOmnidirectionalRange)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱VOR(伏爾)，它是一種近程無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。

VOR系統(tǒng)屬于他備式導(dǎo)航，或稱地面基準(zhǔn)式導(dǎo)航(ground—basednavigation)。1.飛機(jī)在空中如何確定自身的位置？2.由什么設(shè)備來(lái)完成？由地面發(fā)射臺(tái)和機(jī)載設(shè)備組成。地面設(shè)備通過(guò)天線發(fā)射從VOR臺(tái)到飛機(jī)的磁方位信息(以磁北為基準(zhǔn)零度)；圖11-1(1)VOR系統(tǒng)一、有關(guān)的角度定義

VOR導(dǎo)航系統(tǒng)的功能之一是測(cè)量飛機(jī)的VOR方位角，而VOR方位角在無(wú)線電磁指示器(RMI)上的指示又是通過(guò)磁航向加相對(duì)方位指示的。因此，了解這些角度的定義和相互關(guān)系，有助于理解VOR機(jī)載設(shè)備的工作原理。機(jī)載設(shè)備接收和處理地面臺(tái)發(fā)射的方位信息，并通過(guò)有關(guān)的指示器指示出從VOR臺(tái)到飛機(jī)或從飛機(jī)到VOR臺(tái)的磁方位角，如圖所示。

圖11-1(2)VOR指示器VOR方位角

VOR方位角是指從飛機(jī)所在位置的磁北方向順時(shí)針測(cè)量到飛機(jī)與VOR臺(tái)連線之間的夾角。VOR方位也稱電臺(tái)磁方位。它是以飛機(jī)為基準(zhǔn)來(lái)觀察VOR臺(tái)在地理上的方位，如右圖飛機(jī)磁方位從VOR臺(tái)的磁北方向順時(shí)針測(cè)量到VOR臺(tái)與飛機(jī)連線之間的夾角，叫飛機(jī)磁方位(見(jiàn)圖）。它是以VOR臺(tái)為基準(zhǔn)來(lái)觀察飛機(jī)相對(duì)VOR臺(tái)的磁方位。

圖11-1(3)方位角定義磁航向

磁航向是指飛機(jī)所在位置的磁北方向和飛機(jī)縱軸方向(機(jī)頭方向)之間順時(shí)針?lè)较驕y(cè)量的夾角，如圖相對(duì)方位角

飛機(jī)縱軸方向和飛機(jī)到VOR臺(tái)連線之間順時(shí)針?lè)较驕y(cè)量的夾角，叫相對(duì)方位角，或稱電臺(tái)航向，如圖所示。圖11-1(4)方位角定義從上述4個(gè)角度的定義，可以得到如下的結(jié)論：VOR方位與飛機(jī)磁航向無(wú)關(guān)；只與飛機(jī)相對(duì)VOR臺(tái)地理位置有關(guān)，如上左圖所示。飛機(jī)磁方位和VOR方位相差180o，如上左圖所示。VOR方位等于磁航向加相對(duì)方位，如上右圖所示。二、VOR導(dǎo)航系統(tǒng)的用途

VOR系統(tǒng)在航空導(dǎo)航中的基本功能有兩個(gè)方面。1．定位(position—fixing)

利用VOR設(shè)備定位有兩種方法：VOR機(jī)載設(shè)備測(cè)出從兩個(gè)已知的VOR臺(tái)到飛機(jī)的磁方位角，便可得到兩條位置線，利用兩條位置線的交點(diǎn)便可確定飛機(jī)的地理位置。這種定位方法叫測(cè)角定位，即θ—θ定位，如下圖（b）所示。VOR臺(tái)通常和測(cè)距臺(tái)(DME)安裝一起（O點(diǎn)），利用VOR設(shè)備測(cè)量飛機(jī)磁方位角θ；利用DME測(cè)量飛機(jī)到VOR／DME臺(tái)的距離r，確定飛機(jī)的地理位置。這種方法叫測(cè)角—測(cè)距定位，即r—θ定位/極坐標(biāo)定位，如下圖（a）所示。2．沿選定的航路導(dǎo)航(navigationalongestablishedairways)VOR臺(tái)能夠輻射無(wú)限多的方位線或稱徑向線(radial)，每條徑向線表示一個(gè)磁方位角(磁北為基準(zhǔn)零度)。駕駛員通過(guò)機(jī)上全向方位選擇器OBS(omni-bearingselector)選擇一條要飛的方位線，稱預(yù)選航道。全方位選擇器和預(yù)選航道指示VOR臺(tái)方位線

飛機(jī)沿著預(yù)選航道可以飛向(To)或飛離(From)VOR臺(tái)，以引導(dǎo)飛機(jī)沿預(yù)選航道飛往目的地。（1）飛機(jī)沿2250方位線飛向(To)VOR臺(tái)-1；（2）飛機(jī)沿900方位線飛離(From)VOR臺(tái)-1；（3）飛機(jī)沿2700方位線飛向(To)VOR臺(tái)-2；（4）飛機(jī)沿450方位線飛離(From)VOR臺(tái)-2；飛機(jī)沿3500預(yù)選航道飛向(To)VOR臺(tái)；航道偏離指示器指出飛機(jī)偏離預(yù)選航道，應(yīng)向左邊飛行；航道偏離指示器指出飛機(jī)偏離預(yù)選航道，應(yīng)向右邊飛行；通過(guò)航道偏離指示器指出飛機(jī)偏離預(yù)選航道的方向(左邊或右邊)和角度，并指引飛機(jī)沿正確航道飛行到達(dá)目的地；三、VOR工作頻率分配在現(xiàn)代飛機(jī)上，VOR導(dǎo)航系統(tǒng)的機(jī)載設(shè)備與儀表著陸系統(tǒng)(ILS)的航向信標(biāo)(LOC)的機(jī)載設(shè)備的有些部分是共用的。

VOR／LOC工作頻率范圍從108.00—117.95MHz，頻率間隔50kHz，共有200個(gè)波道。其中108.00—111.95MHz之間的頻率，VOR／LOC共用，有40個(gè)波道分配給ILS系統(tǒng)的LOC，分配如下：

108.00——用于試驗(yàn)

108.05——VOR108.10——奇數(shù)100kHz波道及再加50kHz的波道用于LOC；

108.15配對(duì)下滑信標(biāo)波道；

108.20——偶數(shù)100kHz波道及再加50kHz的波道用于VOR；

108.25∶111.90111.95

112.00——112～117.95MHz之間間隔為50KHz的所有頻率均用于VOR波道

112.05∶117.90117.95

108.00MHz的頻率沒(méi)有分配給導(dǎo)航設(shè)備，留作試驗(yàn)用。也有一些波道(導(dǎo)航波段的低頻率端)留作ILS的試驗(yàn)用，而不用于VOR。如果VOR／LOC接收電路共用的話，試驗(yàn)頻率使用117.95MHz。機(jī)載接收機(jī)能夠接收108.00—117.95MHz之間的所有波道，包括這些留作試驗(yàn)的頻率。四、地面臺(tái)的配置安裝在機(jī)場(chǎng)的VOR臺(tái)叫終端VOR臺(tái)(TVOR)，使用108．00一111．95MHz之間的40個(gè)波道。發(fā)射功率約50W，工作距離25nmile。TVOR臺(tái)之所以采用低功率發(fā)射，其一是不干擾在相同頻率上工作的其他VOR臺(tái)；其二，TVOR臺(tái)位于建筑物密集的機(jī)場(chǎng)，多路徑干擾嚴(yán)重影響VOR的精度，因此，只能用于短距離導(dǎo)航。

TVOR臺(tái)通常和DME或LOC裝在一起，VOR／DME臺(tái)組成極坐標(biāo)定位系統(tǒng)；VOR／LOC裝在一起，利用和跑道中心延長(zhǎng)線一致的TVOR臺(tái)方位線，可以代替LOC對(duì)飛機(jī)進(jìn)行著陸引導(dǎo)。

安裝在航路上的VOR臺(tái)叫航路VOR(enrouteVOR)，臺(tái)址通常選在無(wú)障礙物的地點(diǎn)，如山的頂部。這樣，因地形效應(yīng)引起的臺(tái)址誤差和多路徑干擾可以大大減小。

航路VOR使用112．00—117．95MHz之間的120個(gè)波道，發(fā)射功率200W，工作距離200nmile。

實(shí)際上，VOR臺(tái)發(fā)射兩個(gè)30Hz信號(hào)調(diào)制的射頻信號(hào)。這兩個(gè)30Hz信號(hào)，一個(gè)叫基準(zhǔn)相位信號(hào)，另一個(gè)叫可變相位信號(hào)?；鶞?zhǔn)相位信號(hào)相當(dāng)于全方位光線，其相位在VOR臺(tái)周圍的各個(gè)方位上相同；可變相位信號(hào)相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)光束，其相位隨VOR臺(tái)的徑向方位而變。全向信標(biāo)的工作原理：比較兩個(gè)30赫調(diào)制信號(hào)的相位，即基準(zhǔn)相位信號(hào)和可變相位信號(hào)的相位。飛機(jī)磁方位決定于基準(zhǔn)和可變相位信號(hào)之間的相位差（相當(dāng)于看到全方位光線和光束之間的時(shí)間差）。五VOR系統(tǒng)的基本原理

6.6導(dǎo)航儀表介紹

紅色框中是甚高頻接收機(jī)相當(dāng)于收音機(jī)的調(diào)頻，所不同的是操作方式。這里首先要在右邊的備用頻率中選好頻率，然后按中間的轉(zhuǎn)換鍵將備用頻率與活動(dòng)頻率轉(zhuǎn)換。

藍(lán)色框中的是無(wú)線電測(cè)距儀需要注意的是并不是所有的VOR都具有測(cè)距功能，所以該儀器主要用來(lái)估算過(guò)臺(tái)時(shí)間，和做DME弧飛行。測(cè)距儀測(cè)出的是飛機(jī)到VOR的直線距離，所以用該儀器估算過(guò)臺(tái)時(shí)間時(shí)會(huì)大于實(shí)際值。綠色框內(nèi)是VOR指示器上面那個(gè)指示NAV1頻率所示的VOR的狀態(tài)，同時(shí)兼有指示ILS功能；下面那個(gè)顯示NAV2接收的VOR狀態(tài)換句話說(shuō)只有NAV1可以用來(lái)接收ILS（儀表著陸系統(tǒng)）頻率。VOR指示器旁邊還有個(gè)OBS鈕，是用來(lái)選擇您所要飛的VOR幅向的方向選擇指示指示的