全向信標／測距儀臺建設要點

全向信標/測距儀臺建設要點根據(jù)民航導航發(fā)展趨勢，全相信標/測距儀導航臺在航路上將作為PBN程序的陸基設施[1],同時作為進離場程序的一環(huán)，在將來一段時間內(nèi)全向信標/測距儀導航臺仍然是重要的導航設施。全向信標/測距儀導航臺的基本構(gòu)成都較為類似，但由于設置地點、當?shù)丨h(huán)境的差異，又體現(xiàn)出設計的多樣化。在參與導航臺建設的過程中，提煉其中通用的部分，歸納全向信標/測距儀導航臺在設計、施工過程中需考慮的要素，從新建導航臺、舊導航臺更新改造兩種情況分析建設過程中一些關鍵的節(jié)點和注意事項。標簽：無線電導航；導航臺；設計；施工國內(nèi)民航業(yè)正處于加速發(fā)展階段，隨著技術(shù)的革新，航空器導航方式隨之增加。在目前的航空技術(shù)背景下，無線電導航是一種具有高可靠性和高精度的導航方式。多普勒甚高頻全向信標（DVOR）是一種得到國際公認的高精度近程相位測角導航系統(tǒng)，通過與機載接收機和測距儀（DME）的配合，測定航空器的磁方位角和航空器與導航臺之間的距離。全向信標/測距儀臺一般分為在航路（線）上為航空器提供飛行引導信息的航路導航臺和在進近區(qū)域為飛行的航空器提供引導信息的近場導航臺。隨著航線的拓展、機場的新建和改擴建，對導航臺的需求隨之增長。導航臺的建設具有一定的同一性，有對其進行建設方案標準化的價值。本文將從新建全向信標/測距儀導航臺和全向信標/測距儀導航臺原址更新兩個角度闡述具有一般性的建設過程和建設要點，并著重挑選部分重要節(jié)點和注意事項展開討論。一、 建設過程簡介新建/更新全向信標/測距儀導航臺，主要包括前期（需求、選址、規(guī)劃）階段、設計階段、施工階段和驗收階段。前期階段包括可研報告編制、臺站選址及征地、初步設計及概算編制、臺址頻率申報及批復、設備招標采購等，其中更新全向信標/測距儀導航臺的選址分為原址更新和異址更新；設計階段包括飛行程序設計、施工圖設計等；施工階段包括確定施工單位、土建工程施工、導航設備配套設施施工和導航設備安裝等；驗收階段包括飛行校驗、初步驗收、竣工驗收、行業(yè)驗收及地方專項驗收等。二、 建設各階段工作要點歸納（一）前期階段根據(jù)全向信標甚高頻信號特點，臺站周邊環(huán)境建筑物、山體、成片的樹木和高壓輸電線會產(chǎn)生反射信號，影響機載設備接收信號的質(zhì)量。以多普勒全向信標天線基礎中心為基準點，以天線反射網(wǎng)平面為基準面，半徑100米以內(nèi)不應有超出基準面高度的公路、建筑物、堤壩、山丘等障礙物；半徑200米至300米內(nèi)的障礙物相對于基準面的垂直張角應不超過1.5°，水平張角應不超過10°；半徑300米以外的障礙物相對于基準面的垂直張角應不超過2.5°。［2］除此之外，導航臺臺址還應符合GB6364《航空無線電導航臺站電磁環(huán)境要求》及MH/T4003《航空無線電導航臺和空中交通管制雷達站設置場地規(guī)范》的相關要求，根據(jù)飛行程序設置，在飛行程序使用的方向范圍內(nèi)應嚴格控制障礙物高度或通過選擇其他臺址避開障礙物，在飛行程序不適用的方向有超高障礙物且沒有其他可選臺址的情況下，可酌情考慮降低場地要求，但需要經(jīng)過技術(shù)論證后才能確定臺址。［3］設置在山上的導航臺由于信號反射需要，一般設置在地勢相對較高的山頂。對山頂進行埸地平整后，設計反射網(wǎng)平臺高度時需要根據(jù)場地平整后標高而不是山頂原有標高進行設計，同時考慮周邊山峰高度、高壓輸電鐵塔高度和距離、周邊樹林品種和預計生長高度。設置在城鎮(zhèn)或近郊的導航臺由于靠近生活區(qū)域，周邊地形更加復雜，除了對周邊地形目前的情況進行掌握，應提前與地方規(guī)劃部門溝通，了解臺址附近的規(guī)劃情況。如果規(guī)劃中導航臺附近有高層建筑規(guī)劃，應考慮提高反射網(wǎng)平臺高度和加大反射網(wǎng)直徑，避免周邊建筑物對信號的影響；難以避免的，建議另選臺址。（二）設計階段1、反射網(wǎng)平臺反射網(wǎng)平臺一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，近年鋼結(jié)構(gòu)平臺也逐步開始應用。一般來說，平臺直徑越大，對信號反射越有利［4］，但考慮到臺站占地面積及造價，直徑一般以30-40米為宜。若臺站位于山頂，場地面積較小且臺站周邊為陡坡，計算反射網(wǎng)平臺直徑時，應將反射網(wǎng)平臺與陡坡山體組成的整體作為反射網(wǎng)距地面的總高度，設計相匹配的反射網(wǎng)平臺直徑，降低周邊地形對信號的影響。在國外的某些應用案例中，采用山頂平整后的地坪作為反射面，將全向信標設備的發(fā)射天線安裝在地坪上，設備機房下沉到地下一層，這種方式能夠為全向信標信號提供足夠大的反射面，可供參考。2、機房及設備布置目前設計的導航臺反射網(wǎng)平臺高度一般為5米以上，反射網(wǎng)平臺下方建設鋼筋混凝土機房或安裝一體成型方艙作為設備機房，根據(jù)臺站條件，建設高低壓配電間、柴油發(fā)電機房、值班用房等建筑。機房內(nèi)主要配置DVOR設備、DME設備、傳輸設備、不間斷電源設備及各種監(jiān)控設備，配套安裝機房空調(diào)、氣體消防設備等。DVOR天線分配單元應盡可能配置在反射網(wǎng)平臺中心點投影附近，方便邊帶天線和中央天線饋線接入；機房空調(diào)配置數(shù)量和風口方向應滿足機房環(huán)境溫度要求，并形成良好的冷熱循環(huán)風道；機房內(nèi)強、弱電線纜應敷設在橋架內(nèi)，并滿足強弱線纜間隔等安裝要求。不間斷設備和電池柜等荷重較大設備所在機房應考慮承重需求。根據(jù)目前國內(nèi)航空安全保障形勢和要求，配置至少一路市電供電，配置兩臺主備運行的柴油發(fā)電機組作為備份電源，相關供電設備安裝在高低壓配電間和柴油發(fā)電機房內(nèi)。在設計過程中應及時與當?shù)毓╇姴块T溝通，掌握供電部門對供電設備配置的要求和備案手續(xù)要求，以便順利通過供電部門驗收，及時為臺站通電。3、監(jiān)控天線安裝位置DVOR信號監(jiān)控天線一般安裝在距反射網(wǎng)平臺中心點直線距離80至120米之間的位置，盡可能安裝在臺站內(nèi)；對于反射網(wǎng)平臺直徑較大（40米及以上）或受空間所限的臺站，可以考慮安裝在反射網(wǎng)平臺上。4、導航設備安裝預留預埋需求根據(jù)工序，土建工程先于安裝工程施工，設備安裝相關的饋線開孔、金屬構(gòu)件埋設等內(nèi)容如果能在土建施工過程中一并進行，可以避免重復開挖和材料浪費，同時可以大大減少管理協(xié)調(diào)工作量，縮短施工工期。（1）建筑結(jié)構(gòu)在施工圖設計階段，安裝工程相關專業(yè)需根據(jù)設備選型和設備技術(shù)資料提出預留預埋需求，并向土建專業(yè)提供相關參數(shù)和資料，土建專業(yè)在土建施工圖中體現(xiàn)相關工程量。列舉部分預留預埋工作量如下：反射網(wǎng)平臺邊帶天線基礎、中央天線基礎、DME天線基礎和避雷針基礎?？紤]到抗風能力和工序，建議由反射網(wǎng)平臺施工單位一次性澆筑完成，其中DME天線基礎和避雷針基礎位于邊帶天線外側(cè)，理想情況下其基礎頂部應與反射網(wǎng)平臺持平。必須指出的是，如果基礎中預埋金屬構(gòu)件是由設備供應商提供或設備安裝單位制作，需在土建施工單位澆筑前完成制作并送達施工現(xiàn)場。由于邊帶天線對角度的精確要求，基礎澆筑前應采用精度達到要求并經(jīng)校準的儀表進行定位。反射網(wǎng)平臺圈梁預留徑向管孔，平臺樓板預留垂直管孔，用于DVOR中央天線、邊帶天線和DME天線饋線引入機房。對于鋼結(jié)構(gòu)平臺，天線基礎按設備廠家提供的支撐桿法蘭盤尺寸制作基礎，并與鋼結(jié)構(gòu)平臺可靠焊接。對于采用一體式方艙作為機房的施工方案，機房內(nèi)預留孔洞、線纜橋架宜在方艙工廠同時制作，并做好防水措施，整體運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。到建施工現(xiàn)場和開始安裝前，應再次檢查方艙完好性。高低壓配電間應根據(jù)高低壓柜尺寸設計電纜溝寬度，并在電纜溝邊緣根據(jù)安裝位置預埋槽鋼，以便配電柜安裝就位。（2） 防雷接地由于設備機房機柜和反射網(wǎng)平臺天線需要就近接地，且接地網(wǎng)需要與建筑鋼筋連接，以下工序建議在建筑結(jié)構(gòu)澆筑前進行：反射網(wǎng)平臺邊帶天線基礎，中央天線基礎和DME天線基礎旁需從平臺面筋引出一段鋼筋，用于設備接地。為滿足機房防雷的要求，在機房澆筑內(nèi)結(jié)構(gòu)柱前根據(jù)設計圖紙制作六面法拉第籠，并與機房柱綁扎鋼筋相連，如果機房采用金屬門窗，需要與金屬門窗外框焊接。反射網(wǎng)平臺支撐結(jié)構(gòu)柱、機房內(nèi)結(jié)構(gòu)柱中的綁扎鋼筋需預留鋼筋或接地扁銅（鋼）作為設備防雷接地網(wǎng)連接點，以完成澆筑和外飾后外露10厘米左右為宜。（3） 供電、通信線纜根據(jù)《建筑防雷設計規(guī)范》和《計算機機房防雷設計規(guī)范》，供電電纜應由地下進入機房，供電電纜和弱電電纜應避免并排敷設。供電電纜、通信線纜進入機房處應預留鍍鋅鋼管，如有條件，宜設置手井以便以后維護作業(yè)。根據(jù)配電柜和設備機柜布置和橋架路由，在線纜穿越樓板處預留橋架開孔或線纜套管。（三）施工階段1、外部條件開工前首先要保證進入施工現(xiàn)場的道路和臨時用電。進臺施工便道建議與將來正式使用道路的路徑統(tǒng)一考慮。對于山上的臺站，道路坡度和轉(zhuǎn)彎半徑設置需考慮大型運輸車輛爬坡能力和轉(zhuǎn)彎半徑，道路兩側(cè)根據(jù)側(cè)坡高度差和土質(zhì)采取支護或護坡等防滑坡措施。臨時用電應在調(diào)查附近用電負荷情況的前提下就近接電，接入前應按照申請臨時用電的相關手續(xù)報批，獲準后再進行接線，變更用電、停止用電前應通知供電部門，獲準后實施。2、進度配合土建工程安排施工順序時應優(yōu)先建設反射網(wǎng)平臺、設備機房和供配電用房等運行相關建筑，以求提早設備安裝單位進場時間，縮短整體工期。如果反射網(wǎng)平臺投影下方接地體由土建施工單位以外的其他單位實施，土建施工單位完成反射網(wǎng)平臺施工后，需盡快拆除腳手架，便于接地體施工；更優(yōu)的做法是接地體與土建工程±0以下工程內(nèi)容同步施工，減少反復開挖的工程量。供配電用房中柴油發(fā)電機房預留柴油發(fā)電機組入口，根據(jù)現(xiàn)場情況可采取吊裝或水平運輸?shù)木臀环绞?，如果柴油發(fā)電機組到貨時間較早，可采用先吊裝就位后封頂?shù)姆绞剑蝗绻裼桶l(fā)電機組到貨時間較晚，可采用暫不安裝大門或保留運輸入口，就位后安裝大門或封堵墻壁的方式。高壓配電柜、變壓器、低壓配電柜等設備應按照從里到外的安裝就位順序安排到貨，如果難以按照此順序，則應預留后續(xù)到貨設備運輸通道及安裝作業(yè)空間。三、導航臺原址更新特點（一） 停機計劃由于是原址更新，必然會涉及暫停在用設備的服務，在申請停機前，建設單位和運行單位需考慮以下問題：本臺涉及的飛行程序是否有后備程序，以及其可用性和可靠性；對停用導航臺后的安全風險點進行梳理，并提供具有針對性的保障措施，以及停用前后人力、配套設備等資源的調(diào)整方案；停機時長，根據(jù)各施工單位提供的施工進度計劃，統(tǒng)籌考慮整體工期，必要時可采取交叉施工，盡可能縮短導航設備退出服務的時間。根據(jù)以上要點編寫停機方案，上報上級安全管理部門和設備運行管理部門，涉及飛行程序調(diào)整的還需辦理航行資料變更手續(xù)，經(jīng)審批后實施。（二） 利舊設備與新設備的兼容性臺站內(nèi)可能存在部分運行情況良好或新近啟用的設備，屬于不需要更新的設備，且是臺站運行必不可少的一部分。設備更新采購時需要考慮與不需要更新設備的兼容性，如利舊柴油發(fā)電機與新購柴油發(fā)電機需要組成主備切換或并機系統(tǒng)時，控制器需滿足信號接入和動作邏輯要求；新設備需接入原有的機房監(jiān)控系統(tǒng)時，新設備需提供適用的通信接口和通信協(xié)議。（三） 原有建筑是否符合新的規(guī)范要求需要更新導航設備的導航臺，一般已服務十年以上，在這過程中建筑、機房、防雷接地等規(guī)范可能會有更新或啟用新的規(guī)范，在前期階段應根據(jù)目前適用的規(guī)范要求，對原有建筑物和配套設施提出改造要求，并體現(xiàn)在項目內(nèi)容中。四、 工程質(zhì)量考核施工單位、監(jiān)理單位和建設單位都應在施工過程中嚴格把控施工質(zhì)量，建立質(zhì)量控制制度，在關鍵工序設置質(zhì)量觀測點，在過程驗收和竣工驗收中應針對以下方面進行檢查：（一） 隱蔽工程驗收和質(zhì)量過程控制對于防雷接地網(wǎng)、強弱電線纜埋管等分部分項工程，在后續(xù)工序完成后很難進行檢查，或者檢查所需成本較大，因此在下道工序前應對將會隱蔽的工序進行檢查，并做好圖片和測量結(jié)果記錄。在過程驗收中不合格的工序應及時采取返工或修理等整改措施，經(jīng)再次檢查合格后才允許進行下道工序。（二） 導航設備及配套設備功能的實現(xiàn)配套設備完成現(xiàn)場安裝及調(diào)試后，應按照投入運行的條件進行現(xiàn)場測試，需與其他設備進行配合使用的還需進行聯(lián)動測試，測試中應模擬各種不正常情況下設備投切動作和運行狀態(tài)。導航設備應按飛行程序進行投產(chǎn)飛行校驗。五、 應用目標通過以上的總結(jié)歸納，對導航臺建設過程進行了闡述，對其中的注意事項作了提點，目的在于能根據(jù)具體項目的具體情況，在建設前期和建設過程中提前考慮可能出現(xiàn)的問題，