《空中领航学》5.2 无线电方位

1、5 无线电领航5.1无线电领航概述5.2 无线电方位5.3 进入预定方位线5.4 向电台飞行5.5 背电台飞行5.6 VOR/DME领航方法5.7 无线电定位5.8 无线电领航地面准备5.9 无线电领航空中实施空中领航学5.2 无线电方位空中领航学5.2.1无线电方位的概念5.2.2 无线电方位的变化规律5.2.3 无线电方位的测量5.2.1 无线电方位的概念空中领航学无线电方位线的概念地面导航台与机载设备（用飞机表示）之间的连线，即为无线电方位线，简称方位线。由于全向信标台（VOR）发出的无线电波具有方向性，因此从VOR画出的方位线称为径向线。无线电方位线和径向线都是大圆圈线。5.2.1 无

2、线电方位的概念空中领航学电台相对方位角（RB）电台相对方位角的概念：从航向线顺时针方向量到无线电方位线的角度，称为电台相对方位角（RBRelative to Bearing)。RB表示电台相对于飞机纵轴的位置，即电台在飞机纵轴前向的哪个方向上。MHRBNMMH平RB=090电台在飞机纵轴右前方RB=90180电台在飞机纵轴右后方RB=180270电台在飞机纵轴左后方RB=2700电台在飞机纵轴左前方5.2.1 无线电方位的概念空中领航学电台方位角（QDM、QUJ）电台方位角的概念：从飞机所在位置的经线北端顺时针量到无线电方位线的角度。电台真方位（QUJTrue Bearing） ：以真北为基准

3、的电台方位角。电台磁方位（QDMMagnetic Bearing to Facility）：以磁北为基 准的电台方位角。QDMNMNTQUJ5.2.1 无线电方位的概念空中领航学电台方位角（QDM、QUJ）电台方位角表示电台在飞机所在位置的哪个方位上。在向台飞行时，QDM是飞机从当前位置飞往电台的磁方位，即新航线角（MC新）。NMNMQDM=090电台在飞机位置东北方QDM=90180电台在飞机位置东南方QDM=180270电台在飞机位置西南方QDM=2700电台在飞机位置西北方QDM= MC新向台飞行5.2.1 无线电方位的概念空中领航学飞机方位角（QDR、QTE）飞机方位角的概念：从电台所

4、在位置的经线北端顺时针量到无线电方位线的角度。飞机真方位（QTETrue Radial of the Station） ：以真北为基准的飞机方位角。飞机磁方位（QDRMagnetic Bearing from Facility）：以磁北 为基准的飞机方位角。QDRNMNTQTE5.2.1 无线电方位的概念空中领航学飞机方位角（QDR、QTE）飞机方位角表示飞机在电台所在位置的哪个方位上。背台飞行时，QDR是飞机从电台正上方通过后背离电台飞行的磁方位。NMNMQDR=090飞机在电台位置东北方QDR=90180飞机在电台位置东南方QDR=180270飞机在电台位置西南方QDR=2700飞机在电台

5、位置西北方QDR=MTK背台飞行5.2.1 无线电方位的概念空中领航学方位角之间的关系电台磁方位与电台相对方位角之间的关系：QDM=MH+RB飞机方位角与电台方位角之间的关系： QDR=QDM180 QTE=QUJ180QDRNMNTQTEQDMNMNTQUJRBMH5.2.1 无线电方位的概念空中领航学MH963082442931833208169273318RB3502731529517816597355289345QDMQDR86航向仪和相对方位指示器读数如下，求出当时的QDM和QDR？266221412597922848118112530510528516434420222303123

6、MH24318976128111229313289345340RB19917329032025867300212183156QDMQDR8226221826186882689189296116253731413211683481363165.2.2 无线电方位的变化规律空中领航学在同一条方位线上，无线电方位的变化 在同一条方位线上，电台方位角QDM（或飞机方位角QDR）是定值的，根据QDM=MH+RB，若MH，则RB；若MH，则RB；MH的变化量与RB的变化量相等。NmNmMH1MH2RB1RB2QDM1QDM2QDM1=QDM2MH1MH2RB1RB1QDM2QDM1QDR2QDR1MH1R

7、B1QDM1NmNmMH2RB2QDM2NmQDR1QDR2飞机在右MH2=MH1RB2RB1QDM2QDM1QDR2QDR15.2.3 无线电方位的测量空中领航学无线电方位的测量测角系统自动定向机ADF（无方向信标NDB）系统甚高频全向信标VOR系统5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统概述 自动定向机ADF（Automatic Direction Finder）又称为无线电罗盘，它与地面导航台NDB（Non-directional Radiobeacon）配合，通过机载的环形天线测量地面导航台发射的无线电波的来波方向测得RB。ADF系统是一种典型的测角系统。 ADF系统不仅可以测角

8、定向，还可以实现定位，利用机上安装的两套ADF分别调谐在两个不同的地面导航台NDB的频率上，以实现-定位，当然也利用NDB/DME实现-定位。5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统概述 ADF的工作频率为1901750kHz，属于低频、中频，作用距离为几十到几百千米，可接收民用广播电台信号和无方向信标NDB地面导航台为飞机定向定位，还可和无线电高度表、信标机等设备配合引导飞机着陆。 ADF系统结构简单，易维护，价格低廉。5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统的主要功能基本功能：测量RB，显示在方位指示器上。对飞机进行水平定位：通过测出飞机对两个以上地面导航台的方位角，利用得到的

9、直线位置线的交点，实现对飞机的水平位置定位。5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统的主要功能引导飞机向台或背台飞行：可以连续自动地对准地面导航台，引导飞机沿给定航线飞行，在给定方向上完成从一个台站至另一个台站的飞行。5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统的主要功能判断飞机飞越导航台的时刻。可接收用于定向的广播电台信号和遇险信号。引导飞机进入空中走廊的入口和出口。飞越NDB导航台上方显示器指针反向5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统的主要功能引导飞机进场，使飞机对准跑道中心线，配合仪表着陆系统，引导飞机进近着陆。5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统的组成ADF

10、系统地面：NDB导航台机载：机载定向机中波发射机发射天线其他辅助设备自动定向接收机控制盒方位指示器环形天线和垂直天线5.2.3.1 ADF系统空中领航学地面设备NDB导航台 NDB导航台不断向空间发射无方向性的无线电信号，NDB称为无方向信标。5.2.3.1 ADF系统地面设备NDB导航台分类及性能参数空中领航学分类发射功率有效作用距离识别码开放时间ICAO航图杰普逊航图航线NDB台（可作归航台）500W150km2个英文字母和2个莫尔斯电码2个或3个英文字母和莫尔斯电码终端NDB台远台（兼作航线台）500W150km2个英文字母和2个莫尔斯电码到达前30近台100W50km用远台识别码的第1

11、个英文字母和1个莫尔斯电码到达前15莫尔斯电码是由点“”和划“-”组成。5.2.3.1 ADF系统空中领航学机载设备机载定向机的组成结构自动定向接收机控制盒方位指示器天线ADF接收机环形天线垂直天线电源ADF控制盒音频信号方位信号音频系统方位指示器 环形天线和垂直天线联合接收地面NDB台的无方向性信号，送入定向接收机，进行处理，并将处理后的方位信息送至方位指示器显示，分离出来的地面NDB导航台的音频识别信号送至飞机音频系统。5.2.3.1 ADF系统空中领航学天线垂直天线：也称为无方向性天线，其接收的信号用来调谐接收机并与环形天线接收的信号叠加，为自动定向机提供单值定向。环形天线：也称为方向性

12、天线，提供方位信息。5.2.3.1 ADF系统自动定向接收机 主要用来接收和处理天线送来的地面NDB 台信号，并将处理后的方位信息和音频识别信号分别输出到方位指示器和音频系统，同时还可以接收和处理地面中波广播电台的信号，用中波广播电台进行定向。空中领航学5.2.3.1 ADF系统空中领航学自动定向控制盒 控制盒与自动定向接收机配套使用，它用来控制接收机的工作方式和选择电台的频率。工作方式一般有断开（OFF）、天线（ANT）、定向（ADF）和测试（TEST）四种。5.2.3.1 ADF系统空中领航学方位指示器ADF指示器无线电磁指示器RMI（Radio Magnetic Indicator）测量

13、RB方位指示器电子飞行仪表系统EFIS5.2.3.1 ADF系统ADF指示器的显示 飞行中指针恒指向电台。 ADF指示器若无航向旋钮HDG，也称为无线电罗盘，这时指针指示的读数就是RB。空中领航学5.2.3.1 ADF系统ADF指示器的显示 若有航向旋钮HDG，显示如下： 1、标线顺时针到指针针尖的夹角始终是RB。 2、当标线对准N（或0）位置，ADF指示器就是无线电罗盘，直接从指针针尖指示RB。读出RB后，通过航向仪可测MH，最终可求QDM=MH+RB以及QDR。 3、旋转HDG，使标线指向MH，针尖指示的就是QDM（=MH+RB），针尾指示的是QDR。空中领航学5.2.3.1 ADF系统空

14、中领航学已知ADF指示器和航向仪表显示如下，画出飞机与电台之间的位置关系图。解：从两仪表上读出RB270，MH45，因此可求出 QDM=MH+RB=315，QDR=QDM-180=135MH45RB270QDR135QDM315NM5.2.3.1 ADF系统空中领航学已知ADF指示器和航向仪表显示如下，画出飞机与电台之间的位置关系图。5.2.3.1 ADF系统空中领航学已知ADF指示器和航向仪表显示如下，画出飞机与电台之间的位置关系图。5.2.3.1 ADF系统空中领航学RMI指示器的显示 1、航向标线指示MH。 2、有两根方位指针，细针指示第一部ADF或VOR接收机送来的方位信号，针尖指示的

15、是QDM，针尾指示的是QDR。粗针指示第二部ADF或VOR接收机送来的方位信号，指示与第一部类似。 3、通过左下方的转换旋钮可调整细针代表ADF或VOR。同理右下方的转换旋钮可调整粗针。 因此，RMI可调2个NDB台和2个VOR台共4个台，同时显示其中2个台。5.2.3.1 ADF系统空中领航学已知RMI指示器显示如下，画出飞机与NDB台之间的位置关系图。解：读RMI：NDB对应细针，读出细针针尖指示QDM315，针尾指示QDR135，航向标线读出MH70。 求RB=QDM-MH=245。MH70RB245QDR135QDM315NM5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统的干扰和误差干

16、扰误差：静电干扰、象限误差、站间干扰。 静电干扰象限误差静电干扰站间干扰5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统的干扰和误差电波传播误差：夜间效应、山区效应、海岸效应。 夜间效应山区效应海岸效应5.2.3.1 ADF系统空中领航学ADF系统的干扰和误差设备误差：机械误差、电气误差。 5.2.3.2 VOR系统空中领航学VOR系统概述 甚高频全向信标VOR（VHF Omnidirectional Range）是一种典型的测角系统，测得的角度是QDR。 VOR也是重要的定位系统，两套VOR台可实现-定位，或VOR/DME可实现实现-定位。 VOR的工作频率为 108118MHz。5.2.3.

17、2 VOR系统空中领航学VOR系统的主要功能基本功能：测量QDR，显示在方位指示器上。定位：利用两个已知位置的VOR台，实现-定位；也可利用地面台VOR/DME合装在一起，实现-定位。5.2.3.2 VOR系统空中领航学VOR系统的主要功能导航：引导飞机沿选定的VOR 航路，从一个VOR台到另一个VOR台的飞行。还可与DME配合实现区域导航（RNAV）。作检查：VOR台作为航路检查点。频率转换点5.2.3.2 VOR系统空中领航学VOR系统的主要功能离场和归航进场：在终端区（机场）安装VOR台，使飞机准确过台或旁切电台离场、归航进场。进近：在终端区（机场）安装VOR台，可实现准确过台作等待、对

18、准跑道中心线以及与ILS配合实现进近着陆。5.2.3.2 VOR系统空中领航学VOR系统的组成VOR系统地面：VOR导航台机载：机载VOR设备VHF接收机控制盒方位指示器天线5.2.3.2 VOR系统空中领航学地面设备VOR导航台机载方位指示器恒指向VOR地面台。ICAO航图杰普逊航图VORTACON或DMEVORTAC或VOR/DME5.2.3.2 VOR系统地面设备VOR导航台分类及性能参数空中领航学分类使用频率波道数发射功率作用距离识别码ICAO航图杰普逊航图航线VOR台（A类VOR台CVOR）112.00118.00MHz之间每隔50kHz120200W200nm3个英文字母和3个莫尔

19、斯电码2个或3个英文字母和莫尔斯电码终端VOR台（B类VOR台TVOR）108.00111.85MHz之间间隔0.05MHz且十分位为偶数的频率，如108.00、108.05、108.204050W25nmVOR工作频率范围是108.00118.00MHz。5.2.3.2 VOR系统地面设备航路图导航台识图综合空中领航学5.2.3.2 VOR系统VOR系统的视距传播工作方式 有效作用距离的影响因素：接收机的灵敏度、地面台的发射功率、飞机飞行高度以及VOR台周围的地形。高度以平均海平面为基准，VOR系统最大的理论作用范围为空中领航学（nm）最大理论作用距离5.2.3.2 VOR系统VOR系统的视

20、距传播工作方式 两频率相同的地面台，应以至少100nm至500nm的间隔分开。发射功率为100200W的VOR的典型作用距离是200nm；发射功率为50W的TVOR的典型作用距离是25nm。如果规定作用覆盖范围（DOC）为50/25000表示VOR台为中心50nm半径、25000ft高度的圆柱范围内可避开这种频率干扰。空中领航学5.2.3.2 VOR系统空中领航学机载设备机载VOR设备的组成结构VHF接收机天线电源控制盒音频信号方位信号音频系统RMI 天线接收地面VOR 台的无线电信号送入甚高频接收机进行处理并将处理后的方位信息送至方位指示器显示，并与预选的航路（道）进行比较，得到航道偏差信号

21、去驱动航道偏离指示，同时分离出来的地面VOR台的音频识别信号送至飞机音频系绕进行监听。航道偏离、警告、向/背台信号CDIHSI实验、调节音量、选频率话音/识别音频5.2.3.2 VOR系统天线 多数飞机的VOR天线与仪表着陆系统的LOC天线共用，安装在垂直安定面上或机身的上部，避免机身对电波的阻挡，以提高接收信号的稳定性。VOR天线的形式多种多样，有蝙蝠翼形天线、环形天线以及改进的“V” 形偶极子天线等，这些天线都能接收108118 MHz范围内的甚高频VHF信号。空中领航学5.2.3.2 VOR系统VHF接收机 主要用来接收和处理天线送来的地面VOR 台的方位信息。输出的信号、话音和台识别信

22、号到音频系统，供飞行员监听防止选台错误。方位信息驱动无线电磁指示器RMI的指针显 示方位。航道偏离信号去驱动水平状态指示器HSI 或 航道偏离指示器CDI的航道偏离杆。向/背台信号去驱动HSI 和CDI 上的向/背指 示器。警告信号去驱动HSI 和CDI 的警告旗，给出 警告提示。空中领航学5.2.3.2 VOR系统控制盒 在小型飞机上控制盒是单一组件，而在现代飞机上控制盒是VOR 系统、仪表着陆系统ILS和测距机DME共用的。控制盒用来选择工作系统和选择地面台频率的。控制盒还有试验按钮来检查相应设备的工作性能；音量控制用来调节话音和识别码的音量。控制盒上可以同时选择两个频率，使用频率由频率转

23、换开关控制。空中领航学5.2.3.2 VOR系统空中领航学方位指示器无线电磁指示器RMI（Radio Magnetic Indicator）航道偏离指示器CDI（Course Deviation Indicator）方位指示器测量QDR水平状态指示器HSI（Horizontal Situation Indicator）5.2.3.2 VOR系统空中领航学无线电指示器RMI的显示 1、航向标线指示MH。 2、有两根方位指针，细针指示第一部ADF或VOR接收机送来的方位信号，针尖指示的是QDM，针尾指示的是QDR。粗针指示第二部ADF或VOR接收机送来的方位信号，指示与第一部类似。 3、通过左下方

24、的转换旋钮可调整细针代表ADF或VOR。同理右下方的转换旋钮可调整粗针。因此可调2个NDB台和2个VOR台共4个台。5.2.3.2 VOR系统空中领航学已知RMI指示器显示如下，画出飞机与VOR台之间的位置关系图。解：读RMI：VOR台对应粗针，读出粗针针尖指示QDM335，针尾指示QDR=155，航向标线MH210。 求RB=QDM-MH=125。RB125QDR155QDM335NMNMMH2105.2.3.2 VOR系统空中领航学航道偏离指示器CDI的显示预选航道调整旋钮OBS预选航道向/背台指标（TO表示向台，FR表示背台）偏离角度点数5.2.3.2 VOR系统空中领航学航道偏离指示器

25、CDI的显示 1、预选航道调整旋钮OBS调整预选航道。 2、表盘指针恒指正上方，指示预选航道。 3、航道偏离杆表示飞机偏离预选航道的情况，杆在左，飞机偏在右；杆在右，飞机偏在左。 4、偏离预选航道的角度可通过数点数得到：左右各是五点的，每点代表2；左右各是两点的，每点代表5，满偏10。 5、向/背指标三角形顶点与指针针尖方向一致表示向台（TO），与指针针尖方向相反表示背台（FR）。5.2.3.2 VOR系统空中领航学CDI向、背台判断 当飞机到VOR台的方向矢量与预定飞行方向之间的夹角绝对值小于90时，判断向台（TO）；当夹角绝对值大于90时，判断背台（FROM）。这一判断与航向无关。向台背台

26、预选航道向台背台向背分界线0901802705.2.3.2 VOR系统空中领航学向背指示预选航道CDI向、背台判断5.2.3.2 VOR系统空中领航学CDI过台判断 处于预选航道上向台飞行的飞机，航道偏离杆始终不偏。到电台前的向/背指标指向向台TO，一旦过台会指向FR。因此，如果发现向/背指标发生翻转瞬间（偏离杆仍然保持不偏），表示正从导航台正上空通过。5.2.3.2 VOR系统空中领航学CDI航道偏离杆与偏离情况 如果飞机平行于预定航线飞行，到台前航道偏离杆偏离中心位置不断增加；到台后航道偏离杆偏离中心位置右不断减小。在预选航线上的某一垂线上，偏离预选航道越远，航道偏离杆偏离中心位置越大，偏

27、离预选航道越近，航道偏离杆偏离中心位置越小。5.2.3.2 VOR系统空中领航学已知CDI指示器显示如下，判断飞机偏航情况、向背台飞行情况，并画出飞机与VOR台之间位置关系。解：航道偏离杆在左，飞机偏右，左边第3、4点之间共7，即飞机偏离预选航道右侧7。FR表示飞机处于背台飞行。预选航道075.2.3.2 VOR系统空中领航学利用CDI实现VOR导航和定位功能VOR导航频率频率转换点VOR定位频率频率5.2.3.2 VOR系统利用CDI实现测定VOR径向方位的功能QDR85QDR30QDM210QDM30 首先调VOR台频率，并听清莫尔斯电码，然后转动OBS 旋钮直至航道偏离杆处于中立位置，这

28、时从航道标线所对度数读出的即是所需测量的VOR 台的方位。向/背台指示器如果这时指背台，所读出的方位是VOR 径向方位（QDR）；如果向/背台指示器这时指向台，所读出的方位是QDM。空中领航学QDM2655.2.3.2 VOR系统空中领航学利用CDI实现切入预选航道的功能向台切入：预选航道270背台切入：预选航道9027090向台切入：预选航道280背台切入：预选航道100直角切入按切入角切入5.2.3.2 VOR系统空中领航学利用CDI实现有侧风情况的航迹修正的功能5.2.3.2 VOR系统空中领航学水平状态指示器HSI的显示 HSI是一个综合的领航仪表，指示的是飞机在水平面内的状态。它是航

29、向系统、VOR系统（显示器CDI）和ILS系统的综合指示器。预选航道向/背台指标航道偏离的点数预选航道调整OBS校准航向调整旋钮HDG航向航道偏离杆GS下滑道信息校准航向5.2.3.2 VOR系统空中领航学水平状态指示器HSI的显示（不含ILS系统） 2、左下角预选航道调整旋钮OBS用于表盘指针恒指的调整预选航道。 3、航道偏离杆表示飞机偏离预选航道的情况，杆在左，飞机偏在右；杆在右，飞机偏在左。 4、偏离预选航道的角度可通过数点数得到：左右各是五点的，每点代表2；左右各是两点的，每点代表5，满偏10。 5、向/背指标三角形顶点与指针针尖方向一致表示向台（TO），与指针针尖方向相反表示背台（F

30、R）。航向系统CDI 1、航向指向当前磁航向值MH，校准航向调整旋钮HDG用于操纵MH调整到校准航向MH校上。5.2.3.2 VOR系统空中领航学已知HSI指示器显示如下，判断飞机偏航情况、向背台飞行情况，并画出飞机与VOR台之间位置关系。解：航向MH=50。预选航道30，航道偏离杆在右，飞机偏左，右边第3点表示飞机偏离预选航道左侧6。To表示飞机处于向台飞行。预选航道306MC新=QDM36MH505.2.3.2 VOR系统利用HSI实现CDI功能测定VOR径向方位 首先调VOR台频率，并听清莫尔斯电码，然后转动OBS 旋钮直至航道偏离杆处于中立位置，这时从航道标线所对度数读出的即是所需测量

31、的VOR 台的方位。向/背台指示器如果这时指背台，所读出的方位是VOR 径向方位（QDR）；如果向/背台指示器这时指向台，所读出的方位是QDM。空中领航学QDR38预选航道30QDM38实际航迹调为预选航道385.2.3.2 VOR系统空中领航学VOR系统的误差传播误差：垂直方向性图效应、场地影响和地形影响。 地形影响会造成台址误差和多径干扰，因此台址常设在附近区域无障碍物的航路点上，如山顶。5.2.3.2 VOR系统空中领航学VOR系统的误差设备误差：天线间隔误差、接收指示设备误差和极化误差。 5.2.3.2 VOR系统VOR系统与ADF系统的比较（了解）空中领航学比较项目VOR系统ADF系统天线地面方向性天线（CVOR）或全向天线（DVOR）旋转辐射无方向性天线发射机载无方向性天线接收方向性天线接收测角直接测量QDR，以磁北为基准，无须航向基准的辅助直接测量RB，需要航向基准的辅助工作频段甚高频段工作，静电干扰小，指示稳定，但作用距离受视距传播的限制。中低频段工作，静电干扰大，指示不稳定，