第六章仪表着陆系统

第6章仪表着陆系统和VOR工作原理NavigationPrinciplesandSystems一、终端区气候与着陆标准（1）飞机的成功着陆跟很多因素有关：

横向风

暴风雨

云底高：由云高计测量

据统计，飞机在起飞和着陆阶段发生的事故分别占总事故的26％和41％。

能见度：由大气透射仪测量，所测能见度称为跑道视距跑道视距和决断高度★跑道视距（RVR）：是指跑道的能见度，即在跑道表面的水平方向上能在天空背景上看见物体的最大距离（白天），可用仪器测量。（RunwayVisualRange）★决断高度（DH）：是指驾驶员对飞机着陆或复飞做出决断的最低高度。（DecisionHeight）一、终端区气候与着陆标准（2）类别决断高度（m）跑道视距（m）I60800II30400IIIA15200（看着着陆）IIIB050（看着滑行）IIIC00（完全盲目着陆）6.1概述决断高度：飞行员对飞机着陆或复飞作出决定/判断的最低高度，可由无线电高度表（LRRA）给出。二、ILS的发展历史及其缺点ILS是引导飞机进行精密进近和着陆的导航系统，其工作体制为M型等信号测角方式。

发展历史

1939年由美国研制成功

1949年被ICAO采纳为国际标准导航系统

缺点

频道数少：40个频道

对机场环境敏感

提供的下滑道单调三、仪表着陆系统的组成仪表着陆系统航向信标系统下滑信标系统指点信标系统仪表着陆系统的功能★航向信标系统：提供航向引导，即飞机 和跑道之间的偏差角度。★下滑信标系统：提供垂直引导，即飞机和下滑道之间的偏差角度。★指点信标系统：提供距离引导，即飞机和跑道起点的距离。航向和下滑信标的功能跑道航向面下滑面航向天线阵航向天线阵下滑信标台安徽屯溪机场下滑信标台仪表着陆系统的功能航向天线阵6.5~12km150m300m1050±150m75-450m400~500m内指点信标中指点信标外指点信标机场俯视图下滑信标台航向天线阵下滑信标台指点信标机场侧视图ILS系统使用的频率◆航向信标（LOC）发射信号的频率为：108.1~111.95MHz中，十分位为奇数且间隔为50KHz的40个波道。◆下滑信标（G/S）发射信号的频率为：329.15——335MHz中，间隔为150KHz的40个波道。◆指点信标（MB）发射信号频率为固定的75MHz。6.2ILS的一般特性仪表着陆系统使用频率的规律航向信标和下滑信标工作频率是配对工作的：航向信标/MHz下滑信标/MHz108.10334.70108.15334.55108.30334.10108.35333.95108.50329.90108.55329.75~~~~~~~~~~~~109.95330.95三、波的传播、极化形式6.3ILS的一般特性

视距传播；

水平极化。二、工作体制GS、LOC：M型等信号测角四、辐射功率与作用距离

GS：P=5~7W，R=10nm；LOC：P=5~15W，R=25nm。一、工作框图6.4工作原理0（跑道平面）AHAL航向信标的发射信号

航向信标天线安装在顺着着陆方向跑道远端300~400m的跑道中心延长线上。150Hz产生器VHF振荡器90Hz产生器150Hz调制器90Hz调制器108.1—111.95MHz航向信标辐射范围航向信标台跑道150Hz调幅90Hz调幅90Hz和150Hz信号强度相等载波频率为108.1~111.95MHz下滑信标的发射信号

下滑信标天线安装在跑道入口处的一侧。天线安装在一个垂直地面的杆上。由几个处于不同高度的水平振子天线组成。90Hz产生器UHF振荡器150Hz产生器90Hz调制器150Hz调制器329.15—335MHz下滑信标辐射范围150Hz调幅90Hz调幅90Hz和150Hz信号强度相等跑道仪表着陆系统地面设备指点信标的发射信号外、中、内信标频率VHF震荡器调制器固定为75MHz指点信标调制频率识别码机上指示灯外指点标400Hz连续拍发，每秒2划蓝（或紫）中指点标1300Hz连续交替拍发点一划琥珀（黄）内指点标3000Hz连续拍发，每秒6点白色反航道信标3000Hz连续拍发，每秒6个对点白色指点信标系统工作图内指点标中指点标跑道外指点标75MHz载波400Hz调制75MHz载波1300Hz调制75MHz载波3000Hz调制6.5

VOR系统工作原理

甚高频全向信标(VeryhighfrequencyOmnidirectionalRange)系统，简称VOR(伏尔)，它是一种近程无线电导航系统。

VOR系统属于他备式导航，或称地面基准式导航(ground—basednavigation)。1.飞机在空中如何确定自身的位置？2.由什么设备来完成？由地面发射台和机载设备组成。地面设备通过天线发射从VOR台到飞机的磁方位信息(以磁北为基准零度)；图11-1(1)VOR系统一、有关的角度定义

VOR导航系统的功能之一是测量飞机的VOR方位角，而VOR方位角在无线电磁指示器(RMI)上的指示又是通过磁航向加相对方位指示的。因此，了解这些角度的定义和相互关系，有助于理解VOR机载设备的工作原理。机载设备接收和处理地面台发射的方位信息，并通过有关的指示器指示出从VOR台到飞机或从飞机到VOR台的磁方位角，如图所示。

图11-1(2)VOR指示器VOR方位角

VOR方位角是指从飞机所在位置的磁北方向顺时针测量到飞机与VOR台连线之间的夹角。VOR方位也称电台磁方位。它是以飞机为基准来观察VOR台在地理上的方位，如右图飞机磁方位从VOR台的磁北方向顺时针测量到VOR台与飞机连线之间的夹角，叫飞机磁方位(见图）。它是以VOR台为基准来观察飞机相对VOR台的磁方位。

图11-1(3)方位角定义磁航向

磁航向是指飞机所在位置的磁北方向和飞机纵轴方向(机头方向)之间顺时针方向测量的夹角，如图相对方位角

飞机纵轴方向和飞机到VOR台连线之间顺时针方向测量的夹角，叫相对方位角，或称电台航向，如图所示。图11-1(4)方位角定义从上述4个角度的定义，可以得到如下的结论：VOR方位与飞机磁航向无关；只与飞机相对VOR台地理位置有关，如上左图所示。飞机磁方位和VOR方位相差180º，如上左图所示。VOR方位等于磁航向加相对方位，如上右图所示。二、VOR导航系统的用途

VOR系统在航空导航中的基本功能有两个方面。1．定位(position—fixing)

利用VOR设备定位有两种方法：VOR机载设备测出从两个已知的VOR台到飞机的磁方位角，便可得到两条位置线，利用两条位置线的交点便可确定飞机的地理位置。这种定位方法叫测角定位，即θ—θ定位，如下图（b）所示。VOR台通常和测距台(DME)安装一起（O点），利用VOR设备测量飞机磁方位角θ；利用DME测量飞机到VOR／DME台的距离r，确定飞机的地理位置。这种方法叫测角—测距定位，即r—θ定位/极坐标定位，如下图（a）所示。2．沿选定的航路导航(navigationalongestablishedairways)VOR台能够辐射无限多的方位线或称径向线(radial)，每条径向线表示一个磁方位角(磁北为基准零度)。驾驶员通过机上全向方位选择器OBS(omni-bearingselector)选择一条要飞的方位线，称预选航道。全方位选择器和预选航道指示VOR台方位线

飞机沿着预选航道可以飞向(To)或飞离(From)VOR台，以引导飞机沿预选航道飞往目的地。（1）飞机沿2250方位线飞向(To)VOR台-1；（2）飞机沿900方位线飞离(From)VOR台-1；（3）飞机沿2700方位线飞向(To)VOR台-2；（4）飞机沿450方位线飞离(From)VOR台-2；飞机沿3500预选航道飞向(To)VOR台；航道偏离指示器指出飞机偏离预选航道，应向左边飞行；航道偏离指示器指出飞机偏离预选航道，应向右边飞行；通过航道偏离指示器指出飞机偏离预选航道的方向(左边或右边)和角度，并指引飞机沿正确航道飞行到达目的地；三、VOR工作频率分配在现代飞机上，VOR导航系统的机载设备与仪表着陆系统(ILS)的航向信标(LOC)的机载设备的有些部分是共用的。

VOR／LOC工作频率范围从108.00—117.95MHz，频率间隔50kHz，共有200个波道。其中108.00—111.95MHz之间的频率，VOR／LOC共用，有40个波道分配给ILS系统的LOC，分配如下：

108.00——用于试验

108.05——VOR108.10——奇数100kHz波道及再加50kHz的波道用于LOC；

108.15配对下滑信标波道；

108.20——偶数100kHz波道及再加50kHz的波道用于VOR；

108.25∶111.90111.95

112.00——112～117.95MHz之间间隔为50KHz的所有频率均用于VOR波道

112.05∶117.90117.95

108.00MHz的频率没有分配给导航设备，留作试验用。也有一些波道(导航波段的低频率端)留作ILS的试验用，而不用于VOR。如果VOR／LOC接收电路共用的话，试验频率使用117.95MHz。机载接收机能够接收108.00—117.95MHz之间的所有波道，包括这些留作试验的频率。四、地面台的配置安装在机场的VOR台叫终端VOR台(TVOR)，使用108．00一111．95MHz之间的40个波道。发射功率约50W，工作距离25nmile。TVOR台之所以采用低功率发射，其一是不干扰在相同频率上工作的其他VOR台；其二，TVOR台位于建筑物密集的机场，多路径干扰严重影响VOR的精度，因此，只能用于短距离导航。

TVOR台通常和DME或LOC装在一起，VOR／DME台组成极坐标定位系统；VOR／LOC装在一起，利用和跑道中心延长线一致的TVOR台方位线，可以代替LOC对飞机进行着陆引导。

安装在航路上的VOR台叫航路VOR(enrouteVOR)，台址通常选在无障碍物的地点，如山的顶部。这样，因地形效应引起的台址误差和多路径干扰可以大大减小。

航路VOR使用112．00—117．95MHz之间的120个波道，发射功率200W，工作距离200nmile。

实际上，VOR台发射两个30Hz信号调制的射频信号。这两个30Hz信号，一个叫基准相位信号，另一个叫可变相位信号。基准相位信号相当于全方位光线，其相位在VOR台周围的各个方位上相同；可变相位信号相当于旋转光束，其相位随VOR台的径向方位而变。全向信标的工作原理：比较两个30赫调制信号的相位，即基准相位信号和可变相位信号的相位。飞机磁方位决定于基准和可变相位信号之间的相位差（相当于看到全方位光线和光束之间的时间差）。五VOR系统的基本原理

6.6导航仪表介绍

红色框中是甚高频接收机相当于收音机的调频，所不同的是操作方式。这里首先要在右边的备用频率中选好频率，然后按中间的转换键将备用频率与活动频率转换。

蓝色框中的是无线电测距仪需要注意的是并不是所有的VOR都具有测距功能，所以该仪器主要用来估算过台时间，和做DME弧飞行。测距仪测出的是飞机到VOR的直线距离，所以用该仪器估算过台时间时会大于实际值。绿色框内是VOR指示器上面那个指示NAV1频率所示的VOR的状态，同时兼有指示ILS功能；下面那个显示NAV2接收的VOR状态换句话说只有NAV1可以用来接收ILS（仪表着陆系统）频率。VOR指示器旁边还有个OBS钮，是用来选择您所要飞的VOR幅向的方向选择指示指示的