《无人机载导航检测一体机技术要求》

ICS07.040

CCSA77

团体标准

T/BSSMx-xxxx

无人机载导航检测一体机技术要求

SpecificationofUAV-borneequipmentformicrowavelandingsystem

flightinspection

（征求意见稿）

2023-12-01

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

北京市测绘学会发布

T/BSSM×—××××

无人机载导航检测一体机技术要求

1范围

本文件规定了可搭载在无人机上的机场导航检测一体机的无人机平台要求、导航检测一

体机组成、功能要求、性能要求、通信接口与协议、结构与重量、供电与功耗、电磁兼容性、

环境适宜性、平均无故障时间、出厂测试要求和校准周期与方法。

本文件适用于使用无人机（包括固定翼、多旋翼、垂直起降复合翼飞行器等）机载的一

体机，对具有微波或精密测距台的军、民用机场进行导航检测。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期

的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改单）适用于本文件。

GJB151B军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量

GJB2598微波着陆系统机载设备通用规范

KJB13A航空无线电导航台站飞行校验规程

AC-86-TM-2016-01民用航空陆基导航飞行校验规范

IB-TM-2020-005基于固定翼/混合翼无人机的民用航空飞行校验系统技术要求

3术语和定义

GJB4882-2003界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

无人导航检测unmannedflightinspection

以无人机搭载导航信号检测设备，对机场无线电导航台站的飞行检查与评定，以确定其

是否符合KJB13A规定的测角、测距等指标要求和能否安全可靠地工作。

3.2

导航检测一体机MLSradionavigationsignalinspectionequipment

具有对机场微波着陆系统的导航信号进行检测的设备。

3.3

内场测试labtest

在实验室内进行的测试。

3.4

外场测试flighttest

在机场进行的飞行测试。

1

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4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

CMN：控制运动噪声（ControlMotionNoise）

DME：测距器（DistanceMeasuringEquipment）

DMEP：精密测距器（PrecisionDistanceMeasuringEquipment）

FA：最终进近（FinalApproach）；

IA：初始进近（InitialApproach）；

MLS：微波着陆系统(MicrowaveLandingSystem)

OCI：覆盖区外指示（Out-of-coverageindication）

PFE：路径跟踪误差（PathFollowingError）

5无人机平台要求

搭载导航检测一体机的无人机平台应满足以下要求：

a)抗风等级≥5级；

b)续航≥2h；

c)起飞高度≥海拔500m、升限高度≥海拔（升限是指相对距离，不能用海拔）3km；

d)飞控距离≥50km；

e)巡航速度：40-120km/h；

f)额定载荷≥7kg；

g)着陆定位精度优于1m；

h)具备按照航路规划自动飞行能力；

i)具备紧急情况自动返航、迫降功能；

j)按照IB-TM-2020-005规定的无人驾驶航空器平台的无人机飞行校验系统，装载小

型化、轻量化飞行校验系统，完成机场及航路设备的飞行校验。

2

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6导航检测一体机组成导航检测一体机由测角射频模块、测距射频模块、信号处理单元、

电源转换单元、微波测角天线、测距天线、配套馈线及连接电缆等组成，见图1。

注1：测角射频模块，根据控制指令实现对C波段天线的选择及接收射频信号的滤波、下变频、线性

放大等功能。

注2：测距射频模块，根据控制指令实现测距天线选择、收发分路、调制波形生成、激励信号调制、

导脉冲信号产生、发射射频信号功率放大以及接收射频信号带通滤波、低噪声放大等射频信号的预处

理等功能。

注3：信号处理模块，实现中频信号的A/D转换、数字信号处理、导航信号解算、控制指令产生及接

收等功能。

图1导航检测一体机组成示意图

7功能要求

导航检测一体机应具备以下功能：

a)对地面微波着陆/精密测距台的无线电信号（含OCI、导航台识别码、识别音、微

波着陆数据字）的采集、解调、解码以及对外数据传输等；

b)数据传输速率调整和周期数据发送频率调整；

c)供电异常告警、断电保护；

d)参数配置的功能，可对其工作波道、数据传输速率、周期数据发送频率等参数进行

实时配置；

e)参数配置自动保存功能，上电启动时按上次保存的配置工作；

f)具有可扩展性，可通过软件升级增加对机场的其他导航信号的检测功能。

3

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8性能要求

8.1微波技术指标

导航检测一体机对于微波信号的检测应满足以下指标：

a)工作频段：5031.0MHz~5090.7MHz；

b)波道号：500-699；

c)波道数：200个；

d)波道间隔：300KHz；

e)动态范围（带内）：-100dBm~-20dBm；

f)接收机灵敏度：<-100dBm；

g)邻道抑制：>60dB；

h)方位测量精度（在实验室标准信号源，信号电平在-20dBm~-70dBm范围内，概率

95%）：

1)-0.017°≤PFE≤0.017°；

2)-0.015°≤CMN≤0.015°。

i)仰角测量精度（在实验室标准信号源，信号电平在-20dBm~-70dBm范围内，概率

95%）：

1)-0.017°≤PFE≤0.017°；

2)-0.010°≤CMN≤0.010°。

j)天线指标：

1)频率范围：5031.00MHz~5090.70MHz；

2)天线增益：≥3dB；

3)驻波比：<2:1；

4)阻抗：50Ω；

5)极化方式：垂直极化；

6)方向：全向天线；

7)尺寸（不大于）：90mm×40mm×80mm。

8.2精密测距技术指标

导航检测一体机对于精密测距信号的检测应满足以下指标：

a)工作频段：962MHz~1213Mllz；

b)频率精度：优于2×10-6；

c)波道数：200个；

d)脉冲峰值功率：≥100W；

e)接收灵敏度：IA:-86dBm，FA:-76dBm；

f)动态范围：>72dB；

g)测量距离：>40km；

h)测距精度：（在实验室标准信号源条件下，概率95%）：

1)IA模式9km处，0°方位：-21m≤PFE≤21m，-15m≤CMN≤15m；

2)FA模式1.06km处，0°方位：-10m≤PFE≤10m，-10m≤CMN≤10m。

i)跟踪速度：>2km/s；

j)台站识别:具备对DMEP台站识别码和识别音的解码功能，具备对DME识别音解

码功能；

k)天线指标：

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1)频率范围：962.00MHz~1213.00MHz；

2)天线增益：≥2.5dB；

3)驻波比：<2:1；

4)阻抗：50Ω；

5)极化方式：垂直极化；

6)方向：全向天线；

7)尺寸（不大于）：90mm×40mm×80mm。

9通信接口与协议

导航检测一体机参数配置与数据输出接口为RS422，对外连接器型号和接点定义，可由

研制生产厂家定义。导航检测一体机参数配置与数据输出接口通信协议见附录A。

10结构与重量

导航检测一体机的重量应不大于1.5Kg；外部尺寸应不超过120mm×120mm×230mm。

11供电与功耗

导航检测一体机在9~30V直流供电下应正常工作；在24VDC额定供电条件下，常温工作

峰值功耗应不大于40W。

12电磁兼容性

导航检测一体机应满足GJB151B的电磁发射和敏感度要求。

13环境适应性

导航检测一体机应适应以下环境要求：

a)工作温度：-40°C~+55°C之间；

b)存储温度：-50°C~+70°C之间；

c)振动环境：在无人机振动环境下，可靠工作。

14平均无故障时间

导航检测一体机的平均无故障时间≥5000h。

15出厂测试要求

15.1内场测试

导航检测一体机的内场测试，分别使用内场信号模拟器、外场信号模拟器进行测试。

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15.1.1内场信号模拟器测试

内场信号模拟器主要用于测试导航检测一体机的角度和距离测量的精度是否符合设计

要求，导航检测一体机内场信号模拟器测试连接关系见图2。

15.1.1.1使用仪器

使用的仪器应为校准期内且具备微波/精密测距信号的模拟功能的内场导航信号模拟器。

15.1.1.2测试软件：

测量精度评估软件分别使用导航检测一体机研制厂家配套的软件和第三方测量精度评

估软件进行，两者测量结果应一致。

图2导航检测一体机内场信号模拟器测试连接关系

15.1.1.3MLS指标测试

对MLS指标按以下要求测试。

a)选择以下7个波道实施测试：

1)500波道、600波道、699波道；

2)500-600波道之间随机选取的2个波道；

3)600-699波道之间随机选取的2个波道。

b)按以下步骤实施灵敏度测试：

1)内场导航信号模拟器设置为MLS工作模式，内场导航信号模拟器射频信号电

平初始设置为-20dBm，并设置其他参数。使用测量精度评估软件检查导航检

测一体机的测量数据输出，检查各数据都正常解析，角度测量精度是否符合设

计要求；

2)内场导航信号模拟器射频信号电平降低1-5dBm并检查输出数据中是否有无

法解析的数据出现，角度测量精度是否符合设计要求；

3)当内场导航信号模拟器射频信号电平≥-70dBm时重复步骤2）直到导航检测

一体机输出数据中有无法解析的数据出现。

c)按以下步骤实施角度测量精度测试：

按上述b)规定的步骤，在模拟器射频信号电平在-20dBm~-70dBm范围内，每降低

5dBm，检查并记录导航检测一体机方位和仰角测量精度是否符合设计要求。

15.1.1.4DMEP指标测试

对DMEP指标按以下要求测试。

a)选择以下7个波道实施测试：

1)与500波道、600波道、699波道相对应的3个DMEP波道；

2)与500-600波道之间随机选取的2个波道相对应的DMEP波道；

3)与600-699波道之间随机选取的2个波道相对应的DMEP波道。

b)按以下要求实施测试：

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内场导航信号模拟器设置为DMEP工作模式，将内场导航信号模拟器射频信号电

平设置为-50dBm，并设置距离参数。使用测量精度评估软件检查导航检测一体机

测量数据输出，各数据都正常解析后，检查距离测量精度是否符合设计要求。

15.1.2外场信号模拟器测试

外场信号模拟器主要用于测试导航检测一体机包括天线馈线在内的设备功能是否符合

设计要求，导航检测一体机外场信号模拟器测试连接关系见图3。

图3导航检测一体机外场信号模拟器测试连接关系

15.1.2.1参数配置功能测试

对参数配置功能按以下要求测试。

a)选择以下7个波道实施测试：

1)500波道、600波道、699波道；

2)500-600波道之间随机选取的2个波道；

3)600-699波道之间随机选取的2个波道。

b)按以下步骤实施测试：

1)使用参数配置软件进行以下设置并发出控制命令：

-导航检测一体机串口数据传输速率；

-导航检测一体机输出数据帧频；

-导航检测一体机工作波道。

2)对以下内容进行测试：

-检查是否收到导航检测一体机的应答命令；

-使用显控软件观察导航检测一体机的输出数据是否在设置的参数下工作；

-将导航检测一体机断电后开机，检查导航检测一体机是否按关机前的参数

配置工作。

15.1.2.2MLS测量功能测试

对MLS测量功能按以下要求测试。

a)外场模拟器设置为MLS工作模式；

b)设置方位、仰角有关参数；

c)调整外场导航信号模拟器射频信号电平直至导航检测一体机能稳定输出方位、仰

角及各数据字测量值；

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d)检查导航检测一体机角度测量功能是否正常。

15.1.2.3DMEP测量功能测试

对DEMP测量功能按以下要求测试。

a)外场导航信号模拟器设置为DMEP工作模式；

b)设置距离参数；

c)调整外场导航信号模拟器射频信号电平直至导航检测一体机可以稳定输出距离

测量值；

d)检查导航检测一体机距离测量功能是否正常。

15.2外场测试

导航检测一体机完成内场测试后应进行外场测试，进一步测试与验证导航检测一体机是

否满足飞行检测的要求。

外场测试应选择在1-3个月内完成过有人机飞行检测的机场微波导航台进行。

按照KJB13A、GJB2598和AC-86-TM-2016-01规定的检测科目与检测飞行航路，对机场微

波导航台进行飞行检测，出具检测报告，并将该报告与有人机飞行检测的报告进行比对。

16校准周期与方法

导航检测一体机的校准周期为18个月，当出现设备导出数据异常、设备故障维修或改装

后、常期脱离实验室控制的仪器设备在恢复使用前、仪器设备经过运输和搬迁等特殊情况下，

应在飞行检测前进行一次内场测试，将导航检测一体机校准。

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附录A

（资料性）

导航检测一体机通信接口与协议

A.1通信接口

导航检测一体机与控制设备之间，通过RS422接口，传输控制命令、命令应答、周期数

据、台站识别数据等四种数据帧。

A.2数据传输关系

导航检测一体机与数据采集装置或控制设备之间的数据传输关系见图A.1所示。

图A.1导航检测一体机与控制设备数据传输关系

A.3通信接口配置

通信接口配置见表A.1。

表A.1导航检测一体机通信接口配置

序号配置项配置参数

1波特率9600bps/19200bps/38400bps/115200bps

2起始位1bit

3数据位8bit

4停止位1bit

5校验位无校验

6数据传输低字节先发送的小端模式

A.4数据帧类型

微波着陆数据帧类型见表A.2。

表A.2微波着陆数据帧类型

序号数据帧名称更新率备注

1控制命令/控制设备→导航检测一体机

2命令应答/导航检测一体机→控制设备

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表A.2微波着陆数据帧类型（续）

序号数据帧名称更新率备注

3周期数据1Hz/5Hz/10Hz/20Hz/40Hz导航检测一体机→控制设备

4台站识别/导航检测一体机→控制设备

A.5控制命令帧格式

控制命令帧格式见表A.3。

表A.3控制命令帧格式

偏移字节名称数据类型说明

0uint80x

固定值，用于识别数据帧起始，可自

1uint80x

帧头行定义。

2uint80x

3帧长度uint8本数据帧字节长度，固定值0x0C

0：参数查询

1：设置工作模式

4设置命令uint82：设置波道

3：设置数据速率

4：设置周期数据频率

5工作模式uint81：MLS

偏置：500，分辨率：1

6MLS波道号uint8

DMEP波道根据MLS波道设置进行配置。

TACAN波道取值范围：1~126

7uint8

号分辨率：1

1：X

8X/Yuint8

2：Y

1：9600bps

设置数据速2：19200bps

9uint8

率3：38400bps

4：115200bps

1：1Hz

2：5Hz

设置周期数

10uint83：10Hz

据频率

4：20Hz

5：40Hz

11校验uint8前面所有字节求和取低8位

A.6应答命令帧格式

应答命令帧格式见表A.4。

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表A.4应答命令帧格式

偏移字节名称数据类型说明

0uint80x

固定值，用于识别数据帧起始，可自

1uint80x

帧头行定义。

2uint80x

3帧长度uint8本数据帧字节长度，固定值0xA5

0：参数查询

1：设置工作模式

4设置命令uint82：设置波道

3：设置数据速率

4：设置周期数据频率

5工作模式uint81：MLS

偏置：500，分辨率：1

6MLS波道号uint8

DMEP波道根据MLS波道设置进行配置。

1：X

8X/Yuint8

2：Y

1：9600bps

设置数据2：19200bps

9uint8

速率3：38400bps

4：115200bps

1：1Hz

2：5Hz

设置周期

10uint83：10Hz

数据频率

4：20Hz

5：40Hz

软件版本

11号（BCDuint32

码）

硬件版本

15号（BCDuint32

码）

19校验uint8前面所有字节求和取低8位

A.7MLS周期数据帧格式

MLS数据周期格式见表A.5。

表A.5MLS周期数据格式

偏移字节名称数据类型说明

0uint80x

固定值，用于识别数据帧起始，可自行定

1uint80x

帧头义。

2uint80x

3帧长度uint8本数据帧字节长度，固定值0x

4波道号uint8偏置：500，取值范围：0~199，分辨率：1

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偏移字节名称数据类型说明

5帧计数uint80~255循环计数，用于判断数据帧连续性。

表A.5MLS周期数据格式（续）

偏移字节名称数据类型说明

表示形式：补码

取值范围：-62~62

6方位int16

步进：0.01

数据单位：度（°）

表示形式：补码

取值范围：-1.5~29.5

8仰角int16

步进：0.01

数据单位：度（°）

取值范围：0~40000

10DMEP距离uint16步进：1

数据单位：米（m）

表示形式：补码

方位天线取值范围：-100~0

12int8

信号强度步进：1

数据单位：分贝毫瓦（dBm）

表示形式：补码

仰角天线取值范围：-100~0

13int8

信号强度步进：1

数据单位：分贝毫瓦（dBm）

表示形式：补码

DMEP天线取值范围：-100~0

14int8

信号强度步进：1

数据单位：分贝毫瓦（dBm）

15回答概率uint8取值范围：0~100

bit1~0方位状态，0：无效，1：有效，2：OCI

16数据状态uint8bit3~2仰角状态，0：无效，1：有效，2：OCI

bit5~4距离状态，0：搜索，1：跟踪，3：记忆

进场方位取值范围：0~6300

17到跑道入uint16步进：100

口距离数据单位：米（m）

进场方位取值范围：0~62

19覆盖区负uint8步进：2

界限数据单位：度（°）

进场方位取值范围：0~62

20覆盖区正uint8步进：2

界限数据单位：度（°）

21余隙类型uint80：脉冲余隙

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偏移字节名称数据类型说明

1：扫描余隙

基本数据0：无更新

22字1数据状uint81：有效，数据更新

态2：校验错，数据不更新

表A.5MLS周期数据格式（续）

偏移字节名称数据类型说明

22+n……基本数据字1数据可自行定义

基本数据0：无更新

22+n+1字2数据状uint81：有效，数据更新

态2：校验错，数据不更新

22+2n……基本数据字2数据可自行定义

基本数据0：无更新

22+2n+1字3数据状uint81：有效，数据更新

态2：校验错，数据不更新

22+3n……基本数据字3数据可自行定义

基本数据0：无更新

22+3n+1字4数据状uint81：有效，数据更新

态2：校验错，数据不更新

22+4n……基本数据字4数据可自行定义

基本数据0：无更新

22+4n+1字5数据状uint81：有效，数据更新

态2：校验错，数据不更新

22+5n……基本数据字5数据可自行定义

基本数据0：无更新

22+5n+1字6数据状uint81：有效，数据更新

态2：校验错，数据不更新

22+6n……基本数据字6数据可自行定义

辅数据字0：无更新

22+6n+1A1数据状uint81：有效，数据更新

态2：校验错，数据不更新

22+7n……辅数据字A1数据可自行定义

辅数据字0：无更新

22+7n+1A2数据状uint81：有效，数据更新

态2：校验错，数据不更新

22+8n……辅数据字A2数据可自行定义

辅数据字0：无更新

22+8n+1A3数据状uint81：有效

态2：校验错，数据不更新

22+9n……辅数据字A3数据可自行定义

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偏移字节名称数据类型说明

辅数据字0：无更新

22+9n+1A4数据状uint81：有效，数据更新

态2：校验错，数据不更新

0x00无OCI

OCI告警指0x01左OCI

22+9n+2uint8