仪表着陆系统

1、航空无线电导航,仪表着陆系统,周阿荣,2006,年,3,月,仪表着陆系统,?,基本概念,?,工作原理,?,名词术语,?,航向信标、下滑信标、指点信标,?,计算公式,?,地面调试,?,飞行校验,基本概念,仪表着陆系统,?,航向信标台,LLZ,?,下滑信标台,GP,?,中指点标台和外指点标台,MM OM,?,必要时可增加内指点标台,IM,?,也可以用测距设备替代指点信标,仪表着陆系统,?,仪表着陆系统的作用,仪表着陆系统向正在进行着陆过程中的,航空器提供着陆引导信息，包括航向道,信息，下滑道信息和距离信息。,航向道信息，对准跑道中心线,下滑道信息，沿,3,度角下降,距离信息，告知到跑道入口的距离,

2、仪表着陆系统,LLZ,GP,MM,OM,进近方向,跑道,仪表着陆系统,?,仪表着陆系统的类别：,类仪表着陆系统，在能见度为,800,米,时，保障航空器到距地面,60,米的高度,类仪表着陆系统，在能见度为,400,米,时，保障航空器到距地面,15,米的高度，,即到跑道入口,类仪表着陆系统,，在能见度为,0,米时，,保障航空器到跑道的地面，,仪表着陆系统,?,机场运行类别和仪表着陆系统的类别,机场运行达到类，相应的仪表着陆系,统必须达到类标准。,仪表着陆系统达到类标准，还需其他,设施或项目,(,如,:,灯光；围界；运行程序等,),达到类标准，机场才能达到类运行,标准，这是系统工程。,仪表着陆系统,

3、?,我国现有仪表着陆系统的情况,现有仪表着陆系统,100,套，在,80,个机场。,类仪表着陆系统,3,套，首都机场，,虹桥机场，白云机场,类仪表着陆系统,1,套，上海浦东机场。,其他均为类仪表着陆系统,工作原理,工作原理,?,国际民航组织标准：比幅制,?,工作原理：比较两个音频信号的调制度，,90,赫和,150,赫,?,在航道上，,90,赫和,150,赫的调制度相等，,他们之间的调制度差为,0,。,?,偏离航道，出现调制度差，偏离越多，,调制度差越大,工作原理,?,当面对航向天线或下滑天线时,对于航向：航道右侧,M,150, M,90,航道左侧,M,90, M,150,对于下滑：下滑道上方,M

4、,90, M,150,下滑道上方,M,150, M,90,?,在航道或下滑道上，,M,90,= M,150,工作原理,?,发射的信号：,CSB,和,SBO,?,CSB,信号：载波加边带波，调制信号为,90 + 150,赫，发射机调制,?,SBO,信号：纯边带波，载波抑制。调制,包络为,90,150,赫，空间调制,?,调制度差是所有,CSB,和,SBO,信号的,90,赫,和,150,赫分量的叠加或相减,CSB,150,90,90+150,90+150,波形图,CSB,射频信号,CSB,信号频谱,SBO,90,150,波形图,SBO,射频信号,SBO,信号频谱,150,90,90,150,工作原理

5、,?,CSB,和,SBO,信号场型,航向信标,M,150Hz, M,90Hz,M,150Hz,M,90Hz,工作原理,?,CSB,和,SBO,信号场型,下滑信标,M,150Hz, M,90Hz,M,150Hz,M,90Hz,工作原理,?,运用矢量概念,名词术语,名词术语,?,角位移灵敏度,调制度差与偏离适当基准线的相应角位移的比率。,?,反向航道扇区,位于航向信标台与跑道所在反向相反方向上的航道扇,区。,?,航道线,在任何水平面内最靠近跑道中心线的调制度差为零的,点轨迹。,名词术语,?,航道扇区,在包含航道线的水平面内，最靠近航道线的调制度差,为,0.155,的各点轨迹所限制的扇区。,?,调制

6、度差,较大信号的调制度百分比减去较小信号的调制度百分,比，再除以,100,。,?,位移灵敏度,（航向）,测得的调制度差与偏离适当基准线的相应横向位移的,比率。,名词术语,?,类设施性能的仪表着陆系统,从仪表着陆系统覆盖区边缘到航向信标的航道和下滑,信标的下滑道在高度不大于,60,米，从跑道入口水平面,量起而相交的一点，能提供引导信息的仪表着陆系统,。,?,类设施性能的仪表着陆系统,从仪表着陆系统覆盖区边缘到航向信标的航道和下滑,信标的下滑道在高度不大于,15,米，从跑道入口水平面,量起而相交的一点，能提供引导信息的仪表着陆系统,名词术语,?,类设施性能的仪表着陆系统,借助必要的辅助设备，从仪表

7、着陆系统覆盖区边缘到,跑道表面能提供引导信息的仪表着陆系统。,?,前向航道扇区,位于航向信标台与跑道相同一侧的航道扇区。,?,半航道扇区,包含航道线的水平面内，由靠近航道线的,DDM,等于,0.0775,的各点轨迹所限定的扇区。,名词术语,?,下滑道,在包含下滑道的垂直面内，由靠近水平面的,DDM,等,于零的各点轨迹。,?,下滑角,平均下滑道的直线与水平面之间的角度。,?,下滑道扇区,包含下滑道的垂直面内，由靠近下滑道的,DDM,等于,0.175,的各点轨迹所限定的扇区。,名词术语,?,半下滑道扇区,包含下滑道的垂直面内，由靠近下滑道的,DDM,等于,0.0775,的各点轨迹所限定的扇区,?,

8、ILS “A”,点,在进近方向，沿着跑道中心延长线，距跑道入口,7.5,公里处测得的下滑道上的一点。,名词术语,?,ILS “B”,点,在进近方向，沿着跑道中心延长线，距跑道入口,1050,米处测得的下滑道上的一点。,?,ILS “C”,点,标称下滑道直线部分在包含跑道入口的水平面上方,30,米高度处所通过的一点。,名词术语,?,ILS “D”,点,在跑道中心线上方,4,米、距跑道入口向着航向信标的,方向,900,米的一点。,?,ILS,基准数据点,位于跑道中心线与跑道入口交叉处垂直上方规定高度,上的一点，,ILS,下滑道直线向下延伸的部分通过这点。,航向信标,航向信标,?,航向信标向正在着陆

9、航空器提供对准机,场跑道中心线的信息。,?,航向信标台位于机场跑道的终端之外，,一般距终端,300,米，要符合机场端净空要,求。,?,工作频率在甚高频频段。,航向信标,?,航向信标发射由,90,赫和,150,赫调幅的,甚高频信号。,?,航空器收到航向信标的甚高频信号，解,调出,90,赫和,150,赫，比较其幅度，在,仪表上显示出航空器相对于跑道中心线,的位置。,仪表着陆系统,航空器在跑道中心线和下滑道上,航空器在跑道中心线左侧,航空器在跑道中心线右侧,航向信标台,下滑信标台,航向信标,?,航向信标的天线单元,对数周期天线，前后比,28,分贝,?,航向信标的天线阵,宽孔径航向信标，天线单元数量少

10、，辐,射波瓣宽，易受跑道两侧障碍影响。,窄孔径航向信标，天线单元数量多，辐,射波瓣窄，不易受跑道两侧障碍影响。,航向信标,宽孔径,窄孔径,航向信标,?,双频制航向信标,余隙发射机和航道发射机的频率有偏差,余隙发射机产生天线场余隙信号,余隙信号的反射信号，对航道信号的影,响减小，航道稳定。,?,不同的航向信标对场地要求、投资、保,障的类别都不同，要因地制宜的采用,航向信标,射频振荡,90/150,产生,调制,/,放大,射频分配,CSB,SBO,航,向,天,线,阵,90,150,90-150,108,118,兆赫,航向信标性能要求,?,覆盖,10,度扇区内：,46,公里,10,度到,35,度两侧扇

11、区内：,31,公里,?,频率稳定度,0.005,%,?,航向准确度,在基准数据点，平均航道偏离跑道中心线的允许位移,量：,类，,10.5,米，,类，,7.5,米。,航向信标性能要求,?,航道位移灵敏度,对于类和类仪表着陆系统,在基准数据点的位移灵敏度,0.00145DDM,/,米。,在基准数据点左右,105,米处，航道位移量应该是,0.155DDM,17%,。,从航道到航道两侧,DDM,为,0.18,的范围内，角位移和,DDM,的增加成线性关系。从这个角度之后到,10,度，,DDM,不能小于,0.18,。,10,度到,35,度，,DDM,不能小于,0.155,。,航向信标性能要求,?,航道结构

12、,航道弯曲不能超过以下要求：,覆盖区边缘到,A,点：,0.031 DDM,。,A,点到,B,点,:,类,从,0.031DDM,线性下降到,0.015DDM,类,从,0.031DDM,线性下降到,0.005DDM,B,点到,C,点：,类,0.015DDM,类,0.015DDM,?,识别信号,音频,1020,赫,50,赫,调制度,5 %,到,15 %,仪表着陆系统的航向天线阵,下滑信标,下滑信标,?,下滑信标向正在着陆的航空器提供的信,息，能使航空器沿着一定的下滑道（,3,度,下滑角）安全地降落道跑道上。,?,下滑信标台位于机场跑道中心线的一侧，,一般距中心线,120,米。,?,工作频率在特高频频

13、段。,下滑信标,?,下滑信标发射由,90,赫和,150,赫调幅的特高,频信号。,?,航空器收到航向信标的特高频信号，解,调出,90,赫和,150,赫，比较其幅度，在航空,器的仪表板上显示出航空器相对于下滑,道的位置。,航向信标台,下滑信标台,航空器在跑道中心线和下滑道上,航空器在下滑道上方,航空器在下滑道下方,下滑信标原理图,下滑信标,?,不同制式的下滑信标,零基准下滑信标，场地的要求严,边带基准下滑信标，用于特殊的场地,扑获效应下滑信标是双频制，降低地面,障碍物反射的影响，用于复杂地形,?,不同的下滑信标对场地要求、投资、保,障的类别都不同，要因地制宜的采用,下滑信标,零基准下滑信标,扑获效

14、应下滑信标,下滑信标,射频振荡,90/150,产生,调制,/,放大,射频分配,CSB,SBO,90,150,90-150,328,335,兆赫,下天线,上天线,中天线,扑获效应下滑信标天线阵,零基准下滑信标,下滑信标性能要求,?,覆盖,下滑道左右两侧,8,度，上至地平面上,1.75,，下至地,面上,0.45,的扇区内，距基准数据点,18,公里。,?,频率稳定度,0.005,%,?,下滑角,3,度，,0.075,在基准数据点，下滑道的高度：,15,米,+ 3,米,下滑信标性能要求,?,标称角位移,类设备,在下滑道上、下角位移分别为,0.07,和,0.14,之间,的标称角位移灵敏度为,0.0875

15、DDM,类设备,在下滑道上面,0.12,+ 0.2,-,0.5,，,下面,0.12,0.2,处，标称角位移灵敏度为,0.0875DDM,下滑信标性能要求,?,下滑道结构,类设备,覆盖区边缘到,C,点：,0.035 DDM,。,类设备,覆盖区边缘到,A,点：,0.035 DDM,。,A,点到,B,点：从,0.035 DDM,线性下降到,0.023 DDM,B,点到基准数据点：,0.023 DDM,珠海机场仪表着陆系统下滑信标的天线系统,下滑信标的天线系统和机柜,维护人员在维护天线系统,右图：维护航向天线,下图：维护下滑天线,指点信标,指点信标,?,指点信标向正在着陆的航空器提供到跑,道入口的距离

16、,?,指点信标位于跑道入口以外，一般距入,口,1000,米（中指点信标）和,7000,米,（外指点信标）。,?,指点信标的工作频率为,75,兆赫。,指点信标,?,指点信标的发射载波分别由,1300,赫（中,指点信标）和,400,赫（外指点信标）。,?,指点信标的键控识别信号分别是点划相,间和划。,?,航空器收到指点信标的信号，从识别的,调制频率和键控可以判断出航空器距离,跑道入口的距离。,避雷针,指点信标发射天线,指点信标性能要求,?,覆盖范围,中指点信标：,300,米,100,米,外指点信标：,600,米,200,米,?,工作频率,75,兆赫,0.01,%,?,调制频率,中指点信标：,130

17、0,赫,外指点信标：,400,赫,?,识别信号,中指点信标：点和划连续交替,外指点信标：连续拍发每秒两划,计算公式,航向计算公式,?,航道宽度,105,= 2 arc tg,d,1,+ d,2,其中：,航道宽度，航道左右,DDM,为,0.155,所限制,的扇区角，以角度表示,d,1,跑道长度，米,d,2,航向天线到跑道终端的距离长度，米,下滑计算公式,?,下滑天线位置,H + Y,D,=,tg(,+,),其中：,D,下滑天线距入口的内撤距离,H,下滑道在跑道入口处的高度，,15,米,Y,在入口，跑道面和下滑反射面的高差,下滑角，,3,度,下滑反射面的纵向坡度角,下滑计算公式,?,下滑天线挂高,

18、（零基准下滑）,246,H,1,=,H,2,= 2 H,1,f,0,sin,其中：,H,1,下天线高度，,H,2,上天线高度,下滑角，,=,0,+,0,标称下滑角,，,3,度,下滑反射面坡度角,f,0,下滑发射机工作频率,下滑计算公式,?,下滑天线偏移,（零基准下滑）,2,2,（,H,2,+ H,1,）,12,=,2 d,其中：,偏移量，上天线向跑道偏移, /2,下天线向偏离跑道, /2,H,1,下天线高度,H,2,上天线高度,d,下滑天线到跑道中心线的距离,地面调试,地面调试,?,准备工作,检查航向天线的安装是否水平或垂直,检查设备的线路连接是否正确、牢靠,检查电源电压是否稳定，正常,检查机

19、房温度是否正允许范围内,准备,90,度线，必要时使用矢量电压表检查,检查电源器，调整电源器输出到额定值,地面调试,?,航向发射机调试,1.,CSB,输出功率调整,2.,SBO,输出功率调整（预置）,SBO,输出功率确定航道宽度,SBO,功率应保持在上次校验的数值,增加,SBO,输出功率，航道宽度减小,地面调试,3.,音频相位调整,地面调试,4.,调制平衡调整,地面调试,5.,90,赫和,150,赫调制度调整,90,赫和,150,赫调制度各为,20,6.,边带波调制度调整,SBO,调制度,为,100,地面调试,7.,边带波均衡调整,8.,识别信号调整,地面调试,?,航向相位调整,目的：得到最佳的,CSB,和,SBO,相位关系,1.,在,SBO,通道中加入一根,90,度线。,2.,在跑道入口处使用,PIR,测量,DDM,，调,节相应器件，使,DDM,为,0,。,3,.,去掉,90,度线。,地面调试,?,航向航道宽度调整,1