飞机导航系统成都航空航空电子设备维修专业教研室96课件

飞机导航系统

成都航空职业技术学院航空电子设备维修专业教研室第12讲测距系统1.功用及原理基本概念功用系统组成1.1基本概念英文缩写：DME测量参数：斜距斜距与水平距离斜距R飞行高度H水平距离R0DME信标（应答器）DME机载系统（询问器）

若

<8（H<<R），则R

R0，其误差不会超过1％；在飞行的绝大部分时间内，都满足

<8（H<<R）。1.2功用基本功能定位以及区域导航引导进近引导基本功能测量视线距离视线距离--飞机到地面测距信标台之间的斜距视线距离与水平距离的误差--取决于飞机到地面台的距离及飞机的高度斜距R飞行高度H水平距离R0DME信标（应答器）DME机载系统（询问器）

定位以及区域导航引导ρ-θ定位ρ-ρ（或ρ-ρ-ρ）定位VOR/DME区域导航引导DME/DME区域导航引导N

MLALBVOR/DME

定位

定位DME-CMrArBrCLALBLCDME-ADME-B利用DME/DME或VOR/DME实行区域导航进近引导利用VOR/DME实施近进DME台R=常数飞行等待避开保护空域1.3系统组成地面测距信标台机载测距机（机载询问器）定时器编码器发射机接收机译码器距离计算指示器I接收机译码器延时器编码器发射机机载询问器地面应答器A询问RF信号应答RF信号BCDEFGHJA图片说明：DME信标常与DVOR信标合装在同一台站，但DME信标也可与ILS的下滑信标合装。图中表示的是DME信标与DVOR信标合装的情况，在圆周上布置的天线为DVOR天线，而直立的是DME信标的天线。2.基本原理询问与应答视线距离计算询问信号的重复频率询问飞机数量与应答脉冲对“噪声填充脉冲”对“噪声填充脉冲”对数量的控制询问脉冲对信号的触发工作频率2.1询问与应答询问--机载测距机通过无方向性天线向地面台发射射频脉冲对信号，即“询问”信号。应答--地面测距信标台接收到“询问”信号后，经过50μs的延迟，触发地面测距台的发射机产生相应的“应答”射频脉冲对信号（通过地面测距台天线）向空间辐射。定时器编码器发射机接收机译码器距离计算指示器I接收机译码器延时器编码器发射机机载询问器地面应答器A询问RF信号应答RF信号BCDEFGHJA2.1询问与应答询问--机载测距机通过无方向性天线向地面台发射射频脉冲对信号，即“询问”信号。应答--地面测距信标台接收到一定数量“询问”信号后，经过50μs的延迟，触发地面测距台的发射机产生相应的“应答”射频脉冲对信号（通过地面测距台天线）向空间辐射。3.5

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s询问脉冲对应答脉冲对询问脉冲对应答脉冲对Y波道X波道2.2视线距离计算计算电路计算飞机到地面测距信标台之间的视线距离（斜距）RR=?距离以数字的形式显示/单位是海里时间以微秒计算/距离以海里计算，则得电波往返1nm所经历的时间斜距R飞行高度H水平距离R0DME信标（应答器）DME机载系统（询问器）

若

<8（H<<R），则R

R0，其误差不会超过1％；在飞行的绝大部分时间内，都满足

<8（H<<R）。2.3询问信号的重复频率询问脉冲对信号询问脉冲对信号的重复频率：1000~2700对/秒询问脉冲对信号重复频率的是否恒定不变？询问脉冲对信号的重复频率是如何变化的？3.5

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s询问脉冲对应答脉冲对询问脉冲对应答脉冲对Y波道X波道一般应能同时为100架飞机的测距机提供应答信号2.4询问飞机数量与应答脉冲对地面测距信标台有效作用范围询问飞机数量变化→应答重复频率变化；询问飞机少应答少询问飞机无无需应答询问飞机多需产生很密集的应答脉冲对并有可能致使地面信标发射机过载信标台发射机发射的脉冲对信号重复频率为什么要基本保持不变？保持最佳工作状态！以满负荷为标准，规定信标台发射机发射的脉冲对重复频率是多少？

在询问飞机数量变化时，如何保证信标发射机的脉冲对重复频率基本保持不变？2.5“噪声填充脉冲”对

测距信标台采用接收机噪声来触发发射机产生附加的脉冲对信号，即为断续发射的脉冲对，也称“噪声填充脉冲”对。前述问题：在询问飞机数量变化时，如何保证信标发射机的脉冲对重复频率基本保持不变？借助于“噪声填充脉冲”对信号，是否能够给出一个解决前述问题的思路？新问题：如何控制“噪声填充脉冲”对信号的数量？用什么去控制“噪声填充脉冲”对数量？如何实现“噪声填充脉冲”对数量的控制？2.6“噪声填充脉冲”对数量的控制用询问脉冲对数量X控制“噪声填充脉冲”对数量YX增加→Y减少→保持X+Y不变X减少→Y增加→保持X+Y不变用询问脉冲对数量控制信标接收机的灵敏度无飞机询问时接收机灵敏度最高“噪声填充脉冲”对信号数量最多询问飞机数量增加时接收机灵敏度降低“噪声填充脉冲”对信号数量减少满负荷询问时接收机灵敏度最低“噪声填充脉冲“对信号数量最少询问飞机超负荷怎么办？信标接收机灵敏度进一步降低信标发射机只能维持规定容量（满负荷）的应答重复频率较远飞机询问器发出的信号较弱，不能正常应答和测距。2.7询问脉冲对的触发信标台有效作用范围内无飞机询问时的触发信标台有效作用范围内有飞机询问时的触发机载询问器在正常工作方式时，进入地面测距信标台有效作用范围后，必须在接收到一定数量的地面测距信标发射的脉冲对信号，才能产生并发射询问脉冲对信号。2.8应答抑制应答抑制测距信标台在收到一次询问脉冲对后，使信标接收机抑制一段时间，一般为60us抑制期间，信标台不能接受询问脉冲2.9识别信号测距信标台的识别信号以莫斯电码发射三个字母的识别信号3.使用频率及信号格式工作频率X波道与Y波道波道数脉冲编码格式询问频率与应答频率的对应关系DME/VOR/ILS配对调谐关系3.1工作频率询问频率范围：1025-1150MHz询问频率间隔：1MHz波道数：126个应答频率范围：比询问频率高或低63MHz，即962-1213MHz；工作频率范围：962-1213MHz询问与应答信号均为脉冲对信号3.2X波道与Y波道脉冲对信号按脉冲对间隔不同分为X波道和Y波道工作波道总数：126×2=252个脉冲宽度：X波道与Y波道均为3.5µs信号格式X波道的询问与应答脉冲对的脉冲间隔均为12µsY波道的询问脉冲对脉冲间隔：36µsY波道的应答脉冲对脉冲间隔：30µs3.5

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s询问脉冲对应答脉冲对询问脉冲对应答脉冲对Y波道X波道3.3询问频率与应答频率的对应关系DME共有252个波道126个X波道：1X，2X，……，126X126个Y波道：1Y，2Y，……，126Y52个波道（1~16X/Y，60~69X/Y）通常不用DME只使用252个波道中的200个波道DME与VOR、ILS配对调谐52个波道不被使用的原因是：VOR有160个波道，ILS有40个波道，它们一共只有200个波道；为了避免DME与SSR之间可能产生的相互干扰-SSR的询问RF频率为1030MHz（69Y），应答RF频率为1090MHz（3Y）。YXX126个X波道：1X，2X，……，126X126个Y波道：1Y，2Y，……，126YDME共有252个波道，但有52个波道（1~16X/Y，60~69X/Y）通常不用。对于第N（N=1,2,……,126）波道

X波道

f询问=1025+（N1）MHz，1N63

f应答=f询问63MHzY波道

f询问=1025+（N1）MHz，1N63

f应答=f询问+63MHz

X波道

f询问=1025+（N1）MHz，64N126

f应答=f询问+63MHzY波道

f询问=1025+（N1）MHz，64N126

f应答=f询问63MHz

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s询问脉冲对应答脉冲对询问脉冲对应答脉冲对Y波道X波道高斯包络询问/应答RF脉冲对3.4

脉冲编码格式（1）上升时间：tr=2.50.5s

下降时间：tf=2.50.5s

脉冲宽度：

=3.50.5s

脉冲对间隔询问X波道120.5s

询问Y波道360.5s

应答X波道120.5s

应答Y波道300.5s

3.4

脉冲编码格式（2）3.5DME/VOR/ILS配对调谐关系1-16X/Y和60-69X/Y不作为DME波道使用VOR频率十分位是“0”时：配对DMEX波道VOR频率十分位是“5”时：配对DMEY波道第十九讲测距系统（二）4.机载测距系统系统组成询问器工作原理询问器工作状态及转换应答抑制新型DME工作方式4.1系统组成系统框图系统组成询问器天线显示器VHFNAV控制盒天线L波段刀形天线安装位置互换性与ATC询问器核心部件:收发机+距离计算电路（计数器）发射机：产生射频脉冲对询问信号接收机：接收并处理高频应答脉冲对信号接收1350Hz音频识别信号并输出至飞机音频系统距离计算电路：计算视线距离计算结果送指示器显示计算结果送其他系统VHFNAV控制盒控制盒与VOR/ILS共用配对选择和调谐选定VOR或LOC频率后，机载DME的工作频率即同时被配对选择和调谐。显示器RDMIEHSIND和PFD视线距离显示4.3DME工作状态及转换工作状态自动等待搜索预跟踪（有的设备不存在该状态）跟踪记忆不同设备的状态转换参数可能会有差别工作状态及其转换准则基本相同自动等待询问器处于自动等待状态时的工作状况不发射询问信号仅接收地面台辐射的信号自动等待转为搜索状态的条件当1s钟内所接收到的应答脉冲对数量超过650（或450）时DME信标ABCD搜索询问器在不断发射询问信号的过程中，搜寻应答器对自己询问的应答信号，并初步确定这一应答信号相对于发射时刻的时间间隔的过程；搜寻时间一般小于1s；在搜寻阶段，距离指示器不给出距离读数。DME信标ABCD预跟踪询问-接收识别过程同搜索询问频率同搜索状态持续时间：4S微调距离波门提供有效距离信息跟踪

随着飞机与地面台之间距离的变化，询问器能够自动跟踪应答器对自己的应答信号，得到连续的距离读数。记忆

距离计算电路根据信号丢失前已知的距离变化率连续更新距离读数。搜索状态跟踪状态状态记忆超过了记忆时间（4~12s）

在记忆期（4~12s）内重新