民航常用无线电导航设备 - 图文

民航常用无线电导航设备

简介

第一节 仪表着陆系统(Instrument Landing System — ILS)

仪表着陆系统由地面设备和机载设备组成。地面设备可以分为三个部分：航向信标台、下滑信标台、指点信标台或测距仪台。当测距仪成为仪表着陆系统的一部分时，其通常安装在下滑信标台。机载设备则包括相应的天线、接收机、控制器及指示器等。

1．地面设备的组成

① 航向信标：航向信标的主要作用是给进近和着陆的飞机提供对准跑道中心延长线航向道(方位)信息。

工作在VHF频段，频率范围为108.1~111.975MHz，每个频道之间的间隔为0.05MHz；并优先使用以MHz为单位的小数点后一位为奇数的那些频率点，例如109.7、110.3等；小数点后一位为偶数的那些频率点则分配给了全向信标。因此，航向信标只有40个频道可使用。

② 下滑信标：下滑信标的主要作用是给进近和着陆的飞机提供与地面成一定角度的下滑道(仰角)信息。

工作在UHF频段，频率范围为328.6~335.4MHz，每个频道之间的间隔为0.15MHz，其工作频道与航向信标的工作频道配对使用，因此也只有40个频道可供使用。

③ 指点信标：用于给进近和着陆的飞机提供距跑道入口固定点的距离信息。工作在VHF频段，固定频率为75MHz。

④ 测距仪：用测距仪代替指点信标时，能给进近和着陆的飞机提供至测距仪台或着陆点或跑道入口的连续距离。工作在L波段，频率范围为962~1215MHz。与ILS合用时，其工作频率与航向信标配对使用。

各台的典型位置如图1—1所示。

图1—1 ILS典型位置示意图

2．ILS的基本定义和性能类别 2.1．基本定义

调制度差(ddm)：较大音频信号对射频的调制度百分数减去较小音频信号对射频的调制度百分数的值。

航道线：在任何水平面内最靠近跑道中心线的ddm为零的各点的轨迹。

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航道扇区(航道宽度)：从航道线向两边扩展，到ddm为0.155(150微安)的各点轨迹所限制的区域。通常在跑道入口两边以105米(350英尺)为0.155ddm。最大航道扇区(航道宽度)不能超过6度。

位移灵敏度：测得的ddm与偏离适当基准线的相应横向位移的比率。

下滑道：跑道中心线的铅垂面上ddm为零的各点所组成的轨迹中最靠近地平面的那条轨迹。 下滑角：平均下滑道的直线与地平面之间的夹角。

下滑道扇区：从下滑道的铅垂面向上下两边扩展，到ddm为0.175(150微安)的各点轨迹所限定的区域。

角位移灵敏度：测得的ddm与从适当的基准线相对应的角位移的比率。

A点：在进近方向沿着跑道中心延长线、距跑道入口7400米(4海里)处测得的下滑道上的一点。

B点：在进近方向沿着跑道中心延长线、距跑道入口1050米(3500英尺)处测得的下滑道上的一点。

C点：下滑道直线部分在包含跑道入口的水平面上方30米(100英尺)高度处所通过的一点。 T点(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，下滑道直线向下延伸的部分通过此点。其高度通常为15米(50英尺)、容差＋3米。

D点：从跑道入口向航向信标方向前进900米(3000英尺)、在跑道中心线上方4米(12英尺)的那一点。

E点：从跑道终端向入口方向前进600米(2000英尺)、在跑道中心线上方4米(12英尺)的那一点。

以上各数据点位置如图1—2所示。

图1—2 仪表着陆系统各数据点示意图

2.2．性能类别

ILS的性能通常分为3种类别：Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。

在国际民用航空公约附件10《航空电信》中规定了详细的设备运用性能，其分为：

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Ⅰ类：在跑道能见距离不小于800米的条件下，以高的进近成功概率运用至60米的决断高度。如果在这点(60米高度)上仍看不到跑道，应决定复飞。

Ⅱ类：在跑道能见距离不小于400米的条件下，以高的进近成功概率运用至30米的决断高度。如果在这点上仍看不到跑道，应决定复飞。

ⅢA类：没有决断高度限制，当跑道能见距离不小于200米，在着陆的最后阶段凭外界目视参考，运用至跑道表面。

ⅢB类：没有决断高度限制，及不依靠外界目视参考，一直运用至跑道表面。随后在跑道能见度相当于跑道能见距离不小于50米的条件下，凭外界目视参考滑行。

ⅢC类：没有决断高度限制，一直运用至跑道面表，且不凭外界目视参考滑行。

3．地面设备的基本工作原理

3.1．航向信标和下滑信标的主要组成部分

航向信标和下滑信标主要由设备机柜、电源、天线信号分配箱、天线阵等组成，如图1—3、1—4、1—5所示。

图1—3 挪威NM7000型机柜及电源示意图

图1—4 航向信标12单元天线阵示意图 图1—5 M型下滑信标天线阵

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3.2．航向信标的基本要求 (1) 基本辐射信号

射频：在108.1~111.975MHz频段内某一固定的频率上工作。

用单一射频载波时，频率容差为±0.005%。

用双射频载波时，频率容差为±0.002%，并且所占用的额定频段应对称于指配的工作频率；两个载波频率间隔应大于5KHz、小于14KHz。

辐射水平极化波。

射频载波由90Hz和150Hz单音调制，90Hz + 150Hz调制的信号称为载波和边带波CSB；90Hz - 150Hz调制的信号称为纯边带波SBO。

在航道线上的调制度各为20%。在航道线左边(面对天线)，90Hz调制信号占优势，即一个信号的调制度大于另一个信号的调制度，称为调制度差，用ddm表示；在航道线右边150Hz调制信号占优势，如图1—6所示。

(2) 航道结构：如图1—7所示，航道结构的弯曲不能大于下列ddm值。

区 域 覆盖区边缘—A点 A点————B点 B点————C点 B点—基准数据点 B点————D点 D点————E点

图1—7 航道结构示意图

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图1—6 航向信标的基本辐射信号

Ⅰ类设备 0.031

从0.031线性降到0.015

0.015

Ⅱ类设备 0.031

Ⅲ类设备 0.031

从0.031 线性降到 0.005 0.005

0.005 线性增至0.01

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