仪表着陆系统原理.ppt
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1、仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理导航的概念:所谓导航就是将飞行器或舰船从导航的概念:所谓导航就是将飞行器或舰船从一地引导到另一地的控制过程。一地引导到另一地的控制过程。导航分为无线电导航、惯性导航、天文导航、导航分为无线电导航、惯性导航、天文导航、多普勒和仪表导航等,方法上来看主要是测多普勒和仪表导航等,方法上来看主要是测角和测距。角和测距。ILS(Instrument Landing System)ILS(Instrument Landing System)仪表着陆仪表着陆系统是国际范围内被广泛运用于航空器进近系统是国际范围内被广泛运用于航空器进近和着陆的一种辅助导航设备。这个系统主要和着陆
2、的一种辅助导航设备。这个系统主要由航向台、下滑台和一系列的指点标构成。由航向台、下滑台和一系列的指点标构成。指点标有指点标有Outer marker,Middle markerOuter marker,Middle marker在一在一些特殊情况下也包含些特殊情况下也包含Inner markerInner marker。仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理仪表着陆系统工作的基本原理仪表着陆系统工作的基本原理仪表着陆系统工作的基本原理仪表着陆系统工作的基本原理 航向台和下滑台的基本工作原理是对航向台和下滑台的基本工作原理是对航向台和下滑台的基本工作原理是对航向台和下滑
3、台的基本工作原理是对90Hz90Hz90Hz90Hz和和和和150Hz150Hz150Hz150Hz调制信号的调制信号的调制信号的调制信号的DDMDDMDDMDDM(调制度差)值进行测量。(调制度差)值进行测量。(调制度差)值进行测量。(调制度差)值进行测量。机载设备通过接收这些调制信号来检测正确的进机载设备通过接收这些调制信号来检测正确的进机载设备通过接收这些调制信号来检测正确的进机载设备通过接收这些调制信号来检测正确的进近航道和下滑道。近航道和下滑道。近航道和下滑道。近航道和下滑道。DDMDDMDDMDDM基本原理图如下:基本原理图如下:基本原理图如下:基本原理图如下:GSLOCDDM=0
4、90Hz90Hz150Hz150HzRunway Runway thresholdFigure1-1.DDM principleFor opposite direction(optional)+DME antenna(optional)2=Half course widthIM is not shown =FFM-Antenna(optional)OMMMFFMGS-antennaGS-shelter+DME (optional)2Control and monitoring of all ILS subsystems from the tower RCMSMODEM7200米1050米Run
5、way thresholdTouchdownCa.250米LOC-antennaLOC-shelter FFMDCa.150米RunwayFigure1-2.Arrangement of ILS subsystemsRWY centre Line Approach path 示意图示意图仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理仪表着陆系统的类别:仪表着陆系统的类别:类仪表着陆系统,在能见度为类仪表着陆系统,在能见度为800米时,米时,保障航空器到距地面保障航空器到距地面60米的高度米的高度 类仪表着陆系统,在能见度为类仪表着陆系统,在能见度为400米时,米时,保障航空器到距地面保障航空器到距地面30米
6、的高度,即到跑米的高度,即到跑道入口道入口 类仪表着陆系统类仪表着陆系统 ,在能见度为,在能见度为0米时,米时,保障航空器到跑道的地面。保障航空器到跑道的地面。仪表着陆系统原理机场运行类别和仪表着陆系统的类别机场运行类别和仪表着陆系统的类别 机场运行达到机场运行达到类,相应的仪表着陆系类,相应的仪表着陆系统必须达到统必须达到类标准。类标准。仪表着陆系统达到仪表着陆系统达到类标准,还需其他类标准,还需其他设施或项目设施或项目(如如:灯光;围界;运行程序等灯光;围界;运行程序等)达到达到类标准,机场才能达到类标准,机场才能达到类运行标类运行标准,这是系统工程。准,这是系统工程。仪表着陆系统原理我国
7、现有仪表着陆系统的情况我国现有仪表着陆系统的情况 现有仪表着陆系统现有仪表着陆系统100套,在套,在80个机场。个机场。类仪表着陆系统类仪表着陆系统 3套,首都机场,虹套,首都机场,虹桥机场,白云机场桥机场,白云机场 类仪表着陆系统类仪表着陆系统1套,上海浦东机场。套,上海浦东机场。其他均为其他均为类仪表着陆系统类仪表着陆系统 呼和白塔机场目前为呼和白塔机场目前为类仪表着陆系统类仪表着陆系统仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理 种类种类种类种类无精密进近引导无精密进近引导无精密进近引导无精密进近引导类类类类类类类类AAAABBBBCCCC决断高度决断高度决断高度决断高度300300300300米米
8、米米60606060米米米米30303030米米米米15151515米米米米0 0 0 00 0 0 0跑道视距跑道视距跑道视距跑道视距5000500050005000米米米米800800800800米米米米400400400400米米米米200200200200米米米米50505050米米米米0 0 0 0对于对于类设备,能够提供的引导信息最低为类设备,能够提供的引导信息最低为3030米,米,类的最低能力为类的最低能力为1515米,对于米,对于类设备最低为跑道面类设备最低为跑道面上上注意:所说的最低,是设备能够达到的最低高度,按注意:所说的最低,是设备能够达到的最低高度,按照我们的话讲,是最
9、大能力。照我们的话讲,是最大能力。仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理国际民航组织标准:比幅制国际民航组织标准:比幅制工作原理:比较两个音频信号的调制度,工作原理:比较两个音频信号的调制度,90赫和赫和150赫赫在航道上,在航道上,90赫和赫和150赫的调制度相等,他赫的调制度相等,他们之间的调制度差为们之间的调制度差为0。偏离航道,出现调制度差,偏离越多,调偏离航道,出现调制度差,偏离越多,调制度差越大制度差越大当面对航向天线或下滑天线时当面对航向天线或下滑天线时 对于航向:航道右侧对于航向:航道右侧 M150150 M9090 航道左侧航道左侧 M9090 M150150 对于下滑:下滑道上方
10、对于下滑:下滑道上方 M9090 M150150 下滑道下方下滑道下方 M150150 M9090在航道或下滑道上,在航道或下滑道上,M9090=M150150仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理航空器在跑道中心线右侧航空器在跑道中心线右侧航空器在跑道中心线左侧航空器在跑道中心线左侧航空器在跑道中心线和下滑道上航空器在跑道中心线和下滑道上航向信标航向信标航向信标台航向信标台下滑信标台下滑信标台航空器在下滑道下方航空器在下滑道下方航空器在下滑道上航空器在下滑道上航空器在下滑道上方航空器在下滑道上方下滑信标台下滑信标台航向信标台航向信标台下滑信标下滑信标仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理发射的信号:发射
11、的信号:CSB 和和 SBOCSB信号:载波加边带波,调制信号为信号:载波加边带波,调制信号为90+150赫,发射机调制赫,发射机调制SBO信号:纯边带波,载波抑制。调制包络信号:纯边带波,载波抑制。调制包络为为90 150赫,空间调制赫,空间调制调制度差是所有调制度差是所有CSB和和SBO信号的信号的90赫和赫和150赫分量的叠加或相减赫分量的叠加或相减 CSB1509090+15090+150 波形图波形图CSB 射频信号射频信号CSB 信号频谱信号频谱 SBO90150 波形图波形图SBO 射频信号射频信号SBO 信号频谱信号频谱1509090150仪表着陆系统原理CSB和和SBO信号场
12、型信号场型 航向信标航向信标M150Hz M90HzM150Hz M90Hz仪表着陆系统原理M150Hz m90HzDDM=0m150Hz=m90HzDDM=-15.5%m90Hzm150HzThreshold 航向天线107m107mDDM18%DDM18%DDM15.5%DDM15.5%3510Off Course Clearance航向台,提供覆盖跑道及跑道延长线的水平方向上航向台,提供覆盖跑道及跑道延长线的水平方向上航向台,提供覆盖跑道及跑道延长线的水平方向上航向台,提供覆盖跑道及跑道延长线的水平方向上的引导信号,这个信号是合成的,分别由两个辐射的引导信号,这个信号是合成的,分别由两个
13、辐射的引导信号,这个信号是合成的,分别由两个辐射的引导信号,这个信号是合成的,分别由两个辐射场(场(场(场(90/15090/15090/15090/150)共同完成。)共同完成。)共同完成。)共同完成。航道:在跑道中心线和跑道延长线上,一定范围内航道:在跑道中心线和跑道延长线上,一定范围内航道:在跑道中心线和跑道延长线上,一定范围内航道:在跑道中心线和跑道延长线上,一定范围内150Hz150Hz150Hz150Hz和和和和90Hz90Hz90Hz90Hz调制的幅度是一样的(调制度相等)这调制的幅度是一样的(调制度相等)这调制的幅度是一样的(调制度相等)这调制的幅度是一样的(调制度相等)这个范
14、围称为个范围称为个范围称为个范围称为“航道航道航道航道”。当飞机处于航道的左侧时,。当飞机处于航道的左侧时,。当飞机处于航道的左侧时,。当飞机处于航道的左侧时,也就是也就是也就是也就是90Hz90Hz90Hz90Hz占优势的辐射场内,会得到占优势的辐射场内,会得到占优势的辐射场内,会得到占优势的辐射场内,会得到“向右向右向右向右”的的的的指示。当飞机处于航道的右侧时,也就是指示。当飞机处于航道的右侧时,也就是指示。当飞机处于航道的右侧时,也就是指示。当飞机处于航道的右侧时,也就是150Hz150Hz150Hz150Hz占优占优占优占优势的辐射场内,会得到势的辐射场内,会得到势的辐射场内,会得到
15、势的辐射场内,会得到“向左向左向左向左”的指示。的指示。的指示。的指示。DDMDDMDDMDDM:90Hz90Hz90Hz90Hz和和和和150Hz150Hz150Hz150Hz调制信号的调制度差。调制信号的调制度差。调制信号的调制度差。调制信号的调制度差。SDMSDMSDMSDM:90Hz90Hz90Hz90Hz和和和和150Hz150Hz150Hz150Hz调制信号的调制度和。调制信号的调制度和。调制信号的调制度和。调制信号的调制度和。位移灵敏度(位移灵敏度(位移灵敏度(位移灵敏度(DSDSDSDS):半航道扇区内的):半航道扇区内的):半航道扇区内的):半航道扇区内的DSDSDSDS应为
16、应为应为应为0.00145DDM/m0.00145DDM/m0.00145DDM/m0.00145DDM/m,DSDSDSDS应在应在应在应在17%17%17%17%的可调整范围之内。的可调整范围之内。的可调整范围之内。的可调整范围之内。仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理航向信标的天线单元航向信标的天线单元 对数周期天线,前后比对数周期天线,前后比 28 分贝分贝航向信标的天线阵航向信标的天线阵 宽孔径航向信标,天线单元数量少,辐宽孔径航向信标,天线单元数量少,辐射波瓣宽,易受跑道两侧障碍影响。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,辐窄孔径航向信标,天线单元数量多,辐射
17、波瓣窄,不易受跑道两侧障碍影响。射波瓣窄,不易受跑道两侧障碍影响。仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理双频制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,对航道信号的影响余隙信号的反射信号,对航道信号的影响减小,航道稳定。减小,航道稳定。不同的航向信标对场地要求、投资、保障不同的航向信标对场地要求、投资、保障的类别都不同,要因地制宜的采用的类别都不同,要因地制宜的采用仪表着陆系统原理仪表着陆系统原理射频振荡射频振荡90/150产生产生调制调制/放大放大射频分
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