5、無(wú)線電在民航飛機(jī)起降時(shí)的應(yīng)用

1、無(wú)線電在民航飛機(jī)起降時(shí)的應(yīng)用,民航華北管理局通導(dǎo)處謝文杰,什么是CNS,C—Communication 通信N—Navigation 導(dǎo)航S—Surveillance 監(jiān)視,Communication 通信,HF 高頻VHF 甚高頻衛(wèi)星（話音、數(shù)據(jù)）網(wǎng)絡(luò)（有線、無(wú)線）,Navigation 導(dǎo)航,NDB（無(wú)方向信標(biāo)）VOR（全向信標(biāo)）DME（測(cè)距儀）ILS（儀表著陸系統(tǒng)）MK（指點(diǎn)標(biāo)）衛(wèi)星慣性導(dǎo)航（非無(wú)線電類

2、）,Surveillance 監(jiān)視,一次雷達(dá)二次雷達(dá)ADS-CADS-B場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)多點(diǎn)相關(guān)定位,提供空中交通管制、空中交通流量管理和空域管理。即：防止航空器與航空器相撞及在機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)航空器與障礙物相撞，維護(hù)和加快空中交通的有序流動(dòng)。,,空中交通管理,1. 全面掌握飛行資料      包括：飛行計(jì)劃、放行單、航行通告、氣象資料

3、2. 執(zhí)行航班任務(wù) 依照飛行資料，在空管部門管制下，操作航空器從“起飛地”抵達(dá)“目的地”,飛行機(jī)組,1. 航班放行 放行評(píng)估和飛行申請(qǐng)-------放行權(quán) 飛行狀態(tài)監(jiān)控, 地面支持-------應(yīng)急      2. 運(yùn)行控制 次日航班計(jì)劃, 航班監(jiān)控, 航班調(diào)配, 運(yùn)行統(tǒng)計(jì)分析,簽派管理,航班執(zhí)行流程,,,機(jī)組,,制定

4、、下達(dá)飛行計(jì)劃,,依照飛行資料執(zhí)行任務(wù),,申報(bào),,簽派,（站調(diào)）,,空管,提供管制服務(wù),保障,,指令,管制,,,塔臺(tái)管制,放行許可地面管制塔臺(tái)管制,,,飛越管制區(qū),,,起飛站,目的地,,,進(jìn)近管制,區(qū)域管制,塔臺(tái)管制,進(jìn)近管制,區(qū)域管制,塔臺(tái)管制地面管制,離場(chǎng)管制,進(jìn)近管制進(jìn)場(chǎng)管制,,空中交通管制流程示意,塔臺(tái)管制室,發(fā)布本場(chǎng)天氣實(shí)況發(fā)布放行許可提供地面滑行管制服務(wù)提供航空器起飛降落管制服務(wù)通報(bào)航空器起飛降落時(shí)間根據(jù)本

5、場(chǎng)的實(shí)際情況提出流量控制建議,塔臺(tái)放行,使用無(wú)線電設(shè)備VHF（模擬信號(hào)）VHF（數(shù)據(jù)鏈）（數(shù)字放行）,地面滑行管制,使用無(wú)線電設(shè)備VHF場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)（大型機(jī)場(chǎng)）多點(diǎn)相關(guān)定位（大型機(jī)場(chǎng)）,塔臺(tái)管制,使用無(wú)線電設(shè)備VHF無(wú)線電導(dǎo)航NDB、VOR、DME、ILS、指點(diǎn)標(biāo)、衛(wèi)星等根據(jù)進(jìn)離場(chǎng)飛行程序決定使用設(shè)備二次雷達(dá)雷達(dá)管制區(qū)域一次雷達(dá)（輔助）場(chǎng)面監(jiān)視雷達(dá)（輔助）,進(jìn)近管制室,控制進(jìn)、離港航空器之間的間隔調(diào)配進(jìn)近區(qū)域

6、內(nèi)軍民航航空器之間的間隔根據(jù)管制范圍內(nèi)的實(shí)際情況提出流量控制建議,進(jìn)近管制,使用無(wú)線電設(shè)備VHF無(wú)線電導(dǎo)航NDB、VOR、DME、衛(wèi)星等根據(jù)航路航線設(shè)計(jì)決定使用設(shè)備二次雷達(dá)雷達(dá)管制區(qū)域一次雷達(dá)（輔助）雷達(dá)管制區(qū)域,區(qū)域管制室,編制所管轄范圍內(nèi)的軍民航飛行計(jì)劃向北空管制部門通報(bào)飛行計(jì)劃和飛行動(dòng)態(tài)拍發(fā)有關(guān)軍用航空器飛行計(jì)劃電報(bào)和起飛報(bào)調(diào)配航線上飛行的航空器之間的間隔按進(jìn)近要求調(diào)整進(jìn)走廊航空器之間的間隔控制區(qū)域內(nèi)各

7、機(jī)場(chǎng)起飛航空器加入航線時(shí)機(jī)根據(jù)管制范圍內(nèi)實(shí)際情況提出流量控制建議,區(qū)域管制,使用無(wú)線電設(shè)備VHF HF 衛(wèi)星（輔助）無(wú)線電導(dǎo)航NDB、VOR、DME、衛(wèi)星等根據(jù)航路航線設(shè)計(jì)決定使用設(shè)備二次雷達(dá)雷達(dá)管制區(qū)域一次雷達(dá)（輔助）雷達(dá)管制區(qū)域ADS-C ADS-B（某些特殊航路航線）,CNS主要使用頻段,通信： VHF：118-137MHz HF: 2.8-23MHz導(dǎo)航： MK： 75MHz（7

8、4-76MHz) LOC: 108-112MHz GP： 328-336MHz VOR：108-118MHz DME：960-1215MHz NDB：150-700kHz雷達(dá)： 一次雷達(dá) : L波段: 至少1250-1350MHz S波段: 至少2700-1900MHz

9、 X波段: 至少12000-14000MHz 天氣雷達(dá)： C波段: 至少5400-5600MHz,,,塔臺(tái)管制,放行許可地面管制塔臺(tái)管制,,,飛越管制區(qū),,,起飛站,目的地,,,進(jìn)近管制,區(qū)域管制,塔臺(tái)管制,進(jìn)近管制,區(qū)域管制,塔臺(tái)管制地面管制,離場(chǎng)管制,進(jìn)近管制進(jìn)場(chǎng)管制,,空中交通管制流程示意,早期的飛行器在空中飛行僅依靠地標(biāo)導(dǎo)航。,后來(lái)，空勤人員利用航空地圖、磁

10、羅盤、計(jì)算尺、時(shí)鐘等工具和他們的天文、地理、數(shù)學(xué)知識(shí)，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向計(jì)算航線角，結(jié)合地標(biāo)修正航線偏差，這種工作叫做“空中領(lǐng)航”。,隨著無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展，各式各樣的電子設(shè)備為飛行器提供精確的導(dǎo)航信息。,,,,VOR信標(biāo)是世界上最多、最主要的無(wú)線電導(dǎo)航點(diǎn)。許許多多的VOR臺(tái)站相隔一定距離成網(wǎng)絡(luò)狀散點(diǎn)分布，當(dāng)飛機(jī)上的接收機(jī)收到VOR信標(biāo)的信號(hào)，飛行人員就可通過(guò)專用儀表判斷飛機(jī)與該發(fā)射臺(tái)站的相對(duì)位置。,,航路、航線,空中交通管制航路各段的中心線

11、，從該航路上的一個(gè)導(dǎo)航設(shè)施或交叉點(diǎn)開(kāi)始，至另一個(gè)導(dǎo)航設(shè)施或交叉點(diǎn)為止。各段中心線連接起來(lái)成為航路的中心線（簡(jiǎn)稱航線）。,航路、航線,以走廊形式建立的、裝設(shè)有無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)施的管制區(qū)域或其一部分形成航路。,,,航路的寬度為20公里，其中心線兩側(cè)各10公里。受到條件限制的，可以減少寬度，但不得小于8公里。,空中交通管制航路，根據(jù)在該航路執(zhí)行飛行任務(wù)的性質(zhì)和條件，劃分為國(guó)內(nèi)航路和國(guó)際航路。,,,航線分為固定航線和臨時(shí)航線。 臨時(shí)航線通常不得

12、與航路、固定航線交叉或者通過(guò)飛行頻繁的機(jī)場(chǎng)上空。,,取自中國(guó)民航高空航線圖,二連,豐寧,懷柔,湯河口,大王莊,泊頭,,,,,,NDB,VOR/DME,VOR/DME,大王莊 112.7 VYK CH 74XN39 11.6 E118 34.4,,高度6000米以下至對(duì)應(yīng)的進(jìn)近（終端）管制區(qū)和塔臺(tái)管制區(qū)以上的高度范圍。,管制區(qū),,高空管制區(qū),,,其高度范圍要根據(jù)實(shí)際情況確定，但通常低于6000米。,

13、中低空管制區(qū),高度6600米-12000米。,進(jìn)近（終端）管制區(qū),塔臺(tái)管制區(qū)的高度范圍根據(jù)具體情況確定，通常情況下如設(shè)有進(jìn)近管制區(qū)，則塔臺(tái)管制區(qū)的水平和高度范圍均較小，如沒(méi)有進(jìn)近管制區(qū)，則塔臺(tái)管制的水平和高度范圍均較大，兼部分進(jìn)近階段的管制服務(wù)。,塔臺(tái)管制區(qū),,全國(guó)設(shè)：高空管制區(qū)27個(gè)；中低空管制區(qū)28個(gè)；進(jìn)近管制區(qū)15個(gè)；終端管制區(qū)1個(gè)。,,全國(guó)民航管制區(qū)域分布圖,地空通信篇,地空無(wú)線電通信設(shè)施,,,,,甚高頻地空無(wú)線電通信,高頻地空

14、無(wú)線電通信,空中交通管制使用的航空移動(dòng)通信設(shè)施，應(yīng)當(dāng)是專用頻道，并能與在其管制區(qū)內(nèi)飛行并有相應(yīng)裝備的航空器進(jìn)行直接、迅速、不間斷和清晰的雙向通信。,用于民用航空地面電臺(tái)與航空器電臺(tái)之間交換空中交通管制、飛行動(dòng)態(tài)、航務(wù)管理、對(duì)空廣播通信和其它情報(bào)的無(wú)線話音通信。,頻率范圍：118MHz——137MHz收發(fā)信機(jī)信道間隔：25KHz（12.5KHz或8.33KHz）調(diào)制方式：AM工作方式：同頻半雙工天線：全向0dB增益發(fā)射機(jī)功率50

15、W接收機(jī)靈敏度≤ 0.8μ V（當(dāng)（S+N）/N=10dB；f=1KHz；m=0.3時(shí)）,甚高頻電臺(tái)工作參數(shù),,目前國(guó)內(nèi)在用VHF電臺(tái)： 德國(guó)R/S、英國(guó)PAE、意大利OTE、挪威JOTRON及其他,甚高頻通信特點(diǎn),,,甚高頻電臺(tái)信號(hào)以視距傳播，受物障影響較大。,,甚高頻電臺(tái)信號(hào)接收距離3300米以下約150Km（區(qū)別物障因素）； 6000米以上一般為300Km。,,甚高頻電臺(tái)接收機(jī)處于常接收狀態(tài)；發(fā)射機(jī)只有鍵控后才能

16、發(fā)射射頻，即PTT（PUSH TO TALK） 。,甚高頻通信通信覆蓋,根據(jù)管制扇區(qū)的劃分，每個(gè)扇區(qū)設(shè)置管制主頻、管制備頻、緊急救援頻率、軍方頻率、地空數(shù)據(jù)鏈頻率、航務(wù)管理頻率。,實(shí)現(xiàn)管制區(qū)域范圍內(nèi)甚高頻通信的全程、全區(qū)域覆蓋，即：實(shí)現(xiàn)話音的實(shí)時(shí)傳遞。,,,,,采用多臺(tái)同頻異址來(lái)實(shí)現(xiàn)大扇區(qū)覆蓋。,,要滿足：相鄰扇區(qū)重疊覆蓋的需要；同一扇區(qū)覆蓋面積的需要；同頻異址覆蓋的需要。,甚高頻頻率配置,,頻率配置標(biāo)準(zhǔn)：區(qū)域：按3比1配置主/備頻率

17、（不足3個(gè)主頻率按1個(gè)備頻 配置）終端區(qū)：按雙頻率配置，互為主/備塔臺(tái)（含地面管制）：按2比1配置主/備頻率（不足2個(gè)主頻率按1個(gè)備頻配置）,頻率配置要考慮的因素：同一遙控臺(tái)甚高頻系統(tǒng)自身多個(gè)頻率互調(diào)；不同遙控臺(tái)甚高頻系統(tǒng)多個(gè)相同頻率的串?dāng)_和不同頻率的交調(diào)、互調(diào)；遙控臺(tái)甚高頻系統(tǒng)頻率與其他信號(hào)源的交、互調(diào)；機(jī)載電臺(tái)接收信號(hào)的交、互調(diào)。,,,,,,,,,,,,,,,ACC1,ACC2,ACC5,ACC3,ACC4,ACC6,ACC7

18、,ACC8,ACC9,BJ_ACC,,霧靈山,,,,,塘沽,,衡水,,石家莊,,云中山,,霍山,,,,,,蘇尼特,,二連,,包頭,,磴口,,錫林浩特,,,,,,,,蠻汗山,,,,,呼和浩特,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,導(dǎo)航篇,航站導(dǎo)航,,,,,,,,,,,近臺(tái)/中指點(diǎn)標(biāo)臺(tái),遠(yuǎn)臺(tái)/外指點(diǎn)標(biāo)臺(tái),下滑臺(tái),全向信標(biāo)/測(cè)距臺(tái),航向臺(tái),NDB/OM,NDB/MM,GP,LLZ,VOR/DME,,導(dǎo)航臺(tái),NDB,進(jìn)

19、近方向,機(jī)場(chǎng)跑道,,,機(jī)場(chǎng)區(qū)域?qū)Ш脚_(tái)站布置圖,進(jìn)入或等待用,飛機(jī)起飛降落與各邊的關(guān)系,,,,,,平飛（三邊）,起飛（一邊）,降落（五邊）進(jìn)近,,,,,,,,,,,,確認(rèn)位置,入口地面標(biāo)志,機(jī)場(chǎng)跑道,,,,,,LLZ,VOR/DME,GP,NDB / MM,OM / NDB,拐彎處（四邊）,,拐彎處（二邊）,ILS系統(tǒng)位置,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,LLZ,GP,MM,OM,進(jìn)近方向,跑道,,,,,,

20、1050米,7KM,,,,約300米,,,,按3度下滑角計(jì)算 約200米,,,150米,航向,下滑,中指標(biāo),外指標(biāo),航空器在跑道中心線和下滑道上,航空器在跑道中心線左側(cè),航空器在跑道中心線右側(cè),航向信標(biāo)臺(tái),下滑信標(biāo)臺(tái),,,,航向信標(biāo),,航向信標(biāo)臺(tái),下滑信標(biāo)臺(tái),航空器在跑道中心線和下滑道上,航空器在下滑道上方,航空器在下滑道下方,下滑信標(biāo),,,,系統(tǒng)類別,儀表著陸系統(tǒng)的類別 Ⅰ類儀表著陸系統(tǒng)，在能見(jiàn)度為800米時(shí)，保

21、障航空器到距地面60米的高度 Ⅱ類儀表著陸系統(tǒng)，在能見(jiàn)度為400米時(shí)，保障航空器到距地面15米的高度，即到跑道入口 Ⅲ類儀表著陸系統(tǒng) ，在能見(jiàn)度為0米時(shí)，保障航空器到跑道的地面，,機(jī)場(chǎng)類別和系統(tǒng)類別,機(jī)場(chǎng)運(yùn)行類別和儀表著陸系統(tǒng)的類別 機(jī)場(chǎng)運(yùn)行達(dá)到Ⅱ類，相應(yīng)的儀表著陸系統(tǒng)必須達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。 儀表著陸系統(tǒng)達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，還需其他設(shè)施或項(xiàng)目(如:燈光；圍界；運(yùn)行程序等)達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)場(chǎng)才能達(dá)到Ⅱ類運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，

22、這是系統(tǒng)工程。,儀表著陸系統(tǒng)的航向天線陣,下滑信標(biāo)的天線系統(tǒng)和機(jī)柜,指點(diǎn)信標(biāo),指點(diǎn)信標(biāo)向正在著陸的航空器提供到跑道入口的距離指點(diǎn)信標(biāo)位于跑道入口以外，一般距入口 1000 米（中指點(diǎn)信標(biāo)）和 7000 米（外指點(diǎn)信標(biāo)）。指點(diǎn)信標(biāo)的工作頻率為 75 兆赫。,指點(diǎn)信標(biāo),指點(diǎn)信標(biāo)的發(fā)射載波分別由 1300 赫（中指點(diǎn)信標(biāo)）和 400 赫（外指點(diǎn)信標(biāo)）。指點(diǎn)信標(biāo)的鍵控識(shí)別信號(hào)分別是點(diǎn)劃相間和劃。航空器收到指點(diǎn)信標(biāo)的信號(hào)，從識(shí)別的調(diào)制頻率

23、和鍵控可以判斷出航空器距離跑道入口的距離。,避雷針,指點(diǎn)信標(biāo)發(fā)射天線,無(wú)方向性信標(biāo),無(wú)方向性信標(biāo)向航空器提供航向信息習(xí)慣稱為導(dǎo)航臺(tái)、歸航臺(tái)工作頻率在中長(zhǎng)波波段用于航路，為航路導(dǎo)航臺(tái)，航線臺(tái) 用于機(jī)場(chǎng)區(qū)域，為近臺(tái)、遠(yuǎn)臺(tái)、超遠(yuǎn)臺(tái)識(shí)別信號(hào)：航路臺(tái)發(fā)射等幅鍵控信號(hào)， 機(jī)場(chǎng)區(qū)域?qū)Ш脚_(tái)發(fā)射調(diào)幅鍵控信號(hào),工作原理,無(wú)方向性信標(biāo)的原理：無(wú)線電測(cè)向航空器收到信標(biāo)臺(tái)的信號(hào)，測(cè)出航空器飛行方向（即機(jī)頭方向）和航空器與信標(biāo)臺(tái)連線的夾角,

24、,,,,,,,,,NDB,航空器和信標(biāo)臺(tái)連線,飛行方向,夾角,航空器,輻射特性,中長(zhǎng)波的傳播特性：地波覆蓋范圍和天線高度、輸出功率的關(guān)系 天線高度高，覆蓋范圍增大 近臺(tái)，受機(jī)場(chǎng)端凈空限制，一般15米左右 遠(yuǎn)臺(tái)或航路臺(tái)，受天線架設(shè)限制，一般30米 輸出功率大，覆蓋范圍增大 受需求和同頻干擾限制，一般近臺(tái)50瓦， 遠(yuǎn)臺(tái)100瓦，航路臺(tái)不大于500

25、瓦,性能指標(biāo),覆蓋：在額定覆蓋內(nèi)的最低場(chǎng)強(qiáng)70微伏/米輻射功率限制：不超過(guò)額定覆蓋所需功率2 分貝射頻頻率：190－1750千赫， ±0.01%識(shí)別：2 字或3 字國(guó)際莫爾斯電碼 每30秒至少發(fā)一次完整的識(shí)別 識(shí)別：1020±50赫或400 ±25赫,甚高頻全向信標(biāo),甚高頻全向信標(biāo)向航空器提供方位信息全向信標(biāo)適用于航路和機(jī)場(chǎng)工作頻率在甚高頻頻段全向信標(biāo)的優(yōu)點(diǎn) 和

26、測(cè)距設(shè)備合裝，航空器可以定位 信號(hào)穩(wěn)定，導(dǎo)航精度較高，優(yōu)于1度(DVOR) 覆蓋范圍可滿足近程導(dǎo)航的要求,甚高頻全向信標(biāo),常規(guī)全向信標(biāo) 原理簡(jiǎn)單，場(chǎng)地環(huán)境要求高。多普勒全向信標(biāo) 采用多普勒效應(yīng)原理，導(dǎo)航精度提高。 30 米直徑的地網(wǎng)，場(chǎng)地環(huán)境要求放寬。 基本建設(shè)投資增加。,工作原理,全向信標(biāo)的工作原理：比較兩個(gè)30 赫調(diào)制信號(hào)的相位，即基準(zhǔn)相位信號(hào)和可變相位信號(hào)的相位?；鶞?zhǔn)相位信號(hào)：在36

27、0 度方位上，它的相位都是相同的?？勺兿辔恍盘?hào)：它的相位和方位密切相關(guān)，所在方位不同，相位不同。,性能指標(biāo),射頻頻率：108兆赫－117.975兆赫頻率穩(wěn)定度： 波道間隔為100千赫或200千赫的地區(qū)±0.005% 波道間隔為50千赫 ±0.002%極化： 水平極化波準(zhǔn)確度：優(yōu)于±2度,甚高頻全向信標(biāo),左圖：,,建設(shè)中的DVOR/DME臺(tái),右圖：,,DVOR/DM

28、E,測(cè)距設(shè)備,測(cè)距設(shè)備向航空器提供距離信息測(cè)距設(shè)備一般和全向信標(biāo)配合使用，全向信標(biāo)提供方位信息，測(cè)距設(shè)備提供距離信息有航向和距離，航空器就能精確定位。測(cè)距設(shè)備的作用距離和全向信標(biāo)基本相同,工作原理,工作原理：測(cè)量電波傳播的時(shí)間測(cè)距過(guò)程： 航空器在詢問(wèn)頻率上向地面臺(tái)發(fā)出的詢問(wèn)脈沖對(duì)； 地面臺(tái)接收到詢問(wèn)脈沖對(duì)，在應(yīng)答頻率上觸發(fā)產(chǎn)生應(yīng)答脈沖對(duì)； 航空器接收到應(yīng)答脈沖對(duì)，計(jì)算時(shí)間，換算成距

29、離。,工作原理,地面測(cè)距設(shè)備 對(duì)詢問(wèn)脈沖對(duì)，需驗(yàn)證頻率和脈沖對(duì)間隔，并經(jīng)過(guò)系統(tǒng)延時(shí)。 最多同時(shí)應(yīng)對(duì)100 架航空器的詢問(wèn)。航空器 在詢問(wèn)頻率上向地面臺(tái)發(fā)詢問(wèn)脈沖。 從地面臺(tái)所有的應(yīng)答脈沖對(duì)中撿出對(duì)自己詢問(wèn)的應(yīng)答。,性能指標(biāo),覆蓋： 200 海里，和全向信標(biāo)基本相同準(zhǔn)確度：總的系統(tǒng)誤差應(yīng)不大于900 米或所測(cè)距離的 3％工作射頻：960兆赫－1215兆赫頻率穩(wěn)定度： ±0.

30、002%測(cè)距設(shè)備工作在成對(duì)的詢問(wèn)頻率和應(yīng)答頻率，兩頻率相差 63 兆赫,性能指標(biāo),極化：垂直極化對(duì)航空器的處理容量：100 架發(fā)射的應(yīng)答能力：2700 ±90 脈沖對(duì)/秒脈沖對(duì)間隔：12 微秒系統(tǒng)延時(shí)：50 微秒應(yīng)答效率：大于70％,單脈沖二次監(jiān)視雷達(dá),一、二次合裝監(jiān)視雷達(dá)（一次為近程雷達(dá) S波段）,一、二次合裝監(jiān)視雷達(dá)（一次為遠(yuǎn)程雷達(dá) L波段）,二次雷達(dá)信號(hào)發(fā)射器—對(duì)二次雷達(dá)進(jìn)行校準(zhǔn),空管監(jiān)視雷達(dá),如有錯(cuò)誤請(qǐng)予