儀表著陸系統(tǒng)培訓(xùn)課件

1、 儀表著陸系統(tǒng)培訓(xùn)課件導(dǎo)航管理室 張斯佳什么是儀表著陸系統(tǒng)（什么是儀表著陸系統(tǒng)（ILSILS）？）？ 儀表著陸系統(tǒng)的英文全稱(chēng)是Instrument Landing System，簡(jiǎn)稱(chēng)ILS。由機(jī)載航向、下滑、指點(diǎn)信標(biāo)接收機(jī)和地面航向、下滑、指點(diǎn)信標(biāo)發(fā)射機(jī)組成，它為飛機(jī)提供航向道、下滑道和距跑道著陸端的距離信息，用于復(fù)雜氣象條件下，按儀表指示引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)著陸。 儀表著陸系統(tǒng)是飛機(jī)進(jìn)近和著陸引導(dǎo)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，它是二戰(zhàn)后于1947年由國(guó)際民航組織ICAO確認(rèn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)著陸設(shè)備。全世界的儀表著陸系統(tǒng)都采用ICAO的技術(shù)性能要求，因此任何配備盲降的飛機(jī)在全世界任何裝有盲降設(shè)備的機(jī)場(chǎng)都能得到統(tǒng)一的技術(shù)服

2、務(wù)。 ILSILS的作用的作用 儀表著陸系統(tǒng)是“非目視”進(jìn)近和著陸的標(biāo)準(zhǔn)助航系統(tǒng)。它為飛機(jī)提供對(duì)準(zhǔn)跑道的航向信號(hào)和指導(dǎo)飛機(jī)下降的下滑道信號(hào)，再加上適當(dāng)?shù)木嚯x指示信號(hào)，使飛機(jī)能在低的能見(jiàn)度和惡劣天氣條件下借助這些儀表提供的信號(hào)指示就可以安全著陸。 隨著新技術(shù)和新器件在ILS上的應(yīng)用，ILS所提供的精確導(dǎo)航信號(hào)使得全天候的著陸成為可能。ILSILS歷史歷史現(xiàn)代的現(xiàn)代的ILSILSILSILS提供的主要信號(hào)提供的主要信號(hào)對(duì)準(zhǔn)跑道中心線的對(duì)準(zhǔn)跑道中心線的 指示飛機(jī)降落角度的指示飛機(jī)降落角度的 與跑道入口之間的與跑道入口之間的 基本理論基本理論系統(tǒng)描述系統(tǒng)描述儀表著陸系統(tǒng)的分類(lèi)儀表著陸系統(tǒng)的分類(lèi) I 類(lèi)

3、 II 類(lèi) III 類(lèi)A III 類(lèi)B III 類(lèi)CICAO ANEX10 ICAO ANEX10 對(duì)對(duì)ILSILS的分類(lèi)和運(yùn)用條件的分類(lèi)和運(yùn)用條件系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成航向臺(tái)下滑臺(tái)指點(diǎn)標(biāo)臺(tái)或DME臺(tái)航向臺(tái)航向臺(tái) 由航向天線陣和航向設(shè)備組成。航向天線產(chǎn)生的輻射場(chǎng)在通過(guò)跑道中心延長(zhǎng)線的垂直面內(nèi)形成的航向面（也叫航向道航向道）。航向信標(biāo)就是用來(lái)給提供飛機(jī)偏離航道的橫向引導(dǎo)信號(hào)。機(jī)載航向接收機(jī)收到航向信號(hào)后經(jīng)處理，輸出飛機(jī)相對(duì)于航向道的偏離信號(hào)，加到駕駛儀表板上的水平姿態(tài)批示器（HSI）的航向指針。若飛機(jī)在航道對(duì)準(zhǔn)跑道中心線，則指針偏離指示為零；若飛機(jī)在航向道的左邊或右邊，航向指針就向右或向左，給駕駛員提

4、供“飛右”或“飛左”的指令。 下滑臺(tái)下滑臺(tái) 由下滑天線陣和下滑設(shè)備組成。下滑信標(biāo)天線輻射的場(chǎng)型形成下滑面，下滑面與包含跑道中心線的水平面的夾角為24之間。下滑信標(biāo)就是用來(lái)給飛機(jī)提供偏離下滑面的垂直引導(dǎo)信號(hào)。機(jī)載下滑接收機(jī)收到下滑信號(hào)后經(jīng)處理，輸出相對(duì)于下滑面的偏離信號(hào)，加到HIS上的下滑指示器。若飛機(jī)在下滑面上，下滑指針在中心零位，若飛機(jī)在下滑面的上方或下方，指針就會(huì)向下或向上給駕駛員提供“飛下”或“飛上”的指令?；纠碚摶纠碚撓到y(tǒng)組成系統(tǒng)組成ILS機(jī)場(chǎng)配置圖跑道基本理論基本理論工作原理工作原理基本理論基本理論工作原理工作原理下滑道的形成下滑道的形成跑道航向面下滑面下滑道注：實(shí)際的下滑道是有

5、一定的厚度和寬度的。工作原理工作原理基本理論基本理論工作原理工作原理跑道航向面下滑面1509090150在航道右方或下滑道下方在航道左方或下滑道上方DDM=0十字指針基本理論基本理論 調(diào)制信號(hào)與工作原理工作原理航向天線下滑道飛機(jī)上的十字指針基本理論基本理論 名詞術(shù)語(yǔ)名詞術(shù)語(yǔ)航道寬度: 航道扇區(qū)寬度角即其夾角的度數(shù), 規(guī)定不超過(guò)6度。DDMDDM航道線航道線航道扇區(qū)航道扇區(qū)下滑道下滑道下滑角下滑角航道寬度航道寬度下滑道扇區(qū)下滑道扇區(qū)基本理論基本理論 信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)制發(fā)射機(jī)調(diào)制空間調(diào)制獲得方位信息的途徑基本理論基本理論 信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)制調(diào)幅波的表達(dá)式U(t)=Uc1+mCos(2fat+)Cos(

6、2fct) =UcCos(2fct) + mUcCos2(fc+fa)t+/2 + mUcCos2(fc-fa)t-/2發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)空空 間 間 讓發(fā)射機(jī)分別產(chǎn)生載波信號(hào)和后兩項(xiàng)的邊帶波信號(hào)，送到不同的天線上分別輻射，當(dāng)分別輻射的載波、上、下邊帶三者之間滿足一定的關(guān)系時(shí)，接收機(jī)收到它們，等同于收到一調(diào)幅波。這種調(diào)制方式，我們稱(chēng)為空間調(diào)制?；纠碚摶纠碚?信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)制調(diào)幅波的信號(hào)合成載波fc上邊帶fc+fa下邊帶fcfa全部邊帶合成包絡(luò)音頻調(diào)制電壓基本理論基本理論 信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)制?合成理想調(diào)幅波的條件合成理想調(diào)幅波的條件邊帶幅度一樣調(diào)制度max=100%相位關(guān)系保持恒定相位合成基本理論基

7、本理論 信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)制Ecm -Essm Essm Ecm = 載波分量 Ecm -Ecsm Ecsm Essm = 分離輻射總邊帶分量 Ecsm = 發(fā)射機(jī)調(diào)制中總邊帶分量同相和反相合成任意角度合成Essm-Essm基本理論基本理論 信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)制分離輻射的總邊帶分量與載波分量不同相的原因天線電流相位不同天線電流相位不同. .多徑接收多徑接收. .鑒于此，航向鑒于此，航向 和下滑均要設(shè)定天線保護(hù)區(qū)和下滑均要設(shè)定天線保護(hù)區(qū). .基本理論基本理論 信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)制航向和下滑的場(chǎng)型航向和下滑的場(chǎng)型航向和下滑發(fā)射兩個(gè)信號(hào)90-150SBO90+150CSB調(diào)制包絡(luò)基本理論基本理論 信號(hào)調(diào)制信號(hào)調(diào)

8、制航向下滑場(chǎng)型余隙信號(hào)Clearance 指的是飛機(jī)偏離了正確的航道后收到的信號(hào),可以引導(dǎo)飛機(jī)迅速回歸正確航道余隙的作用余隙的作用 在單頻航向系統(tǒng)中，由于波瓣較寬，在受到障礙物反射時(shí)，反射信號(hào)會(huì)造成航道的彎曲。所以，為了適應(yīng)更復(fù)雜的地形，就必須采用更多的天線，這樣一來(lái)，CSB波瓣會(huì)很窄，能量集中在跑道中心線前方一個(gè)有限的范圍，從而造成航道寬度過(guò)窄，在飛機(jī)未找到航道之前，缺乏相應(yīng)的指引信號(hào)。這時(shí)，就需要提供一個(gè)偏航道信號(hào)，這個(gè)信號(hào)就叫偏航道余隙。另外，盡管航道信號(hào)幾乎全部集中在天線正前方一小段范圍內(nèi)，但仍有小部分旁瓣信號(hào)，在飛機(jī)離跑道過(guò)近和極低低能見(jiàn)度時(shí)仍有可能收到假航道信息，這是非常危險(xiǎn)的，所

9、以這些旁瓣信號(hào)必需要一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)來(lái)覆蓋它，并可以指示飛機(jī)返回正常航道。 余隙的作用原理余隙的作用原理 捕獲效應(yīng)當(dāng)接收機(jī)同時(shí)接收到兩個(gè)不同的信號(hào)時(shí),較強(qiáng)的信號(hào)首先被解調(diào),而弱信號(hào)的解調(diào)可以忽略.這兩個(gè)信號(hào)要滿足兩個(gè)條件1,1,強(qiáng)度相差強(qiáng)度相差10dB10dB以上以上2 2, ,頻率不同，但兩者的頻差要落在接收機(jī)的帶頻率不同，但兩者的頻差要落在接收機(jī)的帶寬之內(nèi)寬之內(nèi)余隙信號(hào)組成余隙信號(hào)組成 航向的余隙：也有航向的余隙：也有CSBCSB和和SBOSBO信號(hào)信號(hào) 下滑的余隙：僅有下滑的余隙：僅有CSBCSB什么是場(chǎng)地保護(hù)區(qū)？什么是場(chǎng)地保護(hù)區(qū)？ 為保證給飛行的航空器提供穩(wěn)定可靠的導(dǎo)航信息，在航空無(wú)線電

10、導(dǎo)航臺(tái)、雷達(dá)站天線附近劃定的必須加以保護(hù)的特定地面區(qū)域。為什么要重視場(chǎng)地保護(hù)區(qū)？為什么要重視場(chǎng)地保護(hù)區(qū)？ 盲降信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地附近的地形地物，對(duì)其發(fā)射的電波信號(hào)的反射和再輻射所產(chǎn)生的多路徑干擾，可使其輻射場(chǎng)型發(fā)生畸變，導(dǎo)致航向道和下滑道彎曲、扇擺以及抖動(dòng)，直接影響飛機(jī)著陸的安全。 2010年2月24日，哈爾濱機(jī)場(chǎng)普降雨雪，導(dǎo)致盲降臺(tái)的下滑信標(biāo)天線結(jié)冰和保護(hù)區(qū)場(chǎng)地形成大面積冰凍層，下滑臺(tái)保護(hù)區(qū)環(huán)境遭到破壞，造成23號(hào)和05號(hào)下滑臺(tái)設(shè)備告警關(guān)機(jī)航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地及其環(huán)境要求航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地及其環(huán)境要求 航向信標(biāo)臺(tái)的場(chǎng)地保護(hù)區(qū)是一個(gè)由圓和長(zhǎng)方形合成的區(qū)域。圓的中心即天線陣中心，其半徑為75m。長(zhǎng)方形和長(zhǎng)度為從天

11、線陣開(kāi)始沿跑道中心線延長(zhǎng)線向跑道方向延伸至300m或跑道末端（以大者為準(zhǔn)），寬度為120m，圖1中所示，如果使用單方向輻射的天線陣，天線的輻射場(chǎng)型前后場(chǎng)強(qiáng)比20dB以上，則保護(hù)區(qū)不包括圖中的斜線區(qū)。航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地及其環(huán)境要求航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地及其環(huán)境要求航向信標(biāo)臺(tái)機(jī)房應(yīng)設(shè)置在天線陣排列方向的30范圍內(nèi)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦?、道路和電源情況，設(shè)置在天線的任意一側(cè)，距天線陣中心60m90m，圖1中所示，航向信標(biāo)臺(tái)機(jī)房及天線高度不應(yīng)超過(guò)機(jī)場(chǎng)端凈空。在場(chǎng)地保護(hù)區(qū)內(nèi)不應(yīng)有樹(shù)木、高桿作物，不應(yīng)修建建筑物、道路、金屬柵欄和架空金屬線纜。進(jìn)入航向信標(biāo)臺(tái)的通信和電源線纜穿越保護(hù)區(qū)時(shí)

12、，應(yīng)埋入地下。保護(hù)區(qū)內(nèi)地表應(yīng)平坦。跑道端和天線陣之間的縱向坡度為0.5%1%；橫向坡度為1，并應(yīng)平緩地過(guò)渡。在保護(hù)區(qū)內(nèi)，不應(yīng)停放車(chē)輛或飛機(jī)，不應(yīng)有任何的地面交通活動(dòng)。在航向信標(biāo)天線前方10，距天線陣3000m的區(qū)域內(nèi)，不應(yīng)有高于15m的建筑物和大型金屬反射物、高壓輸電線等。保護(hù)區(qū)內(nèi)的雜草高度不能超過(guò)0.5m。18#18#航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)18#18#航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)36#36#航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)航向信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)下滑信標(biāo)臺(tái)的場(chǎng)地保護(hù)區(qū)下滑信標(biāo)臺(tái)的場(chǎng)地保護(hù)區(qū) 圖中：D天線至跑道著陸端的距離，m； U60m V天線至跑道中心線的距離，m； W30m

13、 X120m Y360m或距離D（以大者為準(zhǔn)）； L900m或至機(jī)場(chǎng)邊界或至平滑地面的終止點(diǎn)（以小者為準(zhǔn)）下滑信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地及其環(huán)境要求下滑信標(biāo)臺(tái)場(chǎng)地及其環(huán)境要求場(chǎng)地保護(hù)區(qū)的“A區(qū)”，不應(yīng)種植農(nóng)作物，雜草的高度不超過(guò)0.3m，縱向坡度與跑道坡度相同，橫向坡度不大于1%，并平整到設(shè)計(jì)坡度的4cm范圍內(nèi)。在該區(qū)內(nèi)，不應(yīng)停放車(chē)輛和飛機(jī)，不應(yīng)有任何的地面交通活動(dòng)。場(chǎng)地保護(hù)區(qū)的“B區(qū)”，地面應(yīng)盡可能平坦，地形凹凸高度的允許值，與天線到地形凹凸處的距離、天線的高度等因素有關(guān)場(chǎng)地保護(hù)區(qū)的“C區(qū)”內(nèi)不應(yīng)有高于10m的金屬建筑物、高壓輸電線、堤壩、樹(shù)林、山丘等存在。該區(qū)域的坡度應(yīng)不起過(guò)15。 “A區(qū)”、“B區(qū)”和距天線中心線延長(zhǎng)線（與跑道平