無線電導(dǎo)航與雷達 (資料保留)

無線電導(dǎo)航與雷達(資料保留)第三章無線電導(dǎo)航與雷達系統(tǒng)3.1導(dǎo)航系統(tǒng)概述3.2自動定向機3.3儀表著陸系統(tǒng)3.4全向信標(biāo)系統(tǒng)3.5無線電高度表（LRRA）3.6測距機3.7機載應(yīng)答機系統(tǒng)3.8避撞系統(tǒng)3.9氣象雷達系統(tǒng)3.10機載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)簡介3.11近地警告系統(tǒng)3.1導(dǎo)航系統(tǒng)概述3.1.1導(dǎo)航系統(tǒng)的功用與導(dǎo)航參數(shù)3.1.2導(dǎo)航系統(tǒng)的分類導(dǎo)航系統(tǒng)的功用導(dǎo)航是引導(dǎo)飛行器達到預(yù)定目的地的過程。導(dǎo)航系統(tǒng)測量飛機的位置、速度、航跡、姿態(tài)等參數(shù)，供駕駛員或自動飛行控制系統(tǒng)引導(dǎo)飛行器按預(yù)定航線航行。導(dǎo)航參數(shù)1、航向飛機的航向是指飛機的機頭方向。（1）真航向真子午線（即地理經(jīng)線）與飛機縱軸在水平面上的夾角為真航向角。（2）磁航向磁子午線(即地球磁經(jīng)線)與飛機縱軸在水平面上的夾角為磁航向角。磁航向與真航向的關(guān)系為：真航向＝磁航向＋磁差（3）羅航向

（4）陀螺航向：（5）大圓航向通過地心的截面與地球表面相交的圓圈最大，稱為大圓圈；飛機沿大圓線飛行的航向稱為大圓航向。2、航線飛機在空中飛行時所選用的飛行路線稱為航線。（1）大圓航線地球表面上任意兩點之間的距離，以大圓圈線為最短，即航程最近。飛機沿大圓圈線飛行的航線稱為大圓航線。（2）等角航線在地球表面上，與各子午線相交的角度都相等的曲線叫做等角線。飛機在無風(fēng)條件下飛行，如保持真航向始終不變，則該飛機的飛行路線是一條等角線。3.1.2導(dǎo)航系統(tǒng)的分類根據(jù)導(dǎo)航方法及原理的不同，可將導(dǎo)航系統(tǒng)分為以下幾種：1、導(dǎo)航儀表飛機上最簡單的導(dǎo)航設(shè)備是導(dǎo)航儀表。導(dǎo)航儀表可單獨測出飛機的一些導(dǎo)航參數(shù)，如磁航向、空速、高度等，供給飛行員操縱飛機，完成導(dǎo)航任務(wù)。例如：磁羅盤、空速表、高度表2、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)利用無線電技術(shù)測量導(dǎo)航參數(shù)的系統(tǒng)稱為無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的種類較多，可實現(xiàn)測高、測向、測速、測距和定位等基本功能。無線電導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點是定位精度不會隨飛行時間的增加而增大。其缺點是工作受外界因素如氣候、地形、外部干擾等因素的影響，以及需要地面導(dǎo)航設(shè)備(衛(wèi)星導(dǎo)航需眾多衛(wèi)星)等。3、天文導(dǎo)航天文導(dǎo)航基本原理是利用光學(xué)儀器(如六分儀)人工觀測星體高度角，進而確定航行體的位置。4、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是利用導(dǎo)航衛(wèi)星來實現(xiàn)導(dǎo)航的。導(dǎo)航衛(wèi)星嚴(yán)格地控制在預(yù)定的軌道上運行，利用裝在航行體上的無線電裝置測出航行體與衛(wèi)星之間的相對速度或位置，從而確定航行體在地球上的位置等導(dǎo)航參數(shù)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有其精度極高的突出優(yōu)點，但它仍屬于被動式導(dǎo)航，易受外界因素影響，在少數(shù)地區(qū)無法覆蓋。5、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航利用慣性敏感元件測量航行體相對于慣性空間的線運動和角運動參數(shù)，在給定的運動初始條件下，由計算機推算出航行體的姿態(tài)、方位、速度和位置等參數(shù)，從而引導(dǎo)航行體完成預(yù)定的航行任務(wù)。慣導(dǎo)系統(tǒng)的突出優(yōu)點是：(1)自主性比較強，它可以不依賴任何外界系統(tǒng)的支援而單獨進行導(dǎo)航；(2)對準(zhǔn)后的短時定位精度較高。此外，它的輸出參數(shù)多，尤其是它還可輸出載體的姿態(tài)參數(shù)，這是其它導(dǎo)航系統(tǒng)所沒有的。慣導(dǎo)系統(tǒng)的缺點是定位精度隨時間的增加而降低，或定位誤差隨時間的增加而積累。這對飛機和艦船，尤其是遠程飛行的飛機，是應(yīng)當(dāng)考慮的。6、組合導(dǎo)航上述幾種類型的導(dǎo)航系統(tǒng)各有優(yōu)缺點。為了提高導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度和性能，往往將上述兩種以上的導(dǎo)航系統(tǒng)組合成為組合式導(dǎo)航系統(tǒng)。目前通常應(yīng)用的是由慣導(dǎo)系統(tǒng)與無線電導(dǎo)航系統(tǒng)組成的組合方式，或由慣導(dǎo)系統(tǒng)與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成的組合方式。3.2自動定向機自動定向機的功用3.2.2系統(tǒng)組成3.2.3自動定向的基本原理3.2.1自動定向機的功用自動定向機（ADF）也叫無線電羅盤。自動定向機可利用100—2000kHz頻段范圍內(nèi)的民用廣播電臺和專用的NDB電臺（無方向?qū)Ш脚_），方便地測量飛機與地面導(dǎo)航臺的相對方位。現(xiàn)代民用飛機通常裝有兩部定向機?，F(xiàn)代飛機的自動定向機的主要功能是測定飛機縱軸方向到地面導(dǎo)航臺的相對方位角，進行向臺（TO）或背臺（FROM）飛行。此外，可利用ADF收聽新聞和音樂。自動定向系統(tǒng)的工作頻率范圍為190—1750kHz，即便工作于中、低頻段。3.2.2系統(tǒng)組成一、定向接收機二、控制盒三、方位指示器四、垂直天線和環(huán)形天線一、自動定向接收機現(xiàn)代機載自動定向機大多采用超外差式調(diào)幅接收電路。二、控制盒與定向機的工作方式1、定向（ADF）方式此時定向機可利用方向性天線（環(huán)形天線）和垂直天線（無方向性天線）的信號實現(xiàn)自動定向。2、天線（ANT方式）當(dāng)方式開關(guān)置于天線方式時，只有垂直天線所接收的信號可以輸入接收機。定向機只能用以接收所選擇電臺的信號，相當(dāng)于一臺收音機，不能定向。3、測試（TEST）測試方式用于測試定向機系統(tǒng)。

三、方位指示器無線電方位磁指示器四、天線1、環(huán)形天線的方向特性環(huán)形天線是一種方向性的天線，其方向性圖為以環(huán)形天線為中心的“8”字圖形。2、垂直天線是無方向性天線。利用環(huán)形天線同垂直天線相結(jié)合的方法實現(xiàn)單值定向。3.2.3自動定向的基本原理自動定向機利用環(huán)形天線方向性特性測定地面電臺的相對方位。一、環(huán)形天線的方向特性二、自動定向機的單值定向一、環(huán)形天線的方向特性環(huán)形天線是一種方向性的天線，其方向性圖為以環(huán)形天線為中心的“8”字圖形。二、自動定向機的單值定向垂直天線是無方向性天線利用環(huán)形天線同垂直天線相結(jié)合的方法實現(xiàn)單值定向。3.3儀表著陸系統(tǒng)儀表著陸系統(tǒng)的功用3.3.2ILS的系統(tǒng)組成及地面設(shè)備配置儀表著陸系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)3.3.4航向偏離指示原理3.3.5下滑指示的基本原理

指點信標(biāo)系統(tǒng)3.3.1儀表著陸系統(tǒng)的功用一、功用二、著陸標(biāo)準(zhǔn)等級一、功用

在惡劣氣象條件和能見度不良條件下給駕駛員提供引導(dǎo)信息，保證飛機安全進近和著陸。

二、著陸標(biāo)準(zhǔn)等級Ⅰ類設(shè)施的運用性能：在跑道視距不小于800m的條件下，以高的進場成功概率，能將飛機引導(dǎo)至60m的決斷高度。Ⅱ類設(shè)施的運用性能：在跑道視距不小于400m的條件下，以高的進場成功概率，能將飛機引導(dǎo)至30m的決斷高度。Ⅲ類設(shè)施的運用性能：沒有決斷高度限制，在跑道視距不小于200m的條件下，著陸的最后階段憑外界目視參考，引導(dǎo)飛機至跑道表面。因此目叫“看著著陸”（seetoland）。Ⅲ類設(shè)施運用性能：沒有決斷高度限制和不依賴外界目視參考，一直運用到跑道表面，接著在跑道視距50m的條件下，憑外界目視參考滑行，因此目叫“看著滑行”（seetoxi）。Ⅲc類設(shè)施的運用性能：無決斷高度限制，不依靠外界目視參考，能沿著跑道表面著陸和滑行。3.3.2ILS的系統(tǒng)組成及地面設(shè)備配置ILS系統(tǒng)包括三個分系統(tǒng)：提供橫向引導(dǎo)的航向信標(biāo)（localizer）系統(tǒng)提供垂直引導(dǎo)的下滑信標(biāo)（glidealope）系統(tǒng)提供距離的指點信標(biāo)（markerbeacon）航向和下滑信標(biāo)產(chǎn)生的引導(dǎo)信號3.3.3儀表著陸系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

航向信標(biāo)工作頻率為108.10—111.95MHz范圍中1/10MHz為奇數(shù)的頻率，共有40個波道。下滑信標(biāo)工作頻率為329.15—335MHz的UHF波段，頻率間隔150kHz，共有40個波道。指點信標(biāo)工作頻率為固定的75MHz。航向信標(biāo)和下滑信標(biāo)工作頻率是配對工作的。機上的航向接收機和下滑接收機是統(tǒng)調(diào)的，控制盒上只選擇和顯示航向頻率，下滑頻率自動配對調(diào)諧。3.3.4航向偏離指示原理地面航向臺沿跑道中心線兩側(cè)發(fā)射兩束水平交叉的輻射波瓣，跑道左邊的甚高頻載波輻射波瓣被90Hz低頻信號調(diào)幅，跑道右邊的甚高頻載波輻射波瓣被150Hz低頻信號調(diào)幅。當(dāng)飛機在航向道上時，90Hz調(diào)制信號等于150Hz調(diào)制信號。若飛機偏離到航向道的左邊，90Hz調(diào)制信號大于150Hz調(diào)制信號反之，150Hz調(diào)制信號大于90Hz調(diào)制信號3.3.5下滑指示的基本原理下滑接收機的通過對90Hz和150Hz調(diào)制音頻下滑的比較，引導(dǎo)飛機對準(zhǔn)下滑道。如所接收的90Hz信號等于150Hz信號，下滑偏離指針指在中心零位（C飛機）。若飛機在下滑道的上面，90Hz音頻大于150Hz音頻，偏離指針向下指（A飛機），表示下滑道在飛機的下面。反之，飛機在下滑道下面時，150Hz音頻大于90Hz音頻，指針向上指（B飛機），表示下滑道在飛機的上面。下滑信標(biāo)輻射場和偏離指示3.3.6指點信標(biāo)系統(tǒng)

指點信標(biāo)臺發(fā)射頻率均為75MHz。而調(diào)制頻率和臺識別碼各不相同，以便使飛行員識別飛機在哪個信標(biāo)臺上空。航道指點信標(biāo)臺安裝在沿著著陸方向的跑道中心線延長線上。在飛機飛越各指點信標(biāo)臺上空時，對應(yīng)的指點信標(biāo)指示燈亮，且可聽道各指點信標(biāo)臺所發(fā)射的不同的音頻編碼鍵控調(diào)制。3.4全向信標(biāo)系統(tǒng)全向信標(biāo)系統(tǒng)的功用3.4.2全向信標(biāo)系統(tǒng)的組成3.4.3全向信標(biāo)系統(tǒng)的基本工作原理3.4.1全向信標(biāo)系統(tǒng)（VOR）的功用1、基本功用是引導(dǎo)飛機沿選定的航路飛行機載VOR接收機接收VOR臺所發(fā)射的信號，經(jīng)處理后可指示出VOR臺的磁方位角，并進而計算飛機相對于預(yù)選航道的偏差。飛行員根據(jù)EHSI等儀表上的航道偏離桿的指示，即可駕駛飛機沿預(yù)選航道飛行。2、定位利用VOR接收機所測出的VOR方位角，加上由測距機所提供的飛機到VOR／DME臺的距離，便可進行定位計算，確定飛機的地理位置。3.4.2全向信標(biāo)系統(tǒng)的組成一、VOR接收機二、控制盒三、天線四、指示器二、控制盒甚高頻導(dǎo)航控制盒是VOR，ILS，DME共用四、指示器1、無線電磁指示器（RMI）：可指示磁航向、VOR方位、相對方位角。2、水平狀態(tài)顯示器（EHSI）如下圖。3.4.3全向信標(biāo)系統(tǒng)的基本工作原理一、有關(guān)的角度定義二、VOR系統(tǒng)的基本工作原理三、VOR工作頻率分配一、有關(guān)的角度定義1、VOR方位角VOR方位角是指從飛機所在位置的磁北方向顧時針測量到飛機與VOR臺連線之間的夾角。VOR方位也稱電臺磁方位。2、飛機磁方位從VOR臺的磁北方向順時針測量到VOR臺與飛機連線之間的夾角，叫飛機磁方位。它是以VOR臺為基準(zhǔn)來觀察飛機相對VOR臺的磁方位。3、磁航向磁航向是指飛機所在位置的磁北方向和飛機縱軸方向（機頭方向）之間順時針方向測量的夾角。4、相對方位角飛機縱軸方向和飛機到VOR臺連線之間順時針方向測量的夾角，叫相對方位角，或稱電臺航向。二、VOR系統(tǒng)的基本工作原理VOR臺發(fā)射信號是由兩個低頻信號調(diào)制的射頻信號。一個稱為基準(zhǔn)相位信號，另一個稱為可變相位信號?；鶞?zhǔn)相位信號的相位在VOR臺周圍的各個方位上相同；可變相位信號的相位隨VOR臺的徑向方位而變。飛機磁方位決定于基準(zhǔn)和可變相位信號之間的相位差。機載設(shè)備接收VOR臺的發(fā)射信號，并測量出這兩個信號的相位差，就可得到飛機磁方位角，再加180°就是VOR方位。三、VOR工作頻率分配VOR和LOC工作在同一甚高頻頻段的不同頻率上。VOR／LOC工作頻率范圍從108.00—117.95MHz，頻率間隔50kHz，共有200個波道。其中108.00—111.95MHz之間的頻率，VOR／LOC共用，其中十分位為偶數(shù)的頻率為VOR波道；112—117.95MHz之間的頻率均為VOR波道。3.5無線電高度表（LRRA）系統(tǒng)功用和組成調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）高度表3.5.3等差頻FMCW高度表3.5.4飛機安裝延時校正和多設(shè)備安裝干擾3.5.5高度指示與決斷高度3.5.1系統(tǒng)功用和組成一、無線電高度表的功用二、無線電高度表的組成一、無線電高度表的功用無線電高度表測量飛機相對地面的真實高度或叫垂直高度。測高范圍為0—2500英尺，屬于低高度無線高度表，簡稱LRRA。主要應(yīng)用于飛機的起飛和著陸階段?，F(xiàn)代無線電高度表的工作頻率為4300MHz（c波段）。二、無線電高度表的組成無線電高度表的類型： 調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）高度表 等差頻FMCW高度表 脈沖式高度表LRRA系統(tǒng)包括收/發(fā)機組件、發(fā)射天線、接收天線和高度指示器。接收天線和發(fā)射天線可以互換。

3.5.2調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）高度表FMCW高度表發(fā)射信號是調(diào)頻連續(xù)波，可以用正弦波調(diào)頻或用三角波調(diào)頻。在接收機收到反射波的t2時刻的發(fā)射頻率為f2,而所接收的信號頻率為f1，即在t時間內(nèi)，發(fā)射頻率從f1變化到f2,f=f2-f1，所以可以用f來測量高度，因為它反映了時間差t，即反映了高度。3.5.3等差頻FMCW高度表在等差頻FMCW高度表中，保持差頻Fb和頻偏ΔF不變，而調(diào)制周期TM是隨飛機高度變化的。由于發(fā)射信號是調(diào)頻連續(xù)波，而且差頻保持不變，故叫等差頻FMCW高度表。由于當(dāng)飛機高度增加時電波往返傳播時間Δt增加，因此需增大調(diào)頻波的調(diào)制周期TM才能保持差頻Fb不變。反之，當(dāng)飛機高度減小時，電波往返傳播時間Δt也減小，因此需減小調(diào)頻波的調(diào)制周期。所以這種高度表實際上是用調(diào)制周期TM的大小來測量高度的。3.5.4飛機安裝延時校正

和多設(shè)備安裝干擾一、飛機安裝延時（AID）二、減小多設(shè)備安裝互相干擾的方法三、高度跳閘信號一、飛機安裝延時（AID）飛機停在地面上時，地面反射信號相對發(fā)射信號會產(chǎn)生傳播延時，這個延時所產(chǎn)生的高度叫安裝延時高度，它決定于收發(fā)電纜長度，收發(fā)天線之間距離和飛機停在地面上天線離地高度。二、減小多設(shè)備安裝互相干擾的方法

飛機上通常裝2套或3套無線電高度表，同時工作。一部高度表可能會接收到另一部高度表的泄漏信號，或接收到另一部高度表的地面反射信號，這就會造成干擾。減少互相干擾的方法是：（1）保證天線間有足夠的間隔（2）在裝兩部高度表的飛機上，使兩部高度表的頻率調(diào)制信號相位相差180o（3）飛機上裝三部無線電高度表時，使用不同的調(diào)制頻率，來減小相互干擾。三、高度跳閘信號

高度跳閘信號是指當(dāng)無線電高度低于某一高度（如1500ˊ，500ˊ，200ˊ，50ˊ，20ˊ，10ˊ）時，輸出一個接地信號加到其它相關(guān)系統(tǒng)，以控制其他系統(tǒng)的工作。3.5.5高度指示與決斷高度一、高度表指示器二、EADI上的高度指示一、高度表指示器（1）高度指針從-20—2500尺，指示器上的刻度在0—500尺是線性變化，500—2500尺以內(nèi)是對數(shù)變化。當(dāng)高度大于2500尺時，高度指針由指針板蓋住。（2）決斷高度（DH）旋鈕當(dāng)飛機高度低于決斷高度時，決斷高度燈亮。（3）警告旗警告旗出現(xiàn)，這時高度指示無效，不能用于飛行。（4）測試按鈕在自動著陸期間，斷開人工自檢功能二、EADI上的高度指示無線電高度顯示（RA＞DH）RA顯示從-20—2500尺，字是白色，大于2500尺，顯示空白。決斷高度顯示DH顯示在RA的上面，字是綠色。包括DH后面跟著是選定的決斷高度。EFIS控制板上DH選擇范圍是-20—999尺。顯示范圍是0—999尺。如果選擇DH是負值，則顯示空白。決斷高度警戒結(jié)束決斷高度警戒可以自動結(jié)束或人工復(fù)位。自動結(jié)束出現(xiàn)在飛機著地或飛機爬升到比選定決斷高度高75尺時。人工復(fù)位是通過按壓EFIS控制板上的復(fù)位按鈕實現(xiàn)的。復(fù)位后，RA顯示回到白色，DH顯示回到綠色。3.6測距機(DME)測距機的功用測距機系統(tǒng)的工作方式距離計算原理3.6.4機載測距機系統(tǒng)3.6.5應(yīng)用微處理器及數(shù)字技術(shù)的新型測距機3.6.1測距機的功用測距機用于測量飛機與地面測距信標(biāo)臺之間的斜距ρ-θ定位ρ-ρ或ρ-ρ-ρ定位利用機場DME臺和機場VOR臺，可以實現(xiàn)對飛機的進近引導(dǎo)。

3.6.2測距機系統(tǒng)的工作方式測距機系統(tǒng)是采用詢問-應(yīng)答方式實現(xiàn)測量距離的。機載測距機中的發(fā)射電路產(chǎn)生射頻脈沖對信號，地面測距信標(biāo)臺的接收機收到這一詢問信號后，經(jīng)過50μs的延遲，由其發(fā)射機產(chǎn)生相應(yīng)的“應(yīng)答”信號發(fā)射；機載測距機在接收到地面射頻脈沖對應(yīng)答信號后，即可由距離計算電路根據(jù)詢問脈沖與應(yīng)答脈沖之間的時間延遲t，計算出飛機到測距信標(biāo)臺之間的視線距離。機載測距機稱為詢問器，地面測距機稱為應(yīng)答器，或稱為信標(biāo)臺。測距機的詢問頻率范圍為1025—1150MHz，地面測距臺的應(yīng)答頻率范圍為962—1213MHz。測距機的詢問頻率和測距信標(biāo)臺的應(yīng)答頻率相差63MHz。3.6.3距離計算原理測距機發(fā)出的詢問信號與相應(yīng)的測距信標(biāo)臺應(yīng)答信號所經(jīng)歷的是往返距離2R。3.6.4機載測距機系統(tǒng)一、測距機

測距機（詢問器）用以產(chǎn)生1025—1150MHz的射頻脈沖詢問信號，接收并處理地面應(yīng)答信號，完成距離計算由于飛機上的測距機和空中交通管制應(yīng)答機、TCAS都工作于頻率相近的L頻段，所以不應(yīng)同時輻射信號，以免相互干擾。為此，當(dāng)一臺測距機發(fā)射時，應(yīng)抑制兩臺ATC應(yīng)答機、TCAS計算機和另一臺測距機發(fā)射，反之亦然。

二、距離顯示器三、測距機的控制對測距機的控制包括波道選擇與工作方式控制。（一）頻率選擇測距機的工作波道是與甚高頻導(dǎo)航系統(tǒng)配對選擇的，因此由甚高頻導(dǎo)航控制盒上的頻率選擇旋鈕統(tǒng)一選擇。（P431頁圖-3-14）（三）測試按鈕按下測試按鈕即可起動測距機的內(nèi)部的自檢電路。通過顯示器的顯示，可以判斷設(shè)備工作是否正常。四、天線測距機采用的是L波段的短刀形寬頻帶天線。

3.6.5應(yīng)用微處理器及數(shù)字技術(shù)的新型測距機四種工作方式和特點準(zhǔn)備、單波道、直接掃頻和自由掃頻準(zhǔn)備方式時，測距機的接收電路是正常工作的，但發(fā)射電路不產(chǎn)生詢問信號。單波道，就是測距機工作于所選定的單一工作波道，與相應(yīng)的一個地面測距臺相配合，提供飛機到該測距臺的距離信息。當(dāng)選擇直接掃頻式時，測距機可按照一定的優(yōu)先順序，與所選擇的5個地面測距臺配合，提供飛機到這5個測距臺的距離信息。而當(dāng)測距機工作于自由掃頻方式時，對地面測距臺的選擇優(yōu)先順序是由測距機內(nèi)的微處理器本身來控制的。選擇的準(zhǔn)則通常是根據(jù)各地面測距臺的遠近和信號的可提供狀況。工作方式靈活、應(yīng)用廣泛測距精度、工作可靠性等性能大為提高3.7機載應(yīng)答機系統(tǒng)空中交通管制與二次雷達的工作方式3.7.2二次雷達系統(tǒng)的詢問信號和應(yīng)答信號

旁瓣抑制（SLS）3.7.4機載應(yīng)答機系統(tǒng)應(yīng)答機的基本工作原理

3.7.1空中交通管制與二次雷達的工作方式

ATC應(yīng)答機是空中交通管制雷達信標(biāo)系統(tǒng)（ATCRBS）—二次雷達的機載設(shè)備。ATCRBS以詢問-應(yīng)答方式工作，獲得所需的信息（飛機代碼、高度、距離、方位等）傳送到交通管制中心，有秩序地實施空中交通，防止飛機相撞，保持飛機之間的安全間隔，提高中心機場的利用效率。3.7.2二次雷達系統(tǒng)的詢問信號和應(yīng)答信號一、詢問信號二、機載應(yīng)答機的應(yīng)答信號1、識別應(yīng)答碼2、高度應(yīng)答碼一、詢問信號模式A用于識別，模式C用于高度詢問。詢問信號為1030MHz的脈沖射頻信號。模式A的脈沖間隔為8μ?

C模式為21μ?各模式脈沖的脈沖寬度為0.8μ?。二、機載應(yīng)答機的應(yīng)答信號A模式的識別詢問，應(yīng)答機產(chǎn)生識別碼應(yīng)答信號C模式的高度詢問，回答飛機的實時氣壓高度編碼信息。應(yīng)答機產(chǎn)生的識別或高度應(yīng)答信號的頻率是相同的，都是1090MHz,脈沖寬度為0.45us。應(yīng)答脈沖串由框架脈沖F1與F2,信息脈沖及SPI脈沖組成的。框架脈沖是應(yīng)答信號的標(biāo)志脈沖信息脈沖共有12個，排列順序如圖所示1、識別應(yīng)答碼識別碼是空中交通管制中用于表明飛機身份的代碼，由空中交通管制部門制定。識別碼為四位八進制碼（例如4012），可利用控制盒面板上的識別碼旋鈕來設(shè)定

在飛行員按下應(yīng)答機控制合上的識別（IDENT）按鈕后，在框架脈沖F2之后的4.35μ?處會出現(xiàn)一個特別位置識別脈沖——SPI脈沖。SPI脈沖的出現(xiàn)可使地面顯示終端上的該機圖象更加輝亮或加粗,以便管制人員識別.應(yīng)答脈沖的寬度為0.45μ?，間隔為1.35μ?的整數(shù)倍。2、高度應(yīng)答碼

當(dāng)應(yīng)答機回答模式C的詢問時，它的應(yīng)答脈沖串表示飛機的氣壓高度信息。氣壓高度信息是由大氣數(shù)據(jù)計算機提供的。3.7.3

旁瓣抑制（SLS）機載應(yīng)答機只有在飛機被二次雷達天線主瓣照射時產(chǎn)生應(yīng)答信號,接收到天線旁瓣信號時，不應(yīng)答.由于管制終端區(qū)內(nèi)的飛機距離二次雷達天線較近,所以被天線旁瓣所照射到的飛機上應(yīng)答機也往往會產(chǎn)生應(yīng)答信號,使顯示器上出現(xiàn)多個目標(biāo)的錯誤顯示.為了抑制旁瓣觸發(fā),采用三脈沖旁瓣抑制系統(tǒng).地面二次雷達所產(chǎn)生的詢問信號有三個射頻脈沖組成,其中P1與P3脈沖由方向性的天線輻射,旁瓣抑制脈沖P2則由無方向性的天線輻射。

控制P1,P3脈沖與P2脈沖的輻射功率比例,使得在方向性天線主瓣范圍內(nèi)的飛機所接收到的P1、P3脈沖幅度高于P2脈沖。這樣，應(yīng)答機即可通過比較P1、P3脈沖與P2的幅度判明飛機是處在二次雷達方向性天線的主瓣內(nèi)還是旁瓣內(nèi)，從而決定是否產(chǎn)生應(yīng)答信號。如果P1脈沖大于P2脈沖的幅度9dB,即表明飛機處于二次雷達天線的主波瓣法線方向上，產(chǎn)生應(yīng)答信號；P2脈沖大于P1脈沖，則表明P1脈沖是旁瓣照射產(chǎn)生的，不產(chǎn)生應(yīng)答信號；應(yīng)答機在模糊區(qū)的應(yīng)答概率隨P1脈沖的增大而增大。無方向性天線輻射方向性天線主瓣3.7.4機載應(yīng)答機系統(tǒng)

一、應(yīng)答機應(yīng)答機面板上設(shè)置的故障指示器用以表明系統(tǒng)是否存在或發(fā)生過故障。自檢按鈕（SELFTEST）用以自檢。自檢正常時，控制合上的綠色信號燈亮。二、天線

應(yīng)答機的天線為L波段的短刀型天線。飛機上裝有兩部應(yīng)答機天線。應(yīng)答機天線為無方向性天線。應(yīng)答機天線與測距機天線是相同的，可以互換。三、控制盒系統(tǒng)選擇開關(guān)（ATC）用于選擇應(yīng)答機進行應(yīng)答。識別碼顯示在顯示窗中。高度報告開關(guān)用以控制應(yīng)答機是否應(yīng)答高度詢問（模式C），并用以選擇第一套或第二套大氣數(shù)據(jù)計算機來作為高度報告信息源。按壓一次識別鈕（IDNT），可在應(yīng)答脈沖串中增加一個SPI脈沖，在地面ATC雷達熒光屏上，該機的圖像變得更亮，SPI脈沖保持約18秒故障燈在檢測到不正常的工作狀況時亮。3.7.5應(yīng)答機的基本工作原理由天線所接收的1030MHz詢問脈沖信號，經(jīng)由接收機得到視頻脈沖信號。譯碼電路按照控制盒所選擇的模式，鑒別P3脈沖與P1脈沖之間的時間間隔。如果詢問模式與所置定的詢問模式相符，則譯碼成功，就產(chǎn)生一個模式起動脈沖加到編碼電路去啟動編碼發(fā)射電路。如果詢問模式為高度詢問模式，則在應(yīng)答機控制合上選擇高度應(yīng)答方式時，譯碼電路即可輸出模式C起動控制信號，以觸發(fā)編碼器和發(fā)射機產(chǎn)生高度應(yīng)答信號。在編碼器產(chǎn)生編碼脈沖串期間，抑制電路所產(chǎn)生的內(nèi)抑制脈沖使接收機抑制約28μs，以防止譯碼器在應(yīng)答編碼期間再次產(chǎn)生編碼觸發(fā)信號。與此同時，抑制電路還產(chǎn)生外抑制信號加至測距機和TCAS，以防止在應(yīng)答機發(fā)射應(yīng)答脈沖期間測距機或TCAS也發(fā)射射頻信號，產(chǎn)生相互干擾。3.7.6S模式應(yīng)答機現(xiàn)代民用飛機上裝備的是離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)的機載應(yīng)答機，稱為S模式應(yīng)答機。離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)的基本思想，是以選擇性的“點名”詢問-應(yīng)答方式，取代ATCRBS的廣播式詢問-應(yīng)答方式，以克服多架飛機應(yīng)答機應(yīng)答信號的干擾問題。離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)賦予每一架飛機一個獨特的24位地址碼。地面雷達以數(shù)字式的詢問信號，詢問所指定地址碼的飛機。新型離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)與現(xiàn)行的交通管制雷達信標(biāo)系統(tǒng)是雙向兼容的。3.8避撞系統(tǒng)TCAS的功用3.8.2TCAS系統(tǒng)的組成與部件功用3.8.3TCAS系統(tǒng)的基本工作原理監(jiān)視能力與τ的概念3.8.1TCAS的功用

一、機載防撞系統(tǒng)的功用二、TCASⅡ在EHSI上提供的信息三、EFIS控制合對TCAS顯示的控制四、音頻信息一、機載防撞系統(tǒng)的功用TCASⅡ可提供本機鄰近空域中的交通狀況顯示，發(fā)出交通咨詢TA并能在確實存在潛在的危險接近時提前向機組發(fā)出決斷咨詢（解脫咨詢）RA。TCASⅡ所提供的決斷咨詢回避措施為垂直機動咨詢：爬升(clime)或下降（decent）。二、TCASⅡ在EHSI上提供的信息

TCASⅡ能提供入侵（相遇）飛機的相對位置等圖象信息，相關(guān)的字符信息，以及與交通咨詢、解脫咨詢相關(guān)聯(lián)的語音提醒信息等，顯示在TCAS的專用顯示器、電子飛行儀表系統(tǒng)或其它顯示器上。顯示在EHSI或?qū)Ш斤@示器ND上的TCAS信息主要是入侵飛機的圖像及其相對位置、威脅等級等，見圖3－29。（1）入侵飛機的相對位置。（2）威脅等級――以四種不同的符號來表示對本機威脅等級不同的飛機：一般（其它）飛機以空心的菱形圖案表示；鄰近飛機顯示為實心的菱形；發(fā)出交通咨詢的飛機的圖象為黃色的圓形；交通咨詢伴隨有語音提醒信息“TRAFFIC,TRAFFIC”(“交通，交通”)。解脫咨詢的飛機為紅色的矩形圖案。（3）相對高度：“＋”表示對方高于本機；“－”表示對方低于本機。（4）升降速度：當(dāng)相遇飛機的相對升降速度等于或大于500英尺/分時以向上或向下的箭頭表示。（5）無方位飛機信息是以字符方式顯示的該機的距離和相對高度。字符為黃色表示交通咨詢；決斷咨詢字符為紅色。（6）超顯示范圍飛機信息以“OUTOFFSCALE”（“超出顯示范圍”）表示。（7）威脅提醒：在出現(xiàn)交通咨詢或解脫咨詢的時，顯示黃色或紅色的“TRAFFIC”（“交通”）字符。（8）模式信息：按下EFIS控制合上的TFC（交通）按鈕，才可能在顯示器上顯示TCAS信息。此時，EHSI上顯示綠色的“TFC”（“交通”）。EADI上的RA信息EADI可用于顯示TCAS所發(fā)出的解脫咨詢信息。解脫咨詢信息是本機為回避入侵飛機所應(yīng)采取的垂直機動措施，如爬升、下降等三、EFIS控制合對TCAS顯示的控制由于TCAS系統(tǒng)需利用EHSI和EADI來顯示交通咨詢和解脫咨詢等信息，所以與EFIS控制合的上的有關(guān)控制元件的設(shè)置有關(guān)。（1）EHSI的工作模式在EHSI工作于NAV、VOR/ILS、MAP模式時，可以顯示TCAS的信息。（2）TFC按鈕只有在按下TFC按鈕后，EHSI才可以顯示TCAS的有關(guān)信息。（3）距離選擇TCAS的顯示距離決定于EHSI控制合上的距離選擇開關(guān)。由于TCAS的監(jiān)視范圍較小，所以為觀察TCAS提供的交通信息，通常選用較小的距離，如20、10海里。四、音頻信息TCAS除了可以提供各種視覺信息發(fā)出交通咨詢或解脫咨詢信息外，還同時以合成語音來提醒飛行員。3.8.2TCAS系統(tǒng)的組成與部件功用一、TCAS計算機/收發(fā)機二、兩部方向性天線三、XPNDR/TCAS控制合四、S模式應(yīng)答機及上下天線一、TCAS計算機/收發(fā)機TCAS計算機是機載防撞系統(tǒng)的核心。主要用以詢問及接收入侵飛機的應(yīng)答信號，完成防撞計算。基本功用為：監(jiān)視鄰近空域中的飛機；獲取所跟蹤飛機的數(shù)據(jù)；進行威脅評估計算；產(chǎn)生交通咨詢或解脫咨詢等。TCASⅡ計算機的前面板的LED指示器和一個自檢按鈕的功能1、

TTR-PASS和TTR-FAIL這兩個LED指示器用于表示TCASⅡ計算機/收發(fā)組本身的工作狀況。組件工作正常時，綠色的TTR-PASS（收發(fā)組正常）應(yīng)亮；組件故障時，則紅色TTR-FAIL（收發(fā)組故障）指示器亮。2、

XPNDR（應(yīng)答機）TCASⅡ計算機需與S模式應(yīng)答機通過兩條ARINC429總線頻繁地交換數(shù)據(jù)。當(dāng)應(yīng)答機故障或TCASⅡ計算機無法正常獲得由應(yīng)答機提供的數(shù)據(jù)時，XPNDR（應(yīng)答機）指示器亮。3、

UPPERANT（上天線）UPPERANT（上天線）紅色指示器亮表示TCASⅡ收發(fā)機的上天線故障4、

LOWERANT（下天線）LOWERANT（下天線）紅色指示器亮表示TCASⅡ收發(fā)機的下天線故障。5、

RADALT（無線電高度）當(dāng)TCAS計算機無法獲得由無線電高度表所提供的無線電高度信息時，RADALT（無線電高度）指示器亮。6、HDNG（航向）TCAS計算機所需的航向數(shù)據(jù)是由慣性基準(zhǔn)組件提供的。在無法獲得由慣性基準(zhǔn)組件提供的航向數(shù)據(jù)時，HDNG（航向）指示器亮。8、

R/A（解脫咨詢）在TCAS計算機所輸出的解脫咨詢信息不能正常輸出到相應(yīng)的顯示器上顯示時，R/A紅色指示器亮。9、

T/A（交通咨詢）T/A紅色指示器亮表示TCAS計算機所輸出的交通咨詢信息不能正常輸出到相應(yīng)的顯示器上顯示。10、

TEST按鈕按下TEST按鈕，即可啟動TCAS計算機的全面自檢。在按下TEST按鈕、TCAS的自檢過程中，所有的狀態(tài)顯示器先全部亮約1秒；然后全部斷開；此后，才顯示系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)。二、兩部方向性天線TCAS利用其方向性天線實現(xiàn)與相遇飛機的詢問-應(yīng)答，并獲得目標(biāo)的方位信息。TCARS的方向性天線內(nèi)部設(shè)有四個輻射單元，這四個輻射單元互成900，分別指向飛機的前、后、左、右。每部天線通過四根同軸電纜與TCARS收發(fā)案相連接，每根同軸電纜的接頭標(biāo)有順序號，且所涂的顏色不同，安裝時應(yīng)注意。三、XPNDR/TCAS控制盒1、工作方式開關(guān)工作方式開關(guān)用于選擇應(yīng)答機和TCAS的工作方式與功能。（1）STBY(準(zhǔn)備)工作方式開關(guān)置于STBY(準(zhǔn)備)位時，應(yīng)答機和TCAS發(fā)射機均不發(fā)射，但能接收。此時系統(tǒng)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。（2）ALTRPTOFF（不報告高度） 此時應(yīng)答機系統(tǒng)處于模式A方式，可以正常應(yīng)答模式A的詢問，但不會應(yīng)答模式C的詢問。TCAS發(fā)射機仍處于準(zhǔn)備狀態(tài)。（3）XPNDR（應(yīng)答機）工作方式開關(guān)置于（應(yīng)答機）位時，應(yīng)答機處于全功能狀態(tài)，可以正常應(yīng)答模式A和模式C的詢問。（4）TA（交通咨詢）此時在應(yīng)答機正常工作的基礎(chǔ)上，TCAS也正常工作，可在需要時產(chǎn)生交通咨詢，但仍不能產(chǎn)生解脫咨詢。（5）TA/RA（解脫咨詢）工作方式開關(guān)置于TA/RA（解脫咨詢）位，應(yīng)答機和TCAS均處于全功能狀態(tài)?？刂坪仙掀渌δ荛_關(guān)的功用與應(yīng)答機相同。3.8.3TCAS系統(tǒng)的基本工作原理一、TCAS的信息獲取 二、TCAS的詢問信號三、TCAS計算機與其它系統(tǒng)的交連一、TCAS的信息獲取TCAS是通過“收聽-詢問-應(yīng)答”方式獲取監(jiān)視空域中其它飛機的信息的。TCAS接收機收聽其它飛機的應(yīng)答信號或斷續(xù)發(fā)射信號，從而感知周圍空域中其它飛機的存在。TCAS計算機的防撞信息獲取過程，不依賴于地面ATC雷達。在獲得所需的信息后，TCAS計算機即對所監(jiān)視的飛機的運動趨勢進行分析評估，重點監(jiān)視那些對本機可能構(gòu)成威脅的飛機的運動狀況，并將所監(jiān)視的飛機的相對位置以及威脅等級顯示在顯示器上。必要時，計算機即發(fā)出相應(yīng)的交通咨詢或決斷咨詢。上述信息的獲取與威脅評估過程是不間斷地進行并實時地更新的。二、TCAS的詢問信號1、模式A、C呼叫詢問TCAS計算機通過模式A、C詢問，獲得相遇飛機的信息，計算該飛機的距離，并利用方向性天線來測量其方位。2、TCAS對模式S應(yīng)答機的詢問與信息獲取TCAS計算機按24位地址碼對這類飛機進行S模式的詢問，獲得該機的高度信息，計算該飛機的距離，并利用方向性天線來測量其方位。3、在相遇飛機的應(yīng)答機為S模式應(yīng)答機且裝備TCAS的情況下，本機的TCAS計算機即可與該機建立基于S模式數(shù)據(jù)鏈的空-空協(xié)調(diào)關(guān)系。空-空協(xié)調(diào)關(guān)系建立后，雙方的TCAS計算機即可確定由哪一方來控制回避機動，并保證所發(fā)出的垂直避撞機動咨詢?yōu)榛パa性的。三、TCAS計算機與其它系統(tǒng)的交連輸入信息主要包括無線電高度、航向、大氣數(shù)據(jù)計算機產(chǎn)生的有關(guān)本機的高度、速度、升降速度等信息。L波段設(shè)備的相互抑制飛機上的兩部應(yīng)答機、兩部測距機和TCAS均工作于L波段。為避免相互干擾，同一時刻只應(yīng)有一部處于發(fā)射狀態(tài)。在五部L波段設(shè)備中的一部開始發(fā)射之前，產(chǎn)生一個寬度為28μs的外抑制波門加到其它L波段設(shè)備，以避免其它L波段設(shè)備進入發(fā)射狀態(tài)，并保護其接收設(shè)備。來自近地警告系統(tǒng)的抑制信號近地警告系統(tǒng)的產(chǎn)生的“低于下滑道”、“拉起”和“風(fēng)切變”警告信息的優(yōu)先權(quán)高于TCAS的咨詢信息，所以，在近地警告系統(tǒng)發(fā)出上述三種警告信號時，會抑制TCAS輸出交通咨詢和解脫咨詢。3.8.4監(jiān)視能力與τ的概念一、監(jiān)視空域二、τ的概念三、跟蹤與顯示能力一、監(jiān)視空域TCAS的監(jiān)視空域為環(huán)繞本機的立體空域，TCAS所監(jiān)視的本機前方距離可達30海里。通常監(jiān)視距離為14海里。二、τ的概念TCAS計算機中所進行的監(jiān)視與跟蹤計算的基礎(chǔ)，是基于對入侵飛機接近率的連續(xù)監(jiān)視。TCAS計算機提前發(fā)出TA、RA的時間在TCAS計算機發(fā)出交通咨詢TA并進而發(fā)出決斷咨詢RA后，從飛行員意識到潛在的危險并按照決斷咨詢RA采取機動回避措施，到使飛機改變當(dāng)前的飛行高度而脫離危險，是需要一定的時間的。TA門限為20—48秒，RA為15—30秒。從TCAS計算機發(fā)出交通咨詢TA到發(fā)出決斷咨詢RA的間隔時間為15秒左右。τ取決于目標(biāo)的距離接近率與距離，其關(guān)系如下：τ=距離/距離接近率TCASⅡ發(fā)出交通咨詢TA的高度范圍為±1200英尺。三、跟蹤與顯示能力TCAS計算機的最大監(jiān)視能力可達30架。TCAS計算機的最大跟蹤能力為每平方海里0.32架，即5海里×5海里范圍內(nèi)最多可跟蹤8架。3.9氣象雷達系統(tǒng)機載氣象雷達系統(tǒng)用于在飛行中實時地探測飛機前方航路上的危險氣象區(qū)域，以選擇安全的回避航路，保障飛行安全工作方式有“氣象”、“氣象與湍流”、“地圖”等幾種。一、氣象方式（WX）此方式的功用是在飛行中連續(xù)地向飛行員提供飛機前方航路及其兩側(cè)扇形區(qū)域中的氣象狀況及其它障礙物的平面顯示圖象?？捎行綔y降水區(qū)、潮濕的冰雹、濕性湍流、風(fēng)切變等目標(biāo)的存在，提供目標(biāo)的強度、距離、方位信息。對云霧、雪花等不能有效探測，對晴空湍流也不能檢測。機載氣象雷達還能有效地發(fā)現(xiàn)航路上的山峰、相遇飛機等目標(biāo)。但絕不能把氣象雷達作為地形回避設(shè)備或防撞引導(dǎo)設(shè)備來應(yīng)用。二、地圖方式氣象雷達的“地圖”（MAP）方式用于觀察飛機前下方的地表特征圖形，諸如山峰、河流、湖泊、海岸線、大城市等的地形輪廓圖像。三、湍流方式湍流區(qū)域中的氣流運動急速多變，方向變化不定。氣象雷達工作于湍流方式時，雷達能檢測出危險的湍流區(qū)域，將其顯示為明顯的品紅色圖象或白色圖象。氣象雷達湍流方式的檢測距離通常為４０海里。四、測試方式在測試方式，有的雷達發(fā)射機所產(chǎn)生的射頻能量被引導(dǎo)到等效負載上去耗散掉，天線并不向外輻射能量。有的雷達則使發(fā)射機工作約1秒鐘，以檢查收發(fā)組工作狀況。3.9.2雷達的基本組成一、雷達收發(fā)組二、雷達天線組三、顯示器與控制盒四、波導(dǎo)系統(tǒng)

一、雷達收發(fā)組

現(xiàn)代氣象雷達發(fā)射電路通常采用主振-放大式發(fā)射電路。 氣象雷達接收機的基本任務(wù)是從雜亂的噪生背景中檢測出微弱的目標(biāo)回波來，產(chǎn)生視頻回波信號輸送被顯示器。二、雷達天線組氣象雷達所使用的天線有平板型天線和拋物面天線兩類?，F(xiàn)代氣象雷達均應(yīng)用平板型天線。波瓣寬度一般為3

5°。為維護方便，天線組件上裝有方位掃掠控制開關(guān)：將開關(guān)扳至斷開位，即可停止天線的方位掃掠。三、顯示器與控制盒彩色顯示器在顯示氣象目標(biāo)時通常用綠、黃、紅色來表示強度逐漸增大的降水區(qū)域。在顯示地面目標(biāo)時，通常用藍綠色、黃色、品紅色來代表反射強度不同的地面目標(biāo)。彩色WXR所顯示的目標(biāo)圖像的亮度與目標(biāo)的距離、面積、降雨率無關(guān)四、波導(dǎo)系統(tǒng)波導(dǎo)系統(tǒng)用以實現(xiàn)雷達收發(fā)組和天線之間的射頻能量傳輸。維護WXR波導(dǎo)應(yīng)注意連接正確，可靠；防止進水，防污垢，防塵土進入；密封圈防老化；防止變形，腐蝕。保證雷達信號的正常傳輸，保證雷達性能。3.9.3

氣象雷達探測目標(biāo)的基本原理一、雷達探測目標(biāo)的基本原理機載氣象雷達所發(fā)射的是頻率為9.3千兆赫的X波段信號，其波長為３.2厘米。降雨區(qū)及其它空中降水氣象目標(biāo)能夠?qū)@一波段的信號產(chǎn)生有效的反射，形成具有一定能量的回波信號，從而被雷達接收機所檢測。為了探測飛機航路前方及其左右兩側(cè)的氣象情況，氣象雷達天線是在一定范圍內(nèi)進行往復(fù)方位掃掠的。二、

雷達發(fā)射信號及其基本參數(shù)氣象雷達發(fā)射機所產(chǎn)生的雷達發(fā)射信號，為9.3GHz的周期性脈沖射頻信號。機載氣象雷達的脈沖重復(fù)頻率一般在120

3000Hz之間。脈沖寬度一般為數(shù)微秒。3.9.5雷達維護中的一些注意事項

1．散熱問題雷達收發(fā)組設(shè)置有專用的冷卻風(fēng)扇，以利于散熱。2、防磁使用磁控管的雷達收發(fā)組的磁控管外裝有磁性很強的永久磁鐵；有的雷達使用包含有鐵磁物質(zhì)（鐵氧體）的收發(fā)開關(guān)。工作中應(yīng)注意避免影響它們的磁性。3、電磁輻射及其它在必須使雷達工作于輻射能量的方式時，應(yīng)通知其他人員離開飛機前方的扇形區(qū)，應(yīng)上仰天線；不對準(zhǔn)機庫。另外，當(dāng)本架或附近的飛機正在加油或抽油時，不得使雷達工作于輻射能量方式。以免引燃汽油蒸氣。4、防止天線變形在維護過程中應(yīng)避免敲打撞擊與強力扳動天線，以防止天線變形。3.10機載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)簡介3.10.1機載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)概述一、功用機載GPS借助導(dǎo)航衛(wèi)星給飛機電子設(shè)備和機組人員提供飛機位置信息。GPS可以提供下列數(shù)據(jù)：經(jīng)度、緯度、高度、精確時間和地速。二、組成與接口二、組成與接口

機載GPS系統(tǒng)由GPS天線和多模式接收機（MMR）組成。GPS天線接收L波段（1575.42MHZ）射頻信號并送給MMR。多模式接收機MMR用于接收天線來的衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)和計算GPS數(shù)據(jù),計算出飛機位置和精確時間再把它送給飛行管理計算機（FMCS）.FMCS把GPS來的位置信息或?qū)Ш綗o線電來的位置信息與IRS數(shù)據(jù)結(jié)合起來，并計算出最終的飛機位置。大氣慣導(dǎo)組件（ADIRU）把位置數(shù)據(jù)送給多模式接收機.MMR從ADIRU得到慣性基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，它利用這些數(shù)據(jù)對系統(tǒng)初始化，并且在低衛(wèi)星覆蓋期間幫助系統(tǒng)工作。MMR輸出的數(shù)據(jù)送給IRS主警戒組件。IRS主警戒組件對這些數(shù)據(jù)進行監(jiān)視。一旦MMR組件出現(xiàn)故障，IRS主警戒組件就會使在IRS方式選擇板上的GPS故障燈點亮。通過CDU上的顯示的GPS數(shù)據(jù)來判斷機載GPS的工作是否正常。利用CDU進行GPS的的檢查和使用。3.10.2系統(tǒng)工作方式一、GPS的工作模式二、工作頻率三、自動限制四、衛(wèi)星信號的處理一、GPS的工作模式GPS有以下工作模式：獲取模式（Acquisitionmode）導(dǎo)航模式(Navigationmode)高度輔助模式(Altitudeaidedmode)輔助模式(Aidedmode)。1、獲取模式在該模式下，GPS處于搜索和鎖定衛(wèi)星信號。GPS接收機在開始計算GPS數(shù)據(jù)之前必須找到至少4顆衛(wèi)星。GPS首先從ADIRU獲得當(dāng)前飛機的位置和高度，然后再綜合內(nèi)部導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫就可計算出哪些衛(wèi)星是可用的。這樣很快就能進入下一模式---導(dǎo)航模式(Navigationmode)。如果ADIRU數(shù)據(jù)無效的話，GPS仍能獲得有效的衛(wèi)星信號。只不過這樣會多花一些時間，因為它要搜索所有衛(wèi)星。通常在ADIRU數(shù)據(jù)有效的情況下，GPS只要花75秒鐘就可獲得衛(wèi)星信號。而在ADIRU數(shù)據(jù)無效的情況下，就得花大約4

10分鐘時間。2、導(dǎo)航模式(Navigationmode)在該模式下，GPS接收機就能計算出GPS數(shù)據(jù)。3、高度輔助模式(Altitudeaidedmode)借助4顆有效衛(wèi)星，GPS可以存儲ADIRU高度與GPS計算高度之差。GPS這樣做的目的是為了當(dāng)僅有3顆有效衛(wèi)星的時候可以估算出GPS的高度。在該模式下，GPS將ADIRU來的高度和地球半徑進行求和，并作為第4距離。GPS在以下三種情況下進入高度輔助模式：---GPS曾工作在導(dǎo)航模式---只有3顆有效衛(wèi)星可供使用---GPS已在內(nèi)存中存儲了慣導(dǎo)高度和GPS高度的差值一旦第4顆衛(wèi)星出現(xiàn)，GPS將重新啟動正常工作方式。4、輔助模式(Aidedmode)在短暫的衛(wèi)星覆蓋不好期間（小于30秒），GPS將進入輔助模式。在輔助模式下，GPS從ADIRU處接收慣導(dǎo)高度、航跡角和地速信息。一旦衛(wèi)星覆蓋轉(zhuǎn)好，GPS就能迅速回到導(dǎo)航模式。在輔助模式下GPS的輸出為NCD（無計算數(shù)據(jù)）。如果GPS在30秒內(nèi)不能跟蹤這些衛(wèi)星，GPS就進入獲取模式。二、工作頻率衛(wèi)星向機載GPS發(fā)射的信號頻率是L1（1575.42MHZ）和L2（1227.6MHZ）頻率。衛(wèi)星發(fā)送狀態(tài)數(shù)據(jù)給地面監(jiān)視站的下行頻率是1783.74MHZ。地面站發(fā)送信息到衛(wèi)星的上行頻率是2227.5MHZ。3.11近地警告系統(tǒng)3.11.1概述3.11.2近地警告系統(tǒng)的工作方式3.11.3近地警告系統(tǒng)的部件功能3.11.4維護實踐3.11.1概述一、近地警告系統(tǒng)的功用二、GPWS的基本工作原理三、警告信息四、近地警告系統(tǒng)的基本組成與接口一、近地警告系統(tǒng)的功用

當(dāng)飛機處于不安全的接地飛行狀態(tài)，或飛機進入風(fēng)切變區(qū)域（由向相反方向快速移動的大量空氣組成）時向機組發(fā)出警告，以使飛行員意識到飛機所處的危險狀態(tài)并立即采取糾正措施，使飛機脫離不安全的接地飛行狀態(tài)。二、GPWS的基本工作原理近地警告計算機根據(jù)相關(guān)機載導(dǎo)航系統(tǒng)所獲得的各種飛機飛行運動參數(shù)，實時地監(jiān)測飛機相對于地面的飛行運動狀態(tài)。近地警告計算機將由其它機載電子系統(tǒng)所獲得的飛行運動狀態(tài)和構(gòu)型狀態(tài)數(shù)據(jù)與存儲在計算機中的事先設(shè)定的門限值進行比較，一旦發(fā)現(xiàn)飛機進入不安全的近地飛行狀態(tài)，即可及時發(fā)出警告。三、警告信息近地警告系統(tǒng)所發(fā)出的警告信息為：1、駕駛艙中的模擬警告語音；2、儀表板上的警告燈光信號；3、電飛行儀表系統(tǒng)顯示組件上的相關(guān)視頻信息。四、近地警告系統(tǒng)的基本組成與接口

飛機上裝備一套近地警告系統(tǒng)。系統(tǒng)的基本組件為：1、近地警告計算機GPWC一部；2、近地警告系統(tǒng)控制板；3、近地警告燈／抑制電門組件。近地警告系統(tǒng)需通過警告電子組件、揚聲器和耳機、主警告燈等發(fā)出警告信息。近地警告系統(tǒng)需由相關(guān)系統(tǒng)獲得所需的信息。在近地警告計算機發(fā)出近地警告信息時，還將有關(guān)警告狀態(tài)輸送給飛行數(shù)據(jù)記錄器系統(tǒng)予以記錄。在近地警告計算機發(fā)出“拉起”、“低于下滑道”、“風(fēng)切變”警告信息時，抑制TCAS計算機發(fā)出有關(guān)警告，因為上述三種近地警告信息具有較高的優(yōu)先權(quán)。3.11.2近地警告系統(tǒng)的工作方式一、近地警告系統(tǒng)的警告方式近地警告系統(tǒng)GPWS能根據(jù)不同的導(dǎo)致危險接近地面飛行的原因，發(fā)出相應(yīng)的警告，這就是近地警告系統(tǒng)的工作方式。通常，近地警告系統(tǒng)有以下幾種警告方式。過大的下降率警告方式在飛機的離地高度較低時，如果飛機的下降率超出了安全飛行的極限，近地警告系統(tǒng)即發(fā)出相應(yīng)的警告。過大的接近率警告方式由于地形的上升（如接近山峰時），即使飛機的飛行姿態(tài)沒有改變，也可能導(dǎo)致飛機與上升的地面之間的接近率過大。顯然，近地警告系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)發(fā)出接近率過大的警告。掉高度過大警告方式飛機不在著陸期間或飛機在爬高期間（起飛或復(fù)飛）過大地掉高度，近地警告系統(tǒng)發(fā)出掉高度過大的警告。飛機離地凈高太小警告方式當(dāng)飛機不在著陸期間飛機離地凈高太小時發(fā)出警告。低于下滑道過大警告方式飛機在進近過程中起落架放下后，如偏低于下滑道過大則系統(tǒng)發(fā)出警告。風(fēng)切變警告方式當(dāng)飛機遭遇風(fēng)切變時系統(tǒng)發(fā)出警告。高度呼叫用于在飛機下降過程