1、無線電在民航飛機起降時的應(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、無線）,Navigation 導(dǎo)航,NDB（無方向信標(biāo)）VOR（全向信標(biāo)）DME（測距儀）ILS（儀表著陸系統(tǒng)）MK（指點標(biāo)）衛(wèi)星慣性導(dǎo)航（非無線電類

2、）,Surveillance 監(jiān)視,一次雷達二次雷達ADS-CADS-B場面監(jiān)視雷達多點相關(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動區(qū)內(nèi)航空器與障礙物相撞，維護和加快空中交通的有序流動。,,空中交通管理,1. 全面掌握飛行資料      包括：飛行計劃、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“目的地”,飛行機組,1. 航班放行 放行評估和飛行申請-------放行權(quán) 飛行狀態(tài)監(jiān)控, 地面支持-------應(yīng)急      2. 運行控制 次日航班計劃, 航班監(jiān)控, 航班調(diào)配, 運行統(tǒng)計分析,簽派管理,航班執(zhí)行流程,,,機組,,制定

4、、下達飛行計劃,,依照飛行資料執(zhí)行任務(wù),,申報,,簽派,（站調(diào)）,,空管,提供管制服務(wù),保障,,指令,管制,,,塔臺管制,放行許可地面管制塔臺管制,,,飛越管制區(qū),,,起飛站,目的地,,,進近管制,區(qū)域管制,塔臺管制,進近管制,區(qū)域管制,塔臺管制地面管制,離場管制,進近管制進場管制,,空中交通管制流程示意,塔臺管制室,發(fā)布本場天氣實況發(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)通報航空器起飛降落時間根據(jù)本

5、場的實際情況提出流量控制建議,塔臺放行,使用無線電設(shè)備VHF（模擬信號）VHF（數(shù)據(jù)鏈）（數(shù)字放行）,地面滑行管制,使用無線電設(shè)備VHF場面監(jiān)視雷達（大型機場）多點相關(guān)定位（大型機場）,塔臺管制,使用無線電設(shè)備VHF無線電導(dǎo)航NDB、VOR、DME、ILS、指點標(biāo)、衛(wèi)星等根據(jù)進離場飛行程序決定使用設(shè)備二次雷達雷達管制區(qū)域一次雷達（輔助）場面監(jiān)視雷達（輔助）,進近管制室,控制進、離港航空器之間的間隔調(diào)配進近區(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)的實際情況提出流量控制建議,進近管制,使用無線電設(shè)備VHF無線電導(dǎo)航NDB、VOR、DME、衛(wèi)星等根據(jù)航路航線設(shè)計決定使用設(shè)備二次雷達雷達管制區(qū)域一次雷達（輔助）雷達管制區(qū)域,區(qū)域管制室,編制所管轄范圍內(nèi)的軍民航飛行計劃向北空管制部門通報飛行計劃和飛行動態(tài)拍發(fā)有關(guān)軍用航空器飛行計劃電報和起飛報調(diào)配航線上飛行的航空器之間的間隔按進近要求調(diào)整進走廊航空器之間的間隔控制區(qū)域內(nèi)各

7、機場起飛航空器加入航線時機根據(jù)管制范圍內(nèi)實際情況提出流量控制建議,區(qū)域管制,使用無線電設(shè)備VHF HF 衛(wèi)星（輔助）無線電導(dǎo)航NDB、VOR、DME、衛(wèi)星等根據(jù)航路航線設(shè)計決定使用設(shè)備二次雷達雷達管制區(qū)域一次雷達（輔助）雷達管制區(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： 一次雷達 : 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： C波段: 至少5400-5600MHz,,,塔臺管制,放行許可地面管制塔臺管制,,,飛越管制區(qū),,,起飛站,目的地,,,進近管制,區(qū)域管制,塔臺管制,進近管制,區(qū)域管制,塔臺管制地面管制,離場管制,進近管制進場管制,,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，空勤人員利用航空地圖、磁

10、羅盤、計算尺、時鐘等工具和他們的天文、地理、數(shù)學(xué)知識，根據(jù)風(fēng)速、風(fēng)向計算航線角，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、最主要的無線電導(dǎo)航點。許許多多的VOR臺站相隔一定距離成網(wǎng)絡(luò)狀散點分布，當(dāng)飛機上的接收機收到VOR信標(biāo)的信號，飛行人員就可通過專用儀表判斷飛機與該發(fā)射臺站的相對位置。,,航路、航線,空中交通管制航路各段的中心線

11、，從該航路上的一個導(dǎo)航設(shè)施或交叉點開始，至另一個導(dǎo)航設(shè)施或交叉點為止。各段中心線連接起來成為航路的中心線（簡稱航線）。,航路、航線,以走廊形式建立的、裝設(shè)有無線電導(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，劃分為國內(nèi)航路和國際航路。,,,航線分為固定航線和臨時航線。 臨時航線通常不得

12、與航路、固定航線交叉或者通過飛行頻繁的機場上空。,,取自中國民航高空航線圖,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米以下至對應(yīng)的進近（終端）管制區(qū)和塔臺管制區(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。,進近（終端）管制區(qū),塔臺管制區(qū)的高度范圍根據(jù)具體情況確定，通常情況下如設(shè)有進近管制區(qū)，則塔臺管制區(qū)的水平和高度范圍均較小，如沒有進近管制區(qū)，則塔臺管制的水平和高度范圍均較大，兼部分進近階段的管制服務(wù)。,塔臺管制區(qū),,全國設(shè)：高空管制區(qū)27個；中低空管制區(qū)28個；進近管制區(qū)15個；終端管制區(qū)1個。,,全國民航管制區(qū)域分布圖,地空通信篇,地空無線電通信設(shè)施,,,,,甚高頻地空無線電通信,高頻地空

14、無線電通信,空中交通管制使用的航空移動通信設(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與航空器電臺之間交換空中交通管制、飛行動態(tài)、航務(wù)管理、對空廣播通信和其它情報的無線話音通信。,頻率范圍：118MHz——137MHz收發(fā)信機信道間隔：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)射機功率50

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

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：實現(xiàn)話音的實時傳遞。,,,,,采用多臺同頻異址來實現(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個主頻率按1個備頻 配置）終端區(qū)：按雙頻率配置，互為主/備塔臺（含地面管制）：按2比1配置主/備頻率（不足2個主頻率按1個備頻配置）,頻率配置要考慮的因素：同一遙控臺甚高頻系統(tǒng)自身多個頻率互調(diào)；不同遙控臺甚高頻系統(tǒng)多個相同頻率的串?dāng)_和不同頻率的交調(diào)、互調(diào)；遙控臺甚高頻系統(tǒng)頻率與其他信號源的交、互調(diào)；機載電臺接收信號的交、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/中指點標(biāo)臺,遠臺/外指點標(biāo)臺,下滑臺,全向信標(biāo)/測距臺,航向臺,NDB/OM,NDB/MM,GP,LLZ,VOR/DME,,導(dǎo)航臺,NDB,進

19、近方向,機場跑道,,,機場區(qū)域?qū)Ш脚_站布置圖,進入或等待用,飛機起飛降落與各邊的關(guān)系,,,,,,平飛（三邊）,起飛（一邊）,降落（五邊）進近,,,,,,,,,,,,確認(rèn)位置,入口地面標(biāo)志,機場跑道,,,,,,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,進近方向,跑道,,,,,,

20、1050米,7KM,,,,約300米,,,,按3度下滑角計算 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,下滑信標(biāo)臺,,,,航向信標(biāo),,航向信標(biāo)臺,下滑信標(biāo)臺,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)，在能見度為800米時，保

21、障航空器到距地面60米的高度 Ⅱ類儀表著陸系統(tǒng)，在能見度為400米時，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) ，在能見度為0米時，保障航空器到跑道的地面，,機場類別和系統(tǒng)類別,機場運行類別和儀表著陸系統(tǒng)的類別 機場運行達到Ⅱ類，相應(yīng)的儀表著陸系統(tǒng)必須達到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。 儀表著陸系統(tǒng)達到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，還需其他設(shè)施或項目(如:燈光；圍界；運行程序等)達到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，機場才能達到Ⅱ類運行標(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)和機柜,指點信標(biāo),指點信標(biāo)向正在著陸的航空器提供到跑道入口的距離指點信標(biāo)位于跑道入口以外，一般距入口 1000 米（中指點信標(biāo)）和 7000 米（外指點信標(biāo)）。指點信標(biāo)的工作頻率為 75 兆赫。,指點信標(biāo),指點信標(biāo)的發(fā)射載波分別由 1300 赫（中指點信標(biāo)）和 400 赫（外指點信標(biāo)）。指點信標(biāo)的鍵控識別信號分別是點劃相間和劃。航空器收到指點信標(biāo)的信號，從識別的調(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,指點信標(biāo)發(fā)射天線,無方向性信標(biāo),無方向性信標(biāo)向航空器提供航向信息習(xí)慣稱為導(dǎo)航臺、歸航臺工作頻率在中長波波段用于航路，為航路導(dǎo)航臺，航線臺 用于機場區(qū)域，為近臺、遠臺、超遠臺識別信號：航路臺發(fā)射等幅鍵控信號， 機場區(qū)域?qū)Ш脚_發(fā)射調(diào)幅鍵控信號,工作原理,無方向性信標(biāo)的原理：無線電測向航空器收到信標(biāo)臺的信號，測出航空器飛行方向（即機頭方向）和航空器與信標(biāo)臺連線的夾角,

24、,,,,,,,,,NDB,航空器和信標(biāo)臺連線,飛行方向,夾角,航空器,輻射特性,中長波的傳播特性：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，受機場端凈空限制，一般15米左右 遠臺或航路臺，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50瓦， 遠臺100瓦，航路臺不大于500

25、瓦,性能指標(biāo),覆蓋：在額定覆蓋內(nèi)的最低場強70微伏/米輻射功率限制：不超過額定覆蓋所需功率2 分貝射頻頻率：190－1750千赫， ±0.01%識別：2 字或3 字國際莫爾斯電碼 每30秒至少發(fā)一次完整的識別 識別：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)適用于航路和機場工作頻率在甚高頻頻段全向信標(biāo)的優(yōu)點 和

26、測距設(shè)備合裝，航空器可以定位 信號穩(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) 原理簡單，場地環(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30 赫調(diào)制信號的相位，即基準(zhǔn)相位信號和可變相位信號的相位。基準(zhǔn)相位信號：在36

27、0 度方位上，它的相位都是相同的。可變相位信號：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,右圖：,,DVOR/DM

28、E,測距設(shè)備,測距設(shè)備向航空器提供距離信息測距設(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：測量電波傳播的時間測距過程： 航空器在詢問頻率上向地面臺發(fā)出的詢問脈沖對； 地面臺接收到詢問脈沖對，在應(yīng)答頻率上觸發(fā)產(chǎn)生應(yīng)答脈沖對； 航空器接收到應(yīng)答脈沖對，計算時間，換算成距

29、離。,工作原理,地面測距設(shè)備 對詢問脈沖對，需驗證頻率和脈沖對間隔，并經(jīng)過系統(tǒng)延時。 最多同時應(yīng)對100 架航空器的詢問。航空器 在詢問頻率上向地面臺發(fā)詢問脈沖。 從地面臺所有的應(yīng)答脈沖對中撿出對自己詢問的應(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 米或所測距離的 3％工作射頻：960兆赫－1215兆赫頻率穩(wěn)定度： ±0.

30、002%測距設(shè)備工作在成對的詢問頻率和應(yīng)答頻率，兩頻率相差 63 兆赫,性能指標(biāo),極化：垂直極化對航空器的處理容量：100 架發(fā)射的應(yīng)答能力：2700 ±90 脈沖對/秒脈沖對間隔：12 微秒系統(tǒng)延時：50 微秒應(yīng)答效率：大于70％,單脈沖二次監(jiān)視雷達,一、二次合裝監(jiān)視雷達（一次為近程雷達 S波段）,一、二次合裝監(jiān)視雷達（一次為遠程雷達 L波段）,二次雷達信號發(fā)射器—對二次雷達進行校準(zhǔn),空管監(jiān)視雷達,如有錯誤請予