儀表著陸系統(tǒng)培訓課件

1、 儀表著陸系統(tǒng)培訓課件導航管理室 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)的英文全稱是Instrument Landing System，簡稱ILS。由機載航向、下滑、指點信標接收機和地面航向、下滑、指點信標發(fā)射機組成，它為飛機提供航向道、下滑道和距跑道著陸端的距離信息，用于復雜氣象條件下，按儀表指示引導飛機進場著陸。 儀表著陸系統(tǒng)是飛機進近和著陸引導的國際標準系統(tǒng)，它是二戰(zhàn)后于1947年由國際民航組織ICAO確認的國際標準著陸設備。全世界的儀表著陸系統(tǒng)都采用ICAO的技術性能要求，因此任何配備盲降的飛機在全世界任何裝有盲降設備的機場都能得到統(tǒng)一的技術服

2、務。 ILSILS的作用的作用 儀表著陸系統(tǒng)是“非目視”進近和著陸的標準助航系統(tǒng)。它為飛機提供對準跑道的航向信號和指導飛機下降的下滑道信號，再加上適當?shù)木嚯x指示信號，使飛機能在低的能見度和惡劣天氣條件下借助這些儀表提供的信號指示就可以安全著陸。 隨著新技術和新器件在ILS上的應用，ILS所提供的精確導航信號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提供的主要信號提供的主要信號對準跑道中心線的對準跑道中心線的 指示飛機降落角度的指示飛機降落角度的 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)的分類儀表著陸系統(tǒng)的分類 I 類

3、 II 類 III 類A III 類B III 類CICAO ANEX10 ICAO ANEX10 對對ILSILS的分類和運用條件的分類和運用條件系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成航向臺下滑臺指點標臺或DME臺航向臺航向臺 由航向天線陣和航向設備組成。航向天線產生的輻射場在通過跑道中心延長線的垂直面內形成的航向面（也叫航向道航向道）。航向信標就是用來給提供飛機偏離航道的橫向引導信號。機載航向接收機收到航向信號后經處理，輸出飛機相對于航向道的偏離信號，加到駕駛儀表板上的水平姿態(tài)批示器（HSI）的航向指針。若飛機在航道對準跑道中心線，則指針偏離指示為零；若飛機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。 下滑臺下滑臺 由下滑天線陣和下滑設備組成。下滑信標天線輻射的場型形成下滑面，下滑面與包含跑道中心線的水平面的夾角為24之間。下滑信標就是用來給飛機提供偏離下滑面的垂直引導信號。機載下滑接收機收到下滑信號后經處理，輸出相對于下滑面的偏離信號，加到HIS上的下滑指示器。若飛機在下滑面上，下滑指針在中心零位，若飛機在下滑面的上方或下方，指針就會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機場配置圖跑道CCCCCC外指點標：外指點標： 75MHz. 距跑道入 75MHz. 距跑道入口為7KM左右?？跒?KM左右?；纠碚摶纠碚摴?/p>

5、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：實際的下滑道是有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 調制信號與工作原理工作原理航向天線下滑道飛機上的十字指針基本理論基本理論 名詞術語名詞術語航道寬度: 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 信號調制信號調制發(fā)射機調制空間調制獲

6、得方位信息的途徑航向臺和下滑臺為了在空間得到應有的90Hz和150Hz音頻導航信息，分別采用機內調制和空間調制實現(xiàn)對載波的幅度調制。普通的通信系統(tǒng)，多采用發(fā)射機機內調制方式來傳送有用信號而不采用空間調制方式，基本理論基本理論 信號調制信號調制調幅波的表達式U(t)=Uc1+mCos(2fat+)Cos(2fct) =UcCos(2fct) + mUcCos2(fc+fa)t+/2 + mUcCos2(fc-fa)t-/2發(fā)射機發(fā)射機空空 間 間 讓發(fā)射機分別產生載波信號和后兩項的邊帶波信號，送到不同的天線上分別輻射，當分別輻射的載波、上、下邊帶三者之間滿足一定的關系時，接收機收到它們，等同于收

7、到一調幅波。這種調制方式，我們稱為空間調制?；纠碚摶纠碚?信號調制信號調制調幅波的信號合成載波fc上邊帶fc+fa下邊帶fcfa全部邊帶合成包絡音頻調制電壓基本理論基本理論 信號調制信號調制?合成理想調幅波的條件合成理想調幅波的條件邊帶幅度一樣調制度max=100%相位關系保持恒定相位合成基本理論基本理論 信號調制信號調制Ecm -Essm Essm Ecm = 載波分量 Ecm -Ecsm Ecsm Essm = 分離輻射總邊帶分量 Ecsm = 發(fā)射機調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 信號調制信號調制分離輻射的總邊帶分量與載波分量不同相的原因

8、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 和下滑均要設定天線保護區(qū)和下滑均要設定天線保護區(qū). .基本理論基本理論 信號調制信號調制航向和下滑的場型航向和下滑的場型航向和下滑發(fā)射兩個信號90-150SBO90+150CSB調制包絡基本理論基本理論 信號調制信號調制航向下滑場型余隙信號Clearance 指的是飛機偏離了正確的航道后收到的信號,可以引導飛機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，反射信號會造成航道的彎曲。所以，為了適應更復雜的地形，就必須采用更多的天線，這樣一來，CSB波瓣會很窄，能量集中

9、在跑道中心線前方一個有限的范圍，從而造成航道寬度過窄，在飛機未找到航道之前，缺乏相應的指引信號。這時，就需要提供一個偏航道信號，這個信號就叫偏航道余隙。另外，盡管航道信號幾乎全部集中在天線正前方一小段范圍內，但仍有小部分旁瓣信號，在飛機離跑道過近和極低低能見度時仍有可能收到假航道信息，這是非常危險的，所以這些旁瓣信號必需要一個相應的信號來覆蓋它，并可以指示飛機返回正常航道。 余隙的作用原理余隙的作用原理 捕獲效應當接收機同時接收到兩個不同的信號時,較強的信號首先被解調,而弱信號的解調可以忽略.這兩個信號要滿足兩個條件1,1,強度相差強度相差10dB10dB以上以上2 2, ,頻率不同，但兩者的

10、頻差要落在接收機的帶頻率不同，但兩者的頻差要落在接收機的帶寬之內寬之內余隙信號組成余隙信號組成 航向的余隙：也有航向的余隙：也有CSBCSB和和SBOSBO信號信號 下滑的余隙：僅有下滑的余隙：僅有CSBCSB什么是場地保護區(qū)？什么是場地保護區(qū)？ 為保證給飛行的航空器提供穩(wěn)定可靠的導航信息，在航空無線電導航臺、雷達站天線附近劃定的必須加以保護的特定地面區(qū)域。為什么要重視場地保護區(qū)？為什么要重視場地保護區(qū)？ 盲降信標臺場地附近的地形地物，對其發(fā)射的電波信號的反射和再輻射所產生的多路徑干擾，可使其輻射場型發(fā)生畸變，導致航向道和下滑道彎曲、扇擺以及抖動，直接影響飛機著陸的安全。 2010年2月24日

11、，哈爾濱機場普降雨雪，導致盲降臺的下滑信標天線結冰和保護區(qū)場地形成大面積冰凍層，下滑臺保護區(qū)環(huán)境遭到破壞，造成23號和05號下滑臺設備告警關機航向信標臺場地及其環(huán)境要求航向信標臺場地及其環(huán)境要求 航向信標臺的場地保護區(qū)是一個由圓和長方形合成的區(qū)域。圓的中心即天線陣中心，其半徑為75m。長方形和長度為從天線陣開始沿跑道中心線延長線向跑道方向延伸至300m或跑道末端（以大者為準），寬度為120m，圖1中所示，如果使用單方向輻射的天線陣，天線的輻射場型前后場強比20dB以上，則保護區(qū)不包括圖中的斜線區(qū)。航向信標臺場地保護區(qū)航向信標臺場地保護區(qū)航向信標臺場地及其環(huán)境要求航向信標臺場地及其環(huán)境要求航向信

12、標臺機房應設置在天線陣排列方向的30范圍內，根據(jù)當?shù)氐牡匦?、道路和電源情況，設置在天線的任意一側，距天線陣中心60m90m，圖1中所示，航向信標臺機房及天線高度不應超過機場端凈空。在場地保護區(qū)內不應有樹木、高桿作物，不應修建建筑物、道路、金屬柵欄和架空金屬線纜。進入航向信標臺的通信和電源線纜穿越保護區(qū)時，應埋入地下。保護區(qū)內地表應平坦。跑道端和天線陣之間的縱向坡度為0.5%1%；橫向坡度為1，并應平緩地過渡。在保護區(qū)內，不應停放車輛或飛機，不應有任何的地面交通活動。在航向信標天線前方10，距天線陣3000m的區(qū)域內，不應有高于15m的建筑物和大型金屬反射物、高壓輸電線等。保護區(qū)內的雜草高度不能

13、超過0.5m。18#18#航向信標臺場地保護區(qū)航向信標臺場地保護區(qū)18#18#航向信標臺場地保護區(qū)航向信標臺場地保護區(qū)36#36#航向信標臺場地保護區(qū)航向信標臺場地保護區(qū)下滑信標臺的場地保護區(qū)下滑信標臺的場地保護區(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 X120m Y360m或距離D（以大者為準）； L900m或至機場邊界或至平滑地面的終止點（以小者為準）下滑信標臺場地及其環(huán)境要求下滑信標臺場地及其環(huán)境要求場地保護區(qū)的“A區(qū)”，不應種植農作物，雜草的高度不超過0.3m，縱向坡度與跑道坡度相同，橫向坡度不大于1%，并平整到設計坡度的4cm范圍內。在該區(qū)內，不應停放車輛和飛機，不應有任何的地面交通活動。場地保護區(qū)的“B區(qū)”，地面應盡可能平坦，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場地保護區(qū)的“C區(qū)”內不應有高于10m的金屬建筑物、高壓輸電線、堤壩、樹林、山丘等存在。該區(qū)域的坡度應不起過15。 “A區(qū)”、“B區(qū)”和距天線中心線