無(wú)線電導(dǎo)航與雷達(dá) (資料保留)

無(wú)線電導(dǎo)航與雷達(dá)(資料保留)第三章無(wú)線電導(dǎo)航與雷達(dá)系統(tǒng)3.1導(dǎo)航系統(tǒng)概述3.2自動(dòng)定向機(jī)3.3儀表著陸系統(tǒng)3.4全向信標(biāo)系統(tǒng)3.5無(wú)線電高度表（LRRA）3.6測(cè)距機(jī)3.7機(jī)載應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)3.8避撞系統(tǒng)3.9氣象雷達(dá)系統(tǒng)3.10機(jī)載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)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(dá)到預(yù)定目的地的過(guò)程。導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)量飛機(jī)的位置、速度、航跡、姿態(tài)等參數(shù)，供駕駛員或自動(dòng)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(jī)的航向是指飛機(jī)的機(jī)頭方向。（1）真航向真子午線（即地理經(jīng)線）與飛機(jī)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(jī)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(guò)地心的截面與地球表面相交的圓圈最大，稱為大圓圈；飛機(jī)沿大圓線飛行的航向稱為大圓航向。2、航線飛機(jī)在空中飛行時(shí)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(diǎn)之間的距離，以大圓圈線為最短，即航程最近。飛機(jī)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(jī)在無(wú)風(fēng)條件下飛行，如保持真航向始終不變，則該飛機(jī)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(jī)上最簡(jiǎn)單的導(dǎo)航設(shè)備是導(dǎo)航儀表。導(dǎo)航儀表可單獨(dú)測(cè)出飛機(jī)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(jī)，完成導(dǎo)航任務(wù)。例如：磁羅盤、空速表、高度表2、無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)利用無(wú)線電技術(shù)測(cè)量導(dǎo)航參數(shù)的系統(tǒng)稱為無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)。無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的種類較多，可實(shí)現(xiàn)測(cè)高、測(cè)向、測(cè)速、測(cè)距和定位等基本功能。無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是定位精度不會(huì)隨飛行時(shí)間的增加而增大。其缺點(diǎn)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(cè)星體高度角，進(jìn)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(lái)實(shí)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(yùn)行，利用裝在航行體上的無(wú)線電裝置測(cè)出航行體與衛(wèi)星之間的相對(duì)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(diǎn)，但它仍屬于被動(dòng)式導(dǎo)航，易受外界因素影響，在少數(shù)地區(qū)無(wú)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(cè)量航行體相對(duì)于慣性空間的線運(yùn)動(dòng)和角運(yùn)動(dòng)參數(shù)，在給定的運(yùn)動(dòng)初始條件下，由計(jì)算機(jī)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(diǎn)是：(1)自主性比較強(qiáng)，它可以不依賴任何外界系統(tǒng)的支援而單獨(dú)進(jìn)行導(dǎo)航；(2)對(duì)準(zhǔn)后的短時(shí)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(diǎn)是定位精度隨時(shí)間的增加而降低，或定位誤差隨時(shí)間的增加而積累。這對(duì)飛機(jī)和艦船，尤其是遠(yuǎn)程飛行的飛機(jī)，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(diǎn)。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(wú)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(dòng)定向機(jī)自動(dòng)定向機(jī)的功用3.2.2系統(tǒng)組成3.2.3自動(dòng)定向的基本原理3.2.1自動(dòng)定向機(jī)的功用自動(dòng)定向機(jī)（ADF）也叫無(wú)線電羅盤。自動(dòng)定向機(jī)可利用100—2000kHz頻段范圍內(nèi)的民用廣播電臺(tái)和專用的NDB電臺(tái)（無(wú)方向?qū)Ш脚_(tái)），方便地測(cè)量飛機(jī)與地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位?，F(xiàn)代民用飛機(jī)通常裝有兩部定向機(jī)。現(xiàn)代飛機(jī)的自動(dòng)定向機(jī)的主要功能是測(cè)定飛機(jī)縱軸方向到地面導(dǎo)航臺(tái)的相對(duì)方位角，進(jìn)行向臺(tái)（TO）或背臺(tái)（FROM）飛行。此外，可利用ADF收聽新聞和音樂。自動(dòng)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(jī)二、控制盒三、方位指示器四、垂直天線和環(huán)形天線一、自動(dòng)定向接收機(jī)現(xiàn)代機(jī)載自動(dòng)定向機(jī)大多采用超外差式調(diào)幅接收電路。二、控制盒與定向機(jī)的工作方式1、定向（ADF）方式此時(shí)定向機(jī)可利用方向性天線（環(huán)形天線）和垂直天線（無(wú)方向性天線）的信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定向。2、天線（ANT方式）當(dāng)方式開關(guān)置于天線方式時(shí)，只有垂直天線所接收的信號(hào)可以輸入接收機(jī)。定向機(jī)只能用以接收所選擇電臺(tái)的信號(hào)，相當(dāng)于一臺(tái)收音機(jī)，不能定向。3、測(cè)試（TEST）測(cè)試方式用于測(cè)試定向機(jī)系統(tǒng)。

三、方位指示器無(wú)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(wú)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(shí)現(xiàn)單值定向。3.2.3自動(dòng)定向的基本原理自動(dòng)定向機(jī)利用環(huán)形天線方向性特性測(cè)定地面電臺(tái)的相對(duì)方位。一、環(huán)形天線的方向特性二、自動(dòng)定向機(jī)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(dòng)定向機(jī)的單值定向垂直天線是無(wú)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(shí)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(diǎn)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(jí)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(jī)安全進(jìn)近和著陸。

二、著陸標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)Ⅰ類設(shè)施的運(yùn)用性能：在跑道視距不小于800m的條件下，以高的進(jìn)場(chǎng)成功概率，能將飛機(jī)引導(dǎo)至60m的決斷高度。Ⅱ類設(shè)施的運(yùn)用性能：在跑道視距不小于400m的條件下，以高的進(jìn)場(chǎng)成功概率，能將飛機(jī)引導(dǎo)至30m的決斷高度。Ⅲ類設(shè)施的運(yùn)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(jī)至跑道表面。因此目叫“看著著陸”（seetoland）。Ⅲ類設(shè)施運(yùn)用性能：沒有決斷高度限制和不依賴外界目視參考，一直運(yùn)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(yùn)用性能：無(wú)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(gè)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(diǎn)信標(biāo)（markerbeacon）航向和下滑信標(biāo)產(chǎn)生的引導(dǎo)信號(hào)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(gè)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(gè)波道。指點(diǎn)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(duì)工作的。機(jī)上的航向接收機(jī)和下滑接收機(jī)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(dòng)配對(duì)調(diào)諧。3.3.4航向偏離指示原理地面航向臺(tái)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(hào)調(diào)幅，跑道右邊的甚高頻載波輻射波瓣被150Hz低頻信號(hào)調(diào)幅。當(dāng)飛機(jī)在航向道上時(shí)，90Hz調(diào)制信號(hào)等于150Hz調(diào)制信號(hào)。若飛機(jī)偏離到航向道的左邊，90Hz調(diào)制信號(hào)大于150Hz調(diào)制信號(hào)反之，150Hz調(diào)制信號(hào)大于90Hz調(diào)制信號(hào)3.3.5下滑指示的基本原理下滑接收機(jī)的通過(guò)對(duì)90Hz和150Hz調(diào)制音頻下滑的比較，引導(dǎo)飛機(jī)對(duì)準(zhǔn)下滑道。如所接收的90Hz信號(hào)等于150Hz信號(hào)，下滑偏離指針指在中心零位（C飛機(jī)）。若飛機(jī)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(jī)），表示下滑道在飛機(jī)的下面。反之，飛機(jī)在下滑道下面時(shí)，150Hz音頻大于90Hz音頻，指針向上指（B飛機(jī)），表示下滑道在飛機(jī)的上面。下滑信標(biāo)輻射場(chǎng)和偏離指示3.3.6指點(diǎn)信標(biāo)系統(tǒng)

指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)發(fā)射頻率均為75MHz。而調(diào)制頻率和臺(tái)識(shí)別碼各不相同，以便使飛行員識(shí)別飛機(jī)在哪個(gè)信標(biāo)臺(tái)上空。航道指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)安裝在沿著著陸方向的跑道中心線延長(zhǎng)線上。在飛機(jī)飛越各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)上空時(shí)，對(duì)應(yīng)的指點(diǎn)信標(biāo)指示燈亮，且可聽道各指點(diǎn)信標(biāo)臺(tái)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(jī)沿選定的航路飛行機(jī)載VOR接收機(jī)接收VOR臺(tái)所發(fā)射的信號(hào)，經(jīng)處理后可指示出VOR臺(tái)的磁方位角，并進(jìn)而計(jì)算飛機(jī)相對(duì)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(jī)沿預(yù)選航道飛行。2、定位利用VOR接收機(jī)所測(cè)出的VOR方位角，加上由測(cè)距機(jī)所提供的飛機(jī)到VOR／DME臺(tái)的距離，便可進(jìn)行定位計(jì)算，確定飛機(jī)的地理位置。3.4.2全向信標(biāo)系統(tǒng)的組成一、VOR接收機(jī)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(wú)線電磁指示器（RMI）：可指示磁航向、VOR方位、相對(duì)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(jī)所在位置的磁北方向顧時(shí)針測(cè)量到飛機(jī)與VOR臺(tái)連線之間的夾角。VOR方位也稱電臺(tái)磁方位。2、飛機(jī)磁方位從VOR臺(tái)的磁北方向順時(shí)針測(cè)量到VOR臺(tái)與飛機(jī)連線之間的夾角，叫飛機(jī)磁方位。它是以VOR臺(tái)為基準(zhǔn)來(lái)觀察飛機(jī)相對(duì)VOR臺(tái)的磁方位。3、磁航向磁航向是指飛機(jī)所在位置的磁北方向和飛機(jī)縱軸方向（機(jī)頭方向）之間順時(shí)針方向測(cè)量的夾角。4、相對(duì)方位角飛機(jī)縱軸方向和飛機(jī)到VOR臺(tái)連線之間順時(shí)針方向測(cè)量的夾角，叫相對(duì)方位角，或稱電臺(tái)航向。二、VOR系統(tǒng)的基本工作原理VOR臺(tái)發(fā)射信號(hào)是由兩個(gè)低頻信號(hào)調(diào)制的射頻信號(hào)。一個(gè)稱為基準(zhǔn)相位信號(hào)，另一個(gè)稱為可變相位信號(hào)?；鶞?zhǔn)相位信號(hào)的相位在VOR臺(tái)周圍的各個(gè)方位上相同；可變相位信號(hào)的相位隨VOR臺(tái)的徑向方位而變。飛機(jī)磁方位決定于基準(zhǔn)和可變相位信號(hào)之間的相位差。機(jī)載設(shè)備接收VOR臺(tái)的發(fā)射信號(hào)，并測(cè)量出這兩個(gè)信號(hào)的相位差，就可得到飛機(jī)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(gè)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(wú)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(jī)安裝延時(shí)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(wú)線電高度表的功用二、無(wú)線電高度表的組成一、無(wú)線電高度表的功用無(wú)線電高度表測(cè)量飛機(jī)相對(duì)地面的真實(shí)高度或叫垂直高度。測(cè)高范圍為0—2500英尺，屬于低高度無(wú)線高度表，簡(jiǎn)稱LRRA。主要應(yīng)用于飛機(jī)的起飛和著陸階段?，F(xiàn)代無(wú)線電高度表的工作頻率為4300MHz（c波段）。二、無(wú)線電高度表的組成無(wú)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(jī)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(hào)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(jī)收到反射波的t2時(shí)刻的發(fā)射頻率為f2,而所接收的信號(hào)頻率為f1，即在t時(shí)間內(nèi)，發(fā)射頻率從f1變化到f2,f=f2-f1，所以可以用f來(lái)測(cè)量高度，因?yàn)樗从沉藭r(shí)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(jī)高度變化的。由于發(fā)射信號(hào)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(jī)高度增加時(shí)電波往返傳播時(shí)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(jī)高度減小時(shí)，電波往返傳播時(shí)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(shí)際上是用調(diào)制周期TM的大小來(lái)測(cè)量高度的。3.5.4飛機(jī)安裝延時(shí)校正

和多設(shè)備安裝干擾一、飛機(jī)安裝延時(shí)（AID）二、減小多設(shè)備安裝互相干擾的方法三、高度跳閘信號(hào)一、飛機(jī)安裝延時(shí)（AID）飛機(jī)停在地面上時(shí)，地面反射信號(hào)相對(duì)發(fā)射信號(hào)會(huì)產(chǎn)生傳播延時(shí)，這個(gè)延時(shí)所產(chǎn)生的高度叫安裝延時(shí)高度，它決定于收發(fā)電纜長(zhǎng)度，收發(fā)天線之間距離和飛機(jī)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(jī)上通常裝2套或3套無(wú)線電高度表，同時(shí)工作。一部高度表可能會(huì)接收到另一部高度表的泄漏信號(hào)，或接收到另一部高度表的地面反射信號(hào)，這就會(huì)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(jī)上，使兩部高度表的頻率調(diào)制信號(hào)相位相差180o（3）飛機(jī)上裝三部無(wú)線電高度表時(shí)，使用不同的調(diào)制頻率，來(lái)減小相互干擾。三、高度跳閘信號(hào)

高度跳閘信號(hào)是指當(dāng)無(wú)線電高度低于某一高度（如1500ˊ，500ˊ，200ˊ，50ˊ，20ˊ，10ˊ）時(shí)，輸出一個(gè)接地信號(hào)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(duì)數(shù)變化。當(dāng)高度大于2500尺時(shí)，高度指針由指針板蓋住。（2）決斷高度（DH）旋鈕當(dāng)飛機(jī)高度低于決斷高度時(shí)，決斷高度燈亮。（3）警告旗警告旗出現(xiàn)，這時(shí)高度指示無(wú)效，不能用于飛行。（4）測(cè)試按鈕在自動(dòng)著陸期間，斷開人工自檢功能二、EADI上的高度指示無(wú)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(fù)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(dòng)結(jié)束或人工復(fù)位。自動(dòng)結(jié)束出現(xiàn)在飛機(jī)著地或飛機(jī)爬升到比選定決斷高度高75尺時(shí)。人工復(fù)位是通過(guò)按壓EFIS控制板上的復(fù)位按鈕實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位后，RA顯示回到白色，DH顯示回到綠色。3.6測(cè)距機(jī)(DME)測(cè)距機(jī)的功用測(cè)距機(jī)系統(tǒng)的工作方式距離計(jì)算原理3.6.4機(jī)載測(cè)距機(jī)系統(tǒng)3.6.5應(yīng)用微處理器及數(shù)字技術(shù)的新型測(cè)距機(jī)3.6.1測(cè)距機(jī)的功用測(cè)距機(jī)用于測(cè)量飛機(jī)與地面測(cè)距信標(biāo)臺(tái)之間的斜距ρ-θ定位ρ-ρ或ρ-ρ-ρ定位利用機(jī)場(chǎng)DME臺(tái)和機(jī)場(chǎng)VOR臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)的進(jìn)近引導(dǎo)。

3.6.2測(cè)距機(jī)系統(tǒng)的工作方式測(cè)距機(jī)系統(tǒng)是采用詢問(wèn)-應(yīng)答方式實(shí)現(xiàn)測(cè)量距離的。機(jī)載測(cè)距機(jī)中的發(fā)射電路產(chǎn)生射頻脈沖對(duì)信號(hào)，地面測(cè)距信標(biāo)臺(tái)的接收機(jī)收到這一詢問(wèn)信號(hào)后，經(jīng)過(guò)50μs的延遲，由其發(fā)射機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的“應(yīng)答”信號(hào)發(fā)射；機(jī)載測(cè)距機(jī)在接收到地面射頻脈沖對(duì)應(yīng)答信號(hào)后，即可由距離計(jì)算電路根據(jù)詢問(wèn)脈沖與應(yīng)答脈沖之間的時(shí)間延遲t，計(jì)算出飛機(jī)到測(cè)距信標(biāo)臺(tái)之間的視線距離。機(jī)載測(cè)距機(jī)稱為詢問(wèn)器，地面測(cè)距機(jī)稱為應(yīng)答器，或稱為信標(biāo)臺(tái)。測(cè)距機(jī)的詢問(wèn)頻率范圍為1025—1150MHz，地面測(cè)距臺(tái)的應(yīng)答頻率范圍為962—1213MHz。測(cè)距機(jī)的詢問(wèn)頻率和測(cè)距信標(biāo)臺(tái)的應(yīng)答頻率相差63MHz。3.6.3距離計(jì)算原理測(cè)距機(jī)發(fā)出的詢問(wèn)信號(hào)與相應(yīng)的測(cè)距信標(biāo)臺(tái)應(yīng)答信號(hào)所經(jīng)歷的是往返距離2R。3.6.4機(jī)載測(cè)距機(jī)系統(tǒng)一、測(cè)距機(jī)

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

二、距離顯示器三、測(cè)距機(jī)的控制對(duì)測(cè)距機(jī)的控制包括波道選擇與工作方式控制。（一）頻率選擇測(cè)距機(jī)的工作波道是與甚高頻導(dǎo)航系統(tǒng)配對(duì)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(yè)圖-3-14）（三）測(cè)試按鈕按下測(cè)試按鈕即可起動(dòng)測(cè)距機(jī)的內(nèi)部的自檢電路。通過(guò)顯示器的顯示，可以判斷設(shè)備工作是否正常。四、天線測(cè)距機(jī)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(cè)距機(jī)四種工作方式和特點(diǎn)準(zhǔn)備、單波道、直接掃頻和自由掃頻準(zhǔn)備方式時(shí)，測(cè)距機(jī)的接收電路是正常工作的，但發(fā)射電路不產(chǎn)生詢問(wèn)信號(hào)。單波道，就是測(cè)距機(jī)工作于所選定的單一工作波道，與相應(yīng)的一個(gè)地面測(cè)距臺(tái)相配合，提供飛機(jī)到該測(cè)距臺(tái)的距離信息。當(dāng)選擇直接掃頻式時(shí)，測(cè)距機(jī)可按照一定的優(yōu)先順序，與所選擇的5個(gè)地面測(cè)距臺(tái)配合，提供飛機(jī)到這5個(gè)測(cè)距臺(tái)的距離信息。而當(dāng)測(cè)距機(jī)工作于自由掃頻方式時(shí)，對(duì)地面測(cè)距臺(tái)的選擇優(yōu)先順序是由測(cè)距機(jī)內(nèi)的微處理器本身來(lái)控制的。選擇的準(zhǔn)則通常是根據(jù)各地面測(cè)距臺(tái)的遠(yuǎn)近和信號(hào)的可提供狀況。工作方式靈活、應(yīng)用廣泛測(cè)距精度、工作可靠性等性能大為提高3.7機(jī)載應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)空中交通管制與二次雷達(dá)的工作方式3.7.2二次雷達(dá)系統(tǒng)的詢問(wèn)信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)

旁瓣抑制（SLS）3.7.4機(jī)載應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)應(yīng)答機(jī)的基本工作原理

3.7.1空中交通管制與二次雷達(dá)的工作方式

ATC應(yīng)答機(jī)是空中交通管制雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)（ATCRBS）—二次雷達(dá)的機(jī)載設(shè)備。ATCRBS以詢問(wèn)-應(yīng)答方式工作，獲得所需的信息（飛機(jī)代碼、高度、距離、方位等）傳送到交通管制中心，有秩序地實(shí)施空中交通，防止飛機(jī)相撞，保持飛機(jī)之間的安全間隔，提高中心機(jī)場(chǎng)的利用效率。3.7.2二次雷達(dá)系統(tǒng)的詢問(wèn)信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)一、詢問(wèn)信號(hào)二、機(jī)載應(yīng)答機(jī)的應(yīng)答信號(hào)1、識(shí)別應(yīng)答碼2、高度應(yīng)答碼一、詢問(wèn)信號(hào)模式A用于識(shí)別，模式C用于高度詢問(wèn)。詢問(wèn)信號(hào)為1030MHz的脈沖射頻信號(hào)。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(jī)載應(yīng)答機(jī)的應(yīng)答信號(hào)A模式的識(shí)別詢問(wèn)，應(yīng)答機(jī)產(chǎn)生識(shí)別碼應(yīng)答信號(hào)C模式的高度詢問(wèn)，回答飛機(jī)的實(shí)時(shí)氣壓高度編碼信息。應(yīng)答機(jī)產(chǎn)生的識(shí)別或高度應(yīng)答信號(hào)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?？蚣苊}沖是應(yīng)答信號(hào)的標(biāo)志脈沖信息脈沖共有12個(gè)，排列順序如圖所示1、識(shí)別應(yīng)答碼識(shí)別碼是空中交通管制中用于表明飛機(jī)身份的代碼，由空中交通管制部門制定。識(shí)別碼為四位八進(jìn)制碼（例如4012），可利用控制盒面板上的識(shí)別碼旋鈕來(lái)設(shè)定

在飛行員按下應(yīng)答機(jī)控制合上的識(shí)別（IDENT）按鈕后，在框架脈沖F2之后的4.35μ?處會(huì)出現(xiàn)一個(gè)特別位置識(shí)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(jī)圖象更加輝亮或加粗,以便管制人員識(shí)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(jī)回答模式C的詢問(wèn)時(shí)，它的應(yīng)答脈沖串表示飛機(jī)的氣壓高度信息。氣壓高度信息是由大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)提供的。3.7.3

旁瓣抑制（SLS）機(jī)載應(yīng)答機(jī)只有在飛機(jī)被二次雷達(dá)天線主瓣照射時(shí)產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào),接收到天線旁瓣信號(hào)時(shí)，不應(yīng)答.由于管制終端區(qū)內(nèi)的飛機(jī)距離二次雷達(dá)天線較近,所以被天線旁瓣所照射到的飛機(jī)上應(yīng)答機(jī)也往往會(huì)產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào),使顯示器上出現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)的錯(cuò)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(dá)所產(chǎn)生的詢問(wèn)信號(hào)有三個(gè)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(wú)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(jī)所接收到的P1、P3脈沖幅度高于P2脈沖。這樣，應(yīng)答機(jī)即可通過(guò)比較P1、P3脈沖與P2的幅度判明飛機(jī)是處在二次雷達(dá)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(hào)。如果P1脈沖大于P2脈沖的幅度9dB,即表明飛機(jī)處于二次雷達(dá)天線的主波瓣法線方向上，產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)；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(hào)；應(yīng)答機(jī)在模糊區(qū)的應(yīng)答概率隨P1脈沖的增大而增大。無(wú)方向性天線輻射方向性天線主瓣3.7.4機(jī)載應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)

一、應(yīng)答機(jī)應(yīng)答機(jī)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(guò)故障。自檢按鈕（SELFTEST）用以自檢。自檢正常時(shí)，控制合上的綠色信號(hào)燈亮。二、天線

應(yīng)答機(jī)的天線為L(zhǎng)波段的短刀型天線。飛機(jī)上裝有兩部應(yīng)答機(jī)天線。應(yīng)答機(jī)天線為無(wú)方向性天線。應(yīng)答機(jī)天線與測(cè)距機(jī)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(jī)進(jìn)行應(yīng)答。識(shí)別碼顯示在顯示窗中。高度報(bào)告開關(guān)用以控制應(yīng)答機(jī)是否應(yīng)答高度詢問(wèn)（模式C），并用以選擇第一套或第二套大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)來(lái)作為高度報(bào)告信息源。按壓一次識(shí)別鈕（IDNT），可在應(yīng)答脈沖串中增加一個(gè)SPI脈沖，在地面ATC雷達(dá)熒光屏上，該機(jī)的圖像變得更亮，SPI脈沖保持約18秒故障燈在檢測(cè)到不正常的工作狀況時(shí)亮。3.7.5應(yīng)答機(jī)的基本工作原理由天線所接收的1030MHz詢問(wèn)脈沖信號(hào)，經(jīng)由接收機(jī)得到視頻脈沖信號(hào)。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(shí)間間隔。如果詢問(wèn)模式與所置定的詢問(wèn)模式相符，則譯碼成功，就產(chǎn)生一個(gè)模式起動(dòng)脈沖加到編碼電路去啟動(dòng)編碼發(fā)射電路。如果詢問(wèn)模式為高度詢問(wèn)模式，則在應(yīng)答機(jī)控制合上選擇高度應(yīng)答方式時(shí)，譯碼電路即可輸出模式C起動(dòng)控制信號(hào)，以觸發(fā)編碼器和發(fā)射機(jī)產(chǎn)生高度應(yīng)答信號(hào)。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(jī)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(hào)。與此同時(shí)，抑制電路還產(chǎn)生外抑制信號(hào)加至測(cè)距機(jī)和TCAS，以防止在應(yīng)答機(jī)發(fā)射應(yīng)答脈沖期間測(cè)距機(jī)或TCAS也發(fā)射射頻信號(hào)，產(chǎn)生相互干擾。3.7.6S模式應(yīng)答機(jī)現(xiàn)代民用飛機(jī)上裝備的是離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)的機(jī)載應(yīng)答機(jī)，稱為S模式應(yīng)答機(jī)。離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)的基本思想，是以選擇性的“點(diǎn)名”詢問(wèn)-應(yīng)答方式，取代ATCRBS的廣播式詢問(wèn)-應(yīng)答方式，以克服多架飛機(jī)應(yīng)答機(jī)應(yīng)答信號(hào)的干擾問(wèn)題。離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)賦予每一架飛機(jī)一個(gè)獨(dú)特的24位地址碼。地面雷達(dá)以數(shù)字式的詢問(wèn)信號(hào)，詢問(wèn)所指定地址碼的飛機(jī)。新型離散尋址信標(biāo)系統(tǒng)與現(xiàn)行的交通管制雷達(dá)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(jī)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(duì)TCAS顯示的控制四、音頻信息一、機(jī)載防撞系統(tǒng)的功用TCASⅡ可提供本機(jī)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(shí)存在潛在的危險(xiǎn)接近時(shí)提前向機(jī)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(jī)動(dòng)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(jī)的相對(duì)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(yǔ)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(jī)的圖像及其相對(duì)位置、威脅等級(jí)等，見圖3－29。（1）入侵飛機(jī)的相對(duì)位置。（2）威脅等級(jí)――以四種不同的符號(hào)來(lái)表示對(duì)本機(jī)威脅等級(jí)不同的飛機(jī)：一般（其它）飛機(jī)以空心的菱形圖案表示；鄰近飛機(jī)顯示為實(shí)心的菱形；發(fā)出交通咨詢的飛機(jī)的圖象為黃色的圓形；交通咨詢伴隨有語(yǔ)音提醒信息“TRAFFIC,TRAFFIC”(“交通，交通”)。解脫咨詢的飛機(jī)為紅色的矩形圖案。（3）相對(duì)高度：“＋”表示對(duì)方高于本機(jī)；“－”表示對(duì)方低于本機(jī)。（4）升降速度：當(dāng)相遇飛機(jī)的相對(duì)升降速度等于或大于500英尺/分時(shí)以向上或向下的箭頭表示。（5）無(wú)方位飛機(jī)信息是以字符方式顯示的該機(jī)的距離和相對(duì)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(jī)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(shí)，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(shí)，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(jī)為回避入侵飛機(jī)所應(yīng)采取的垂直機(jī)動(dòng)措施，如爬升、下降等三、EFIS控制合對(duì)TCAS顯示的控制由于TCAS系統(tǒng)需利用EHSI和EADI來(lái)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(shí)，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(shí)以合成語(yǔ)音來(lái)提醒飛行員。3.8.2TCAS系統(tǒng)的組成與部件功用一、TCAS計(jì)算機(jī)/收發(fā)機(jī)二、兩部方向性天線三、XPNDR/TCAS控制合四、S模式應(yīng)答機(jī)及上下天線一、TCAS計(jì)算機(jī)/收發(fā)機(jī)TCAS計(jì)算機(jī)是機(jī)載防撞系統(tǒng)的核心。主要用以詢問(wèn)及接收入侵飛機(jī)的應(yīng)答信號(hào)，完成防撞計(jì)算。基本功用為：監(jiān)視鄰近空域中的飛機(jī)；獲取所跟蹤飛機(jī)的數(shù)據(jù)；進(jìn)行威脅評(píng)估計(jì)算；產(chǎn)生交通咨詢或解脫咨詢等。TCASⅡ計(jì)算機(jī)的前面板的LED指示器和一個(gè)自檢按鈕的功能1、

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

XPNDR（應(yīng)答機(jī)）TCASⅡ計(jì)算機(jī)需與S模式應(yīng)答機(jī)通過(guò)兩條ARINC429總線頻繁地交換數(shù)據(jù)。當(dāng)應(yīng)答機(jī)故障或TCASⅡ計(jì)算機(jī)無(wú)法正常獲得由應(yīng)答機(jī)提供的數(shù)據(jù)時(shí)，XPNDR（應(yīng)答機(jī)）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(jī)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(jī)的下天線故障。5、

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

R/A（解脫咨詢）在TCAS計(jì)算機(jī)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(shí)，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(jì)算機(jī)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(dòng)TCAS計(jì)算機(jī)的全面自檢。在按下TEST按鈕、TCAS的自檢過(guò)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(shí)現(xiàn)與相遇飛機(jī)的詢問(wèn)-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(gè)輻射單元，這四個(gè)輻射單元互成900，分別指向飛機(jī)的前、后、左、右。每部天線通過(guò)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(hào)，且所涂的顏色不同，安裝時(shí)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(jī)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(shí)，應(yīng)答機(jī)和TCAS發(fā)射機(jī)均不發(fā)射，但能接收。此時(shí)系統(tǒng)處于準(zhǔn)備狀態(tài)。（2）ALTRPTOFF（不報(bào)告高度） 此時(shí)應(yīng)答機(jī)系統(tǒng)處于模式A方式，可以正常應(yīng)答模式A的詢問(wèn)，但不會(huì)應(yīng)答模式C的詢問(wèn)。TCAS發(fā)射機(jī)仍處于準(zhǔn)備狀態(tài)。（3）XPNDR（應(yīng)答機(jī)）工作方式開關(guān)置于（應(yīng)答機(jī)）位時(shí)，應(yīng)答機(jī)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(wèn)。（4）TA（交通咨詢）此時(shí)在應(yīng)答機(jī)正常工作的基礎(chǔ)上，TCAS也正常工作，可在需要時(shí)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(jī)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(jī)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(wèn)信號(hào)三、TCAS計(jì)算機(jī)與其它系統(tǒng)的交連一、TCAS的信息獲取TCAS是通過(guò)“收聽-詢問(wèn)-應(yīng)答”方式獲取監(jiān)視空域中其它飛機(jī)的信息的。TCAS接收機(jī)收聽其它飛機(jī)的應(yīng)答信號(hào)或斷續(xù)發(fā)射信號(hào)，從而感知周圍空域中其它飛機(jī)的存在。TCAS計(jì)算機(jī)的防撞信息獲取過(guò)程，不依賴于地面ATC雷達(dá)。在獲得所需的信息后，TCAS計(jì)算機(jī)即對(duì)所監(jiān)視的飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)進(jìn)行分析評(píng)估，重點(diǎn)監(jiān)視那些對(duì)本機(jī)可能構(gòu)成威脅的飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀況，并將所監(jiān)視的飛機(jī)的相對(duì)位置以及威脅等級(jí)顯示在顯示器上。必要時(shí)，計(jì)算機(jī)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(píng)估過(guò)程是不間斷地進(jìn)行并實(shí)時(shí)地更新的。二、TCAS的詢問(wèn)信號(hào)1、模式A、C呼叫詢問(wèn)TCAS計(jì)算機(jī)通過(guò)模式A、C詢問(wèn)，獲得相遇飛機(jī)的信息，計(jì)算該飛機(jī)的距離，并利用方向性天線來(lái)測(cè)量其方位。2、TCAS對(duì)模式S應(yīng)答機(jī)的詢問(wèn)與信息獲取TCAS計(jì)算機(jī)按24位地址碼對(duì)這類飛機(jī)進(jìn)行S模式的詢問(wèn)，獲得該機(jī)的高度信息，計(jì)算該飛機(jī)的距離，并利用方向性天線來(lái)測(cè)量其方位。3、在相遇飛機(jī)的應(yīng)答機(jī)為S模式應(yīng)答機(jī)且裝備TCAS的情況下，本機(jī)的TCAS計(jì)算機(jī)即可與該機(jī)建立基于S模式數(shù)據(jù)鏈的空-空協(xié)調(diào)關(guān)系?？?空協(xié)調(diào)關(guān)系建立后，雙方的TCAS計(jì)算機(jī)即可確定由哪一方來(lái)控制回避機(jī)動(dòng)，并保證所發(fā)出的垂直避撞機(jī)動(dòng)咨詢?yōu)榛パa(bǔ)性的。三、TCAS計(jì)算機(jī)與其它系統(tǒng)的交連輸入信息主要包括無(wú)線電高度、航向、大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的有關(guān)本機(jī)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(jī)上的兩部應(yīng)答機(jī)、兩部測(cè)距機(jī)和TCAS均工作于L波段。為避免相互干擾，同一時(shí)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(gè)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(jìn)入發(fā)射狀態(tài)，并保護(hù)其接收設(shè)備。來(lái)自近地警告系統(tǒng)的抑制信號(hào)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(hào)時(shí)，會(huì)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?yàn)榄h(huán)繞本機(jī)的立體空域，TCAS所監(jiān)視的本機(jī)前方距離可達(dá)30海里。通常監(jiān)視距離為14海里。二、τ的概念TCAS計(jì)算機(jī)中所進(jìn)行的監(jiān)視與跟蹤計(jì)算的基礎(chǔ)，是基于對(duì)入侵飛機(jī)接近率的連續(xù)監(jiān)視。TCAS計(jì)算機(jī)提前發(fā)出TA、RA的時(shí)間在TCAS計(jì)算機(jī)發(fā)出交通咨詢TA并進(jìn)而發(fā)出決斷咨詢RA后，從飛行員意識(shí)到潛在的危險(xiǎn)并按照決斷咨詢RA采取機(jī)動(dòng)回避措施，到使飛機(jī)改變當(dāng)前的飛行高度而脫離危險(xiǎn)，是需要一定的時(shí)間的。TA門限為20—48秒，RA為15—30秒。從TCAS計(jì)算機(jī)發(fā)出交通咨詢TA到發(fā)出決斷咨詢RA的間隔時(shí)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(jì)算機(jī)的最大監(jiān)視能力可達(dá)30架。TCAS計(jì)算機(jī)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(dá)系統(tǒng)機(jī)載氣象雷達(dá)系統(tǒng)用于在飛行中實(shí)時(shí)地探測(cè)飛機(jī)前方航路上的危險(xiǎn)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(jī)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。可有效探測(cè)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(qiáng)度、距離、方位信息。對(duì)云霧、雪花等不能有效探測(cè)，對(duì)晴空湍流也不能檢測(cè)。機(jī)載氣象雷達(dá)還能有效地發(fā)現(xiàn)航路上的山峰、相遇飛機(jī)等目標(biāo)。但絕不能把氣象雷達(dá)作為地形回避設(shè)備或防撞引導(dǎo)設(shè)備來(lái)應(yīng)用。二、地圖方式氣象雷達(dá)的“地圖”（MAP）方式用于觀察飛機(jī)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(yùn)動(dòng)急速多變，方向變化不定。氣象雷達(dá)工作于湍流方式時(shí)，雷達(dá)能檢測(cè)出危險(xiǎn)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(dá)湍流方式的檢測(cè)距離通常為４０海里。四、測(cè)試方式在測(cè)試方式，有的雷達(dá)發(fā)射機(jī)所產(chǎn)生的射頻能量被引導(dǎo)到等效負(fù)載上去耗散掉，天線并不向外輻射能量。有的雷達(dá)則使發(fā)射機(jī)工作約1秒鐘，以檢查收發(fā)組工作狀況。3.9.2雷達(dá)的基本組成一、雷達(dá)收發(fā)組二、雷達(dá)天線組三、顯示器與控制盒四、波導(dǎo)系統(tǒng)

一、雷達(dá)收發(fā)組

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

5°。為維護(hù)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(shí)通常用綠、黃、紅色來(lái)表示強(qiáng)度逐漸增大的降水區(qū)域。在顯示地面目標(biāo)時(shí)，通常用藍(lán)綠色、黃色、品紅色來(lái)代表反射強(qiáng)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(wú)關(guān)四、波導(dǎo)系統(tǒng)波導(dǎo)系統(tǒng)用以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)收發(fā)組和天線之間的射頻能量傳輸。維護(hù)WXR波導(dǎo)應(yīng)注意連接正確，可靠；防止進(jìn)水，防污垢，防塵土進(jìn)入；密封圈防老化；防止變形，腐蝕。保證雷達(dá)信號(hào)的正常傳輸，保證雷達(dá)性能。3.9.3

氣象雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的基本原理一、雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的基本原理機(jī)載氣象雷達(dá)所發(fā)射的是頻率為9.3千兆赫的X波段信號(hào)，其波長(zhǎng)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(hào)產(chǎn)生有效的反射，形成具有一定能量的回波信號(hào)，從而被雷達(dá)接收機(jī)所檢測(cè)。為了探測(cè)飛機(jī)航路前方及其左右兩側(cè)的氣象情況，氣象雷達(dá)天線是在一定范圍內(nèi)進(jìn)行往復(fù)方位掃掠的。二、

雷達(dá)發(fā)射信號(hào)及其基本參數(shù)氣象雷達(dá)發(fā)射機(jī)所產(chǎn)生的雷達(dá)發(fā)射信號(hào)，為9.3GHz的周期性脈沖射頻信號(hào)。機(jī)載氣象雷達(dá)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(dá)維護(hù)中的一些注意事項(xiàng)

1．散熱問(wèn)題雷達(dá)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(dá)收發(fā)組的磁控管外裝有磁性很強(qiáng)的永久磁鐵；有的雷達(dá)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(dá)工作于輻射能量的方式時(shí)，應(yīng)通知其他人員離開飛機(jī)前方的扇形區(qū)，應(yīng)上仰天線；不對(duì)準(zhǔn)機(jī)庫(kù)。另外，當(dāng)本架或附近的飛機(jī)正在加油或抽油時(shí)，不得使雷達(dá)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(hù)過(guò)程中應(yīng)避免敲打撞擊與強(qiáng)力扳動(dòng)天線，以防止天線變形。3.10機(jī)載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)介3.10.1機(jī)載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)概述一、功用機(jī)載GPS借助導(dǎo)航衛(wèi)星給飛機(jī)電子設(shè)備和機(jī)組人員提供飛機(jī)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(shí)間和地速。二、組成與接口二、組成與接口

機(jī)載GPS系統(tǒng)由GPS天線和多模式接收機(jī)（MMR）組成。GPS天線接收L波段（1575.42MHZ）射頻信號(hào)并送給MMR。多模式接收機(jī)MMR用于接收天線來(lái)的衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)和計(jì)算GPS數(shù)據(jù),計(jì)算出飛機(jī)位置和精確時(shí)間再把它送給飛行管理計(jì)算機(jī)（FMCS）.FMCS把GPS來(lái)的位置信息或?qū)Ш綗o(wú)線電來(lái)的位置信息與IRS數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，并計(jì)算出最終的飛機(jī)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(jī).MMR從ADIRU得到慣性基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，它利用這些數(shù)據(jù)對(duì)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(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視。一旦MMR組件出現(xiàn)故障，IRS主警戒組件就會(huì)使在IRS方式選擇板上的GPS故障燈點(diǎn)亮。通過(guò)CDU上的顯示的GPS數(shù)據(jù)來(lái)判斷機(jī)載GPS的工作是否正常。利用CDU進(jìn)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(dòng)限制四、衛(wèi)星信號(hào)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(hào)。GPS接收機(jī)在開始計(jì)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(jī)的位置和高度，然后再綜合內(nèi)部導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)就可計(jì)算出哪些衛(wèi)星是可用的。這樣很快就能進(jìn)入下一模式---導(dǎo)航模式(Navigationmode)。如果ADIRU數(shù)據(jù)無(wú)效的話，GPS仍能獲得有效的衛(wèi)星信號(hào)。只不過(guò)這樣會(huì)多花一些時(shí)間，因?yàn)樗阉魉行l(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(hào)。而在ADIRU數(shù)據(jù)無(wú)效的情況下，就得花大約4

10分鐘時(shí)間。2、導(dǎo)航模式(Navigationmode)在該模式下，GPS接收機(jī)就能計(jì)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(chǔ)ADIRU高度與GPS計(jì)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(shí)候可以估算出GPS的高度。在該模式下，GPS將ADIRU來(lái)的高度和地球半徑進(jìn)行求和，并作為第4距離。GPS在以下三種情況下進(jìn)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(chǔ)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(dòng)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(jìn)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(wú)計(jì)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(jìn)入獲取模式。二、工作頻率衛(wèi)星向機(jī)載GPS發(fā)射的信號(hào)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(hù)實(shí)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(jī)處于不安全的接地飛行狀態(tài)，或飛機(jī)進(jìn)入風(fēng)切變區(qū)域（由向相反方向快速移動(dòng)的大量空氣組成）時(shí)向機(jī)組發(fā)出警告，以使飛行員意識(shí)到飛機(jī)所處的危險(xiǎn)狀態(tài)并立即采取糾正措施，使飛機(jī)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(jì)算機(jī)根據(jù)相關(guān)機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)所獲得的各種飛機(jī)飛行運(yùn)動(dòng)參數(shù)，實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)飛機(jī)相對(duì)于地面的飛行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。近地警告計(jì)算機(jī)將由其它機(jī)載電子系統(tǒng)所獲得的飛行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和構(gòu)型狀態(tài)數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的事先設(shè)定的門限值進(jìn)行比較，一旦發(fā)現(xiàn)飛機(jī)進(jìn)入不安全的近地飛行狀態(tài)，即可及時(shí)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(yǔ)音；2、儀表板上的警告燈光信號(hào)；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(jī)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(jì)算機(jī)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(guò)警告電子組件、揚(yáng)聲器和耳機(jī)、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(jì)算機(jī)發(fā)出近地警告信息時(shí)，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(jì)算機(jī)發(fā)出“拉起”、“低于下滑道”、“風(fēng)切變”警告信息時(shí)，抑制TCAS計(jì)算機(jī)發(fā)出有關(guān)警告，因?yàn)樯鲜鋈N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(xiǎn)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(guò)大的下降率警告方式在飛機(jī)的離地高度較低時(shí)，如果飛機(jī)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(guò)大的接近率警告方式由于地形的上升（如接近山峰時(shí)），即使飛機(jī)的飛行姿態(tài)沒有改變，也可能導(dǎo)致飛機(jī)與上升的地面之間的接近率過(guò)大。顯然，近地警告系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)發(fā)出接近率過(guò)大的警告。掉高度過(guò)大警告方式飛機(jī)不在著陸期間或飛機(jī)在爬高期間（起飛或復(fù)飛）過(guò)大地掉高度，近地警告系統(tǒng)發(fā)出掉高度過(guò)大的警告。飛機(jī)離地凈高太小警告方式當(dāng)飛機(jī)不在著陸期間飛機(jī)離地凈高太小時(shí)發(fā)出警告。低于下滑道過(guò)大警告方式飛機(jī)在進(jìn)近過(guò)程中起落架放下后，如偏低于下滑道過(guò)大則系統(tǒng)發(fā)出警告。風(fēng)切變警告方式當(dāng)飛機(jī)遭遇風(fēng)切變時(shí)系統(tǒng)發(fā)出警告。高度呼叫用于在飛機(jī)下降過(guò)程