无线电在民航飞机起降时的应用课件.ppt
无线电在民航飞机起降时的应用,什么是CNS,CCommunication 通信NNavigation 导航SSurveillance 监视,Communication 通信,HF 高频VHF 甚高频卫星（话音、数据）网络（有线、无线）,Navigation 导航,NDB（无方向信标）VOR（全向信标）DME（测距仪）ILS（仪表着陆系统）MK（指点标）卫星惯性导航（非无线电类）,Surveillance 监视,一次雷达二次雷达ADS-CADS-B场面监视雷达多点相关定位,提供空中交通管制、空中交通流量管理和空域管理。即：防止航空器与航空器相撞及在机动区内航空器与障碍物相撞，维护和加快空中交通的有序流动。,空中交通管理,1. 全面掌握飞行资料 包括：飞行计划、放行单、航行通告、气象资料 2. 执行航班任务 依照飞行资料，在空管部门管制下，操作航空器从“起飞地”抵达“目的地”,飞行机组,1. 航班放行 放行评估和飞行申请-放行权 飞行状态监控, 地面支持-应急 2. 运行控制 次日航班计划, 航班监控, 航班调配, 运行统计分析,签派管理,航班执行流程,机组,制定、下达飞行计划,依照飞行资料执行任务,申报,签派,（站调）,空管,提供管制服务,保障,指令,管制,塔台管制,放行许可地面管制塔台管制,飞越管制区,起飞站,目的地,进近管制,区域管制,塔台管制,进近管制,区域管制,塔台管制地面管制,离场管制,进近管制进场管制,空中交通管制流程示意,塔台管制室,发布本场天气实况发布放行许可提供地面滑行管制服务提供航空器起飞降落管制服务通报航空器起飞降落时间根据本场的实际情况提出流量控制建议,塔台放行,使用无线电设备VHF（模拟信号）VHF（数据链）（数字放行）,地面滑行管制,使用无线电设备VHF场面监视雷达（大型机场）多点相关定位（大型机场）,塔台管制,使用无线电设备VHF无线电导航NDB、VOR、DME、ILS、指点标、卫星等根据进离场飞行程序决定使用设备二次雷达雷达管制区域一次雷达（辅助）场面监视雷达（辅助）,进近管制室,控制进、离港航空器之间的间隔调配进近区域内军民航航空器之间的间隔根据管制范围内的实际情况提出流量控制建议,进近管制,使用无线电设备VHF无线电导航NDB、VOR、DME、卫星等根据航路航线设计决定使用设备二次雷达雷达管制区域一次雷达（辅助）雷达管制区域,区域管制室,编制所管辖范围内的军民航飞行计划向北空管制部门通报飞行计划和飞行动态拍发有关军用航空器飞行计划电报和起飞报调配航线上飞行的航空器之间的间隔按进近要求调整进走廊航空器之间的间隔控制区域内各机场起飞航空器加入航线时机根据管制范围内实际情况提出流量控制建议,区域管制,使用无线电设备VHF HF 卫星（辅助）无线电导航NDB、VOR、DME、卫星等根据航路航线设计决定使用设备二次雷达雷达管制区域一次雷达（辅助）雷达管制区域ADS-C ADS-B（某些特殊航路航线）,CNS主要使用频段,通信： VHF：118-137MHz HF: 2.8-23MHz导航： MK： 75MHz（74-76MHz) LOC: 108-112MHz GP： 328-336MHz VOR：108-118MHz DME：960-1215MHz NDB：150-700kHz雷达： 一次雷达 : L波段: 至少1250-1350MHz S波段: 至少2700-1900MHz X波段: 至少12000-14000MHz 天气雷达： C波段: 至少5400-5600MHz,塔台管制,放行许可地面管制塔台管制,飞越管制区,起飞站,目的地,进近管制,区域管制,塔台管制,进近管制,区域管制,塔台管制地面管制,离场管制,进近管制进场管制,空中交通管制流程示意,早期的飞行器在空中飞行仅依靠地标导航。,后来，空勤人员利用航空地图、磁罗盘、计算尺、时钟等工具和他们的天文、地理、数学知识，根据风速、风向计算航线角，结合地标修正航线偏差，这种工作叫做“空中领航”。,随着无线电技术的发展，各式各样的电子设备为飞行器提供精确的导航信息。,VOR信标是世界上最多、最主要的无线电导航点。许许多多的VOR台站相隔一定距离成网络状散点分布，当飞机上的接收机收到VOR信标的信号，飞行人员就可通过专用仪表判断飞机与该发射台站的相对位置。,航路、航线,空中交通管制航路各段的中心线，从该航路上的一个导航设施或交叉点开始，至另一个导航设施或交叉点为止。各段中心线连接起来成为航路的中心线（简称航线）。,航路、航线,以走廊形式建立的、装设有无线电导航设施的管制区域或其一部分形成航路。,航路的宽度为20公里，其中心线两侧各10公里。受到条件限制的，可以减少宽度，但不得小于8公里。,空中交通管制航路，根据在该航路执行飞行任务的性质和条件，划分为国内航路和国际航路。,航线分为固定航线和临时航线。 临时航线通常不得与航路、固定航线交叉或者通过飞行频繁的机场上空。,取自中国民航高空航线图,二连,丰宁,怀柔,汤河口,大王庄,泊头,NDB,VOR/DME,VOR/DME,大王庄 112.7 VYK CH 74XN39 11.6 E118 34.4,高度6000米以下至对应的进近（终端）管制区和塔台管制区以上的高度范围。,管制区,高空管制区,其高度范围要根据实际情况确定，但通常低于6000米。,中低空管制区,高度6600米-12000米。,进近（终端）管制区,塔台管制区的高度范围根据具体情况确定，通常情况下如设有进近管制区，则塔台管制区的水平和高度范围均较小，如没有进近管制区，则塔台管制的水平和高度范围均较大，兼部分进近阶段的管制服务。,塔台管制区,全国设：高空管制区27个；中低空管制区28个；进近管制区15个；终端管制区1个。,全国民航管制区域分布图,地空通信篇,地空无线电通信设施,甚高频地空无线电通信,高频地空无线电通信,空中交通管制使用的航空移动通信设施，应当是专用频道，并能与在其管制区内飞行并有相应装备的航空器进行直接、迅速、不间断和清晰的双向通信。,用于民用航空地面电台与航空器电台之间交换空中交通管制、飞行动态、航务管理、对空广播通信和其它情报的无线话音通信。,频率范围：118MHz137MHz收发信机信道间隔：25KHz（12.5KHz或8.33KHz）调制方式：AM工作方式：同频半双工天线：全向0dB增益发射机功率50W接收机灵敏度 0.8 V（当（S+N）/N=10dB；f=1KHz；m=0.3时）,甚高频电台工作参数,目前国内在用VHF电台： 德国R/S、英国PAE、意大利OTE、挪威JOTRON及其他,甚高频通信特点,甚高频电台信号以视距传播，受物障影响较大。,甚高频电台信号接收距离3300米以下约150Km（区别物障因素）； 6000米以上一般为300Km。,甚高频电台接收机处于常接收状态；发射机只有键控后才能发射射频，即PTT（PUSH TO TALK） 。,甚高频通信通信覆盖,根据管制扇区的划分，每个扇区设置管制主频、管制备频、紧急救援频率、军方频率、地空数据链频率、航务管理频率。,实现管制区域范围内甚高频通信的全程、全区域覆盖，即：实现话音的实时传递。,采用多台同频异址来实现大扇区覆盖。,要满足：相邻扇区重叠覆盖的需要；同一扇区覆盖面积的需要；同频异址覆盖的需要。,甚高频频率配置,频率配置标准：区域：按3比1配置主/备频率（不足3个主频率按1个备频 配置）终端区：按双频率配置，互为主/备塔台（含地面管制）：按2比1配置主/备频率（不足2个主频率按1个备频配置）,频率配置要考虑的因素：同一遥控台甚高频系统自身多个频率互调；不同遥控台甚高频系统多个相同频率的串扰和不同频率的交调、互调；遥控台甚高频系统频率与其他信号源的交、互调；机载电台接收信号的交、互调。,ACC1,ACC2,ACC5,ACC3,ACC4,ACC6,ACC7,ACC8,ACC9,BJ_ACC,雾灵山,塘沽,衡水,石家庄,云中山,霍山,苏尼特,二连,包头,磴口,锡林浩特,蛮汗山,呼和浩特,导航篇,航站导航,近台/中指点标台,远台/外指点标台,下滑台,全向信标/测距台,航向台,NDB/OM,NDB/MM,GP,LLZ,VOR/DME,导航台,NDB,进近方向,机场跑道,机场区域导航台站布置图,进入或等待用,飞机起飞降落与各边的关系,平飞（三边）,起飞（一边）,降落（五边）进近,确认位置,入口地面标志,机场跑道,LLZ,VOR/DME,GP,NDB / MM,OM / NDB,拐弯处（四边）,拐弯处（二边）,ILS系统位置,LLZ,GP,MM,OM,进近方向,跑道,1050米,7KM,约300米,按3度下滑角计算 约200米,150米,航向,下滑,中指标,外指标,航空器在跑道中心线和下滑道上,航空器在跑道中心线左侧,航空器在跑道中心线右侧,航向信标台,下滑信标台,航向信标,航向信标台,下滑信标台,航空器在跑道中心线和下滑道上,航空器在下滑道上方,航空器在下滑道下方,下滑信标,系统类别,仪表着陆系统的类别 类仪表着陆系统，在能见度为800米时，保障航空器到距地面60米的高度 类仪表着陆系统，在能见度为400米时，保障航空器到距地面15米的高度，即到跑道入口 类仪表着陆系统 ，在能见度为0米时，保障航空器到跑道的地面，,机场类别和系统类别,机场运行类别和仪表着陆系统的类别 机场运行达到类，相应的仪表着陆系统必须达到类标准。 仪表着陆系统达到类标准，还需其他设施或项目(如:灯光；围界；运行程序等)达到类标准，机场才能达到类运行标准，这是系统工程。,仪表着陆系统的航向天线阵,下滑信标的天线系统和机柜,指点信标,指点信标向正在着陆的航空器提供到跑道入口的距离指点信标位于跑道入口以外，一般距入口 1000 米（中指点信标）和 7000 米（外指点信标）。指点信标的工作频率为 75 兆赫。,指点信标,指点信标的发射载波分别由 1300 赫（中指点信标）和 400 赫（外指点信标）。指点信标的键控识别信号分别是点划相间和划。航空器收到指点信标的信号，从识别的调制频率和键控可以判断出航空器距离跑道入口的距离。,避雷针,指点信标发射天线,无方向性信标,无方向性信标向航空器提供航向信息习惯称为导航台、归航台工作频率在中长波波段用于航路，为航路导航台，航线台 用于机场区域，为近台、远台、超远台识别信号：航路台发射等幅键控信号， 机场区域导航台发射调幅键控信号,工作原理,无方向性信标的原理：无线电测向航空器收到信标台的信号，测出航空器飞行方向（即机头方向）和航空器与信标台连线的夹角,NDB,航空器和信标台连线,飞行方向,夹角,航空器,辐射特性,中长波的传播特性：地波覆盖范围和天线高度、输出功率的关系 天线高度高，覆盖范围增大 近台，受机场端净空限制，一般15米左右 远台或航路台，受天线架设限制，一般30米 输出功率大，覆盖范围增大 受需求和同频干扰限制，一般近台50瓦， 远台100瓦，航路台不大于500瓦,性能指标,覆盖：在额定覆盖内的最低场强70微伏/米辐射功率限制：不超过额定覆盖所需功率2 分贝射频频率：1901750千赫， 0.01%识别：2 字或3 字国际莫尔斯电码 每30秒至少发一次完整的识别 识别：102050赫或400 25赫,甚高频全向信标,甚高频全向信标向航空器提供方位信息全向信标适用于航路和机场工作频率在甚高频频段全向信标的优点 和测距设备合装，航空器可以定位 信号稳定，导航精度较高，优于1度(DVOR) 覆盖范围可满足近程导航的要求,甚高频全向信标,常规全向信标 原理简单，场地环境要求高。多普勒全向信标 采用多普勒效应原理，导航精度提高。 30 米直径的地网，场地环境要求放宽。 基本建设投资增加。,工作原理,全向信标的工作原理：比较两个30 赫调制信号的相位，即基准相位信号和可变相位信号的相位。基准相位信号：在360 度方位上，它的相位都是相同的。可变相位信号：它的相位和方位密切相关，所在方位不同，相位不同。,性能指标,射频频率：108兆赫117.975兆赫频率稳定度： 波道间隔为100千赫或200千赫的地区0.005% 波道间隔为50千赫 0.002%极化： 水平极化波准确度：优于2度,甚高频全向信标,左图：,建设中的DVOR/DME台,右图：,DVOR/DME,测距设备,测距设备向航空器提供距离信息测距设备一般和全向信标配合使用，全向信标提供方位信息，测距设备提供距离信息有航向和距离，航空器就能精确定位。测距设备的作用距离和全向信标基本相同,工作原理,工作原理：测量电波传播的时间测距过程： 航空器在询问频率上向地面台发出的询问脉冲对； 地面台接收到询问脉冲对，在应答频率上触发产生应答脉冲对； 航空器接收到应答脉冲对，计算时间，换算成距离。,工作原理,地面测距设备 对询问脉冲对，需验证频率和脉冲对间隔，并经过系统延时。 最多同时应对100 架航空器的询问。航空器 在询问频率上向地面台发询问脉冲。 从地面台所有的应答脉冲对中捡出对自己询问的应答。,性能指标,覆盖： 200 海里，和全向信标基本相同准确度：总的系统误差应不大于900 米或所测距离的 3工作射频：960兆赫1215兆赫频率稳定度： 0.002%测距设备工作在成对的询问频率和应答频率，两频率相差 63 兆赫,性能指标,极化：垂直极化对航空器的处理容量：100 架发射的应答能力：2700 90 脉冲对/秒脉冲对间隔：12 微秒系统延时：50 微秒应答效率：大于70,单脉冲二次监视雷达,一、二次合装监视雷达（一次为近程雷达 S波段）,一、二次合装监视雷达（一次为远程雷达 L波段）,二次雷达信号发射器对二次雷达进行校准,空管监视雷达,如有错误请予指正,谢谢！,
