民航机场空管工程

民航机场空管工程

民航机场航空通信导航及监视系统导航系统

导航系统包括全向信标、测距仪、仪表着陆系统、全球卫星定位系统。

一、全向信标（VOR）

是相位式近程甚高频导航系统

具体用途：

1、机场附近的VOR可以实现归航和出航；

2、两个已知VOR可以实现直线位置线定位；

3、沿航路设置VOR可以实现航路管制，作为检查点，进行交通管制。

4、TVOR放置在跑道轴线延长线上，进行着陆引导。

特点：

1、工作频率高，受无线电干扰小，稳定；

2、提供地面电台磁方位角，准确；

3、信号从水平到仰角45°，在电台上空有个盲区无信号，作用距离随飞机高度而增加；

4、电台位置对场地要求高，如临近山区，高大建筑物，由于反射，导致方位误差。

设置位置：

设置在机场、机场进出点、航路上某一点。

设置要求：

设置于机场终端时，在跑道一侧或跑道一端外的跑道中心线延长线上，符合净空要求。

设置于航路时，设置在航路中心线上，通常设置在航路的转弯点或机场进出点。

二、测距仪（DME）

是近程导航设备

作用：

提供航空器相对于地面测距仪的斜距。一般与甚高频全向信标（VOR）或仪表着陆系统（ILS）配合使用。

DME+VOR：共同组距离—方位极坐标定位系统，直接为飞机定位。合装时设置于机场、机场进出点、航路上某一点。

DME+ILS：DME可以代替指点信标，提供飞机进近和着落信息。合装时，设置在下滑信标台，也可设置在航向信标台。DME 设置于机场终端时，符合净空。

三、仪表着陆系统（ILS）

目前应用最广泛的飞机精密进近和着陆引导系统。

作用：

地面发射两束无线电波实现航向道和下滑道指引，建立空中虚拟路径，使飞机着陆。

功能：

ILS在气象条件恶劣以及能见度差的条件下为飞行员提供信息，引导飞机着陆。目视着陆飞行规定，目视水平能见度必须大于4.8Km，云低高不小于300m。

仪表着陆使用决断视程和决断高度两个量表示。

决断高度：飞行员对飞机着陆或复飞做出判断的最低高度。在决断高度上飞行员必须看见跑道才能着陆，否则放弃着陆进行复飞。

决断视程：在跑道中线上的航空器上的飞行员能看到跑道面上的标志或跑道边灯、中线灯的距离。

ILS组成

方向引导与距离参考两个系统。

方向引导：航向信标、下滑信标。

航向信标位于跑道进近方向远端，提供水平指引（航向道）

下滑信标位于跑道入口一侧，通过仰角为3°左右的波束，提供垂直指引（下滑道）。

距离参考：外指点标、中指点标、内指点标，提供飞机相对于跑道入口的粗略距离

信息。有时DME 和ILS 同时安装，得到更精确的信息，或在某些场合代替内指点标。应用DME 进行ILS 进近成为ILS-DME 进近。

ILS 系统的机场配置图

仪表着陆系统

•基本理论

工作原理工作原理下滑道的形成

跑道

航向面

下滑面

下滑道

注：实际的下滑道是有

一定的厚度和宽度的。

工作原理

工作原理

基本原理

航向信标天线产生的辐射场，通过跑道中心延长线的垂直平面内，形成航向面叫航向道，提供横向信号引导。

下滑信标天线产生的辐射场形成下画面，下画面与跑道水平平面夹角，根据净空条件选择2°～4°之间。产生飞机偏离下滑面的垂直引导信号。

航向面与下滑面的交线定义为下滑道。飞机沿此道，在距跑道入口约300m 处着陆。 指点信标台为2或3个，安装在跑道中心线延长线的规定距离上。

四、全球卫星定位系统（GNSS ）

VOR 、DME 、ILS 为路基导航系统。GNSS 是星基无线电卫星导航系统，提供位、速、时。

监视系统

包括雷达系统、自动相关监视和空管自动化系统

一、雷达系统

雷达是一种通过辐射无线电波，并检测是否存在目标回波反射以及回波特性，从而获取目标信息的装置。

根据发射信号与回波延迟，测目标距离；对目标距离连续测量，测目标相对雷达的速度；通过回波波前到达雷达的角度，测目标所在角方位。即：可测目标相对雷达的距离、速度、角方位。

范围：近至几米，远至数千米范围。

应用于空中交通管制分：

一次监视雷达（雷达发射电波后靠接收反射回波，由此得出目标的距离和方位信息）

优：不管飞机上是否有应答机，都能正确显示；空中交通管理不可缺少。

缺：不能识别飞机代码、高度，回波弱，易受干扰。

一次监视雷达按管理区域划分

1）航路（道）监视雷达

用于监视管制航道上的飞行目标，该雷达要有足够的距离覆盖和高度覆盖。

2）机场监视雷达

又称终端监视雷达，主要用于监视终端管制区域内的飞行目标，并在平面显示器上标出他们的距离和方位。

用途：飞机着陆引进

合理安排起飞顺序

提供终端管制区域内的气象数据

覆盖范围：距离108~144Km，高度7500m左右。

机场监视雷达覆盖范围比航道监视雷达范围小，但性能要求高于后者。

3）精密进近雷达

是一种三坐标雷达，提供着陆飞机的方位、仰角、距离。

优：简单、适用、机动；缺：效率低，只能逐架引导着陆。

以上三种均属于地面雷达，相对于还有机载雷达，主要用于机上探测。

4）机场地面探测装置

用于飞机着陆后，提供机场上地面目标的平面位置图，以引导飞机滑行或牵引到合适的停机位置。

二次监视雷达（回波来自目标上的发射机转发的辐射电波）。

采用问答方式工作，地面雷达发射信号，飞机上的应答机收到信号后发回编码的回答信号。地面雷达可现实飞机代码、高度、方位、距离。

常用A/C模式，A模式回答为飞机识别代码，C模式回答为高度编码信息。

特点：发射功率小、干扰杂波少、目标不存在闪烁现象、方位精度较差而高度精度较高。实际工作中，一、二次雷达配合工作。

S模式二次监视雷达

特点：根据飞机的地址不同，点名询问。解决飞机代码资源短缺问题，可交换信息更丰富。如：高度、识别码、飞机识别信息（航班号）、飞机24位地址信息、信号强度、方位、时标等。

二、自用相关监视（ADS）

基于卫星定位和地/空数据链通信的航空器运行监视技术。最初是航空器在无法进行雷达监视的情况下，利用卫星实施监视。因此衍生了广播式自动相关监视（ADS-B）技术，且成功应用于无雷达地区的远程航空器运行监视。

与传统雷达监视技术相比，ASD-B技术，成本低、精度误差小、监视能力强。

自动相关监视

原理：把来自机载设备的飞行数据，通过地/空数据链自动传送到地面交通管制部门。

数据信息：识别表示、四维位置信息、附加数据（飞行趋势、飞行速度、气象）信息源：机载导航传感器、接收机以及大气数据传感器。

数据链：卫星数据链、甚高频数据链、S模式二次雷达数据链，

ADS功能：

1）对雷达覆盖区意外的飞机通过ADS提供监视手段，加强飞机安全；

2）检查航路点引入差错、ATC环路