Hệ thống dẫn đường gần cho máy bay - Hàng không dân dụng | Học viện Hàng Không Việt Nam

GIỚI THIỆU
Thời thượng cổ con người đã biết đánh dấu lên thân cây , vách hang. Sau
này con người dựa vào vị trí các vì sao để định vị trí , đặc biệt là cho các chuyến đi
trên biển. Ngày nay, ngành công nghệ hàng không vũ trụ đang phát triển để di
chuyển được trên không một cách thuận tiện và dễ dàng hơn thì chúng ta cũng phải
biết cách xác định được vị trí ở trên không. Vì vậy mà đã có sự ra đời của một số
thiết bị dẫn đường để trợ giúp cho việc di chuyển trên không như VOR, DME,
NDBs, ILS… nhờ có sự ra đời của các trạm , các thiết bị dẫn đường đã giúp cho
ngành thương mại hàng không ngày càng phát triển, và đảm bảo an toàn hơn.
Trong bài làm này ,em xin trình bày về VOR/DME hệ thống dẫn đường gần cho máy bay dân dụng. 1
PHẦN I : VOR – (VHF OMNIDIRECTIONAL RANGE) VOR là gì?
VOR là đài dẫn đường đa hướng sóng cực ngắn phát tín hiệu chuẩn để thiết bị
đồng bộ trên máy bay (máy thu VOR) xác định vị trí của mình so với điểm đặt đài.
VOR sử dụng tần số vô tuyến điện trong băng tần số rất cao (VHF) từ 108 đến
117,95 MHz, được phát triển vào đầu năm 1937 và được triển khai vào năm 1946.
VOR là tiêu chuẩn hệ thống dẫn đường hàng không trên thế giới. Được sử dụng
cho hàng không thương mại.
Tham số vị trí được xác định là bán kính (radial) hay phương vị (Azimuth) và
hướng về đài (Bearing), không phụ thuộc vào hướng chuyển động thực tế của máy bay.
Trạm VOR phát một tín hiệu vô tuyến tổng hợp bao gồm định danh của trạm,
giọng nói và tín hiệu chuyển hướng. Định danh thường là một chuỗi hai hoặc ba
chữ cái trong mã Morse. Tín hiệu thoại nếu được sử dụng, thường là tên trạm , các
khuyến cáo trong chuyến bay ghi lại.
Hệ thống VOR cho phép xác định vị trí góc (Radial (Azimuth) hay Bearing) của
máy bay so với điểm đặt thiết bị trên mặt đất bằng cách so sánh pha của hai tín
hiệu 30Hz điều chế sóng mang của CVOR, được gọi tương ứng là tín hiệu Pha
chuẩn và tín hiệu Pha biến đổi, tại điểm thu. Tín hiệu Pha chuẩn được tạo ra bằng
cách dùng tín hiệu 30Hz điều chế tần số (FM) của tín hiệu 9960Hz - còn
gọi là sóng mang phụ (Subcarrier) - với độ dịch tần 480Hz, tương ứng với chỉ số
điều chế là 480:30=16. Sau đó sóng mang phụ 9960Hz được điều tần lại điều chế
biên độ (AM) sóng mang của CVOR.Tín hiệu Pha chuẩn (30Hz FM) được phát xạ
vô hướng trong mặt phẳng ngang bởi toàn bộ mạng anten 4 vòng (four-loop) của
CVOR có giản đồ hướng dạng hình tròn.Tín hiệu 30Hz FM sau tách sóng tần số ở
máy thu trên máy bay có pha không phụ thuộc vào vị trí của điểm thu.
Tín hiệu Pha biến đổi nhận được bằng cách điều chế không gian - cộng trong
không gian - tín hiệu sóng mang C (Carrier) phát xạ vô hướng và hai tín hiệu chỉ có
thành phần biên SBO (Sideband Only). Về phần mình, các tín hiệu SBO được tạo
ra từ điều chế biên độ (AM) sóng mang bởi hai tín hiệu 30Hz lệch pha 900 và nén
thành phần sóng mang. Ngoài ra pha của tín hiệu cao tần RF đã điều chế còn được
đảo 1800 sau mỗi nửa chu kỳ của tín hiệu âm tần 30Hz. Mỗi tín hiệu SBO được
phát xạ bởi một cặp anten vòng, có giản đồ hướng dạng hình số 8 với pha của
thành phần cao tần RF trong mỗi nửa số 8 ngược nhau 1800. Hai cặp anten này
vuông góc với nhau.Khi được cộng trong không gian theo đúng quan hệ pha với
sóng mang, chúng sẽ tạo ra giản đồ hướng tổng hợp có dạng hình limacon quay
trong mặt phẳng ngang với tốc độ 1800 vòng/phút hay 30 vòng/s.Tại điểm thu sau
tách sóng biên độ sẽ nhận được tín hiệu 30Hz AM có pha phụ thuộc vào vị trí góc
của điểm thu so với điểm đặt đài CVOR trên mặt đất.
2.Ưu nhược điểm của VOR
a. Ưu điểm của hệ thống dẫn đường VOR
Độ chính xác của thông tin vị trí (phương vị hay hướng về đài ) cao.
Cho phép thiết lập mạng đài VOR trên các đường bay cố định. b. Nhược điểm
Chịu ảnh hưởng của hiệu ứng đa đường (multipath): sai số xác định vị trí
tăng khi máy bay nhận được đồng thời tín hiệu trực tiếp từ đài VOR và tín
hiệu của đài VOR phản xạ từ địa vật như nhà cửa, núi đồi…
Dễ bị tác động của tín hiệu nhiễu.
Cự ly hoạt động phụ thuộc vào tầm nhìn thấy trực tiếp và công suất phát xạ của đài.
Không thuận tiện cho phi công khi điều khiển máy bay theo đường bay tự do.
Độ chính xác giảm khi khoảng cách từ máy bay đến điểm đặt đài tăng. 3.Phân loại
a. Theo vị trí triển khai
VOR trên máy bay(En-route VOR) : đài VOR được triển khai tại điểm
chuẩn của các đường bay để chỉ dẫn cho máy bay bay theo đúng đường bay đã định.
VOR tại sân bay (Terminal Area VOR- TVOR hay AVOR) : đài VOR
được triển khai tạ sân bay để trợ giúp máy bay tiếp cận và hạ cánh đúng
quy chế không lưu, đảm bảo an toàn.
Hỗn hợp (A/E VOR): đài VOR vừa thực hiện chức năng dẫn đường tại
sân bay, vừa thực hiện chức năng dẫn đường trên đường bay.
b. Theo nguyên lý hoạt động :
VOR thông thường (Conventional VOR- CVOR).
VOR sử dụng hiệu ứng Doppler (Doppler VOR- DVOR).
4.Lịch sử phát triển của VOR
Được phát triển từ hệ thống Visual-Aural Range (VAR), VOR được thiết kế để
cung cấp các 360 phương vị đến và đi từ các trạm, lựa chọn bởi các phi công. Ống
chân không sớm truyền với máy móc xoay ăng-ten đã được cài đặt rộng rãi trong
những năm 1950, và bắt đầu được thay thế bằng trạng
thái rắn đầy đủ các đơn vị
trong đầu những năm 1960. Nó đã trở thành hệ thống chuyển hướng các đài phát
thanh lớn trong những năm 1960, khi nó đã qua từ đèn hiệu radio cũ và 4 nhiên (dải
tần số thấp / trung bình) hệ thống . Một số các trạm phạm vi lớn tuổi sống sót,
với bốn tính năng khóa học hướng loại bỏ, không hướng radiobeacons tần số thấp hoặc trung bình ( NDBs ).
Trên đất liền trên toàn thế giới mạng "không khí xa lộ", được biết đến ở Mỹ như V
ictor đường hô hấp (dưới 18.000 ft (5.500 m)) và "jetways" (và trên
18.000 feet), được thành lập liên kết VORs. Một máy bay có thể theo một con
đường cụ thể đến trạm điều chỉnh vào các trạm tiếp trên máy thu VOR, và sau đó
hoặc sau quá trình mong muốn trên một Chỉ số radio từ, hoặc cài đặt nó trên một Chỉ
số Độ lệch gôn (CDI) hoặc một ngang
Chỉ số tình huống (HSI, một phiên bản
phức tạp hơn của chỉ số VOR) và giữ một con trỏ khóa học tập trung vào màn hình.
Hiện nay, do những tiến bộ trong công nghệ, nhiều sân bay được thay thế
VOR và NDB cách tiếp cận với RNAV (GPS) thủ tục phương pháp tiếp cận, tuy
nhiên, nhận và chi phí cập nhật dữ liệu vẫn còn đáng kể, đủ nhỏ máy bay hàng
không chung không được trang bị với một GPS xác nhận cho chuyển hướng chính
hoặc các phương pháp tiếp cận.
5.Các tính năng
VORs tín hiệu cung cấp độ chính xác và độ tin cậy lớn hơn đáng kể hơn
NDBs do một sự kết hợp của các yếu tố. VHF radio là ít dễ bị nhiễu xạ (khóa học
uốn) xung quanh các tính năng địa hình và đường bờ biển. Giai đoạn mã hóa ít bị can thiệp từ giông bão.
VOR tín hiệu cung cấp một độ chính xác dự đoán là 90 m (300 ft), 2 sigma 2
nm từ một cặp đèn hiệu VOR; so với tính chính xác của unaugmented hệ thống định vị toàn cầu (GPS)
là nhỏ hơn 13 m, 95 %. lặp lại VOR độ chính xác là 23 mét,
2 sigma. VOR tín hiệu có nguồn gốc từ các trạm mặt đất cố định, thường là dưới
máy bay, hay là tại các cơ sở hạ cánh. Phản ánh tỷ lệ góc thấp từ mặt đất và mây ở
trên tăng cường cường độ tín hiệu. Tần số thấp (30 Hz) bị bóp méo thời gian ít hơn
bởi sự phản ánh. VOR trạm cố định liên quan đến cơ sở hạ cánh có thể sử dụng cho
phương pháp tiếp cận mà không có precalculations lượng giác Navigation Khu vực
cơ sở dữ liệu cần thiết cho GPS.
Các trạm VOR dựa trên "đường ngắm" bởi vì nó hoạt động trong băng tần VHF
nếu ăng-ten truyền không có thể được nhìn thấy trên một ngày hoàn toàn rõ ràng
từ của ăng-ten thu sóng, một tín hiệu hữu ích không thể được nhận. VOR giới hạn này ( DME
) khoảng chân trời hoặc gần hơn nếu núi can thiệp. Mặc dù trạng thái
rắn hiện đại, thiết bị phát sóng yêu cầu bảo dưỡng ít hơn nhiều so với các đơn vị
lớn hơn, một mạng lưới các trạm, cần thiết để cung cấp bảo hiểm hợp
lý dọc theo đường bay chính, là một chi phí đáng kể trong việc điều hành hệ thống
đường hàng không hiện tại.
6.Nguyên lý hoạt động
VORs được giao kênh vô tuyến giữa 108,0 MHz và 117,95 MHz (với 50
kHz khoảng cách), điều này là trong phạm vi tần số rất cao (VHF). 4 MHz được chia sẻ với hệ
thống hạ cánh Instrument (ILS) . Để thoát khỏi các kênh cho ILS,
trong khoảng từ 108,0 đến 111,95 MHz, 100 kHz chữ số luôn luôn là thậm chí, để
108,00, 108,05, 108,20, và như vậy là VOR tần số nhưng 108,10, 108,15, 108,30,
và như vậy, được dành riêng cho hệ thống thư viện tích hợp . VOR mã hóa góc
phương vị (hướng từ nhà ga) là giai đoạn mối quan hệ của
một tham chiếu và tín hiệu một biến. Các tín hiệu omni-directional có chứa một làn sóng
điều chế liên tục (MCW) 7 wpm định danh trạm mã Morse, và thường chứa kênh thoại một điều
chế biên độ (AM). 30 Hz thông thường tham chiếu tín hiệu là 9960 Hz subcarrier điều
biến tần số (FM) . Biên độ biến điều chế tín hiệu (AM)
được quy ước bắt nguồn từ luân chuyển giống như ngọn hải đăng của một mảng
ăng-ten định hướng 30 lần mỗi giây. Mặc dù ăng-ten cũ máy móc xoay, cài đặt hiện
hành quét điện tử để đạt được một kết quả tương đương với không có bộ phận
chuyển động. Khi nhận được tín hiệu được trong tàu bay, hai 30 tín hiệu Hz được phát
hiện và sau đó so sánh để xác định góc pha giữa chúng. Góc giai đoạn mà các
tín hiệu AM chậm tín hiệu subcarrier FM bằng sự chỉ đạo từ trạm đến máy bay, ở
các mức độ từ bắc từ địa phương, và được gọi là " xuyên tâm ".
Thông tin này sau đó được đưa vào một trong bốn loại phổ biến của các chỉ số:
 Một chỉ báo Omni-ổ bi (OBI) là điển hình ánh sáng máy bay VOR chỉ số
và được thể hiện trong hình minh họa đi kèm. Nó bao gồm một núm
xoay một "Selector Mang Omni" (OBS), và quy mô OBS xung quanh bên
ngoài của các nhạc cụ được sử dụng để thiết lập các khóa học mong
muốn. A "tất nhiên độ lệch chỉ số" (CDI) tập trung khi máy bay là quá
trình lựa chọn, hoặc cung cấp cho các lệnh chỉ đạo trái / phải để trở về
khóa học. Một "mơ hồ" (TO-FROM) chỉ báo cho thấy liệu sau quá trình
được lựa chọn sẽ đưa tàu bay, hoặc đi từ nhà ga.  Chỉ
số Tình hình ngang (HSI) được coi là đắt tiền hơn và phức tạp hơn so
với một chỉ số VOR tiêu chuẩn, nhưng kết hợp nhóm thông tin với màn
hình hiển thị điều hướng trong một định dạng thân thiện với người sử dụng
nhiều hơn nữa, xấp xỉ một bản đồ di chuyển đơn giản.
 Một Chỉ số radio từ (RMI), phát triển trước đến HSI, có một mũi tên khóa
học chồng trên một thẻ quay trong đó cho thấy hiện tại của máy bay tiêu
đề ở phía trên cùng của mặt số. "Đuôi" của mũi tên khóa học tại radial hiện
hành từ nhà ga, và "đầu" của các điểm mũi tên ở đối ứng của (180 ° khác nhau) khóa học ra ga.  Một Diện
tích Navigation (RNAV) hệ thống là một máy tính trên tàu, với
màn hình hiển thị, và cơ sở dữ liệu điều hướng up-to-date. Ít nhất hai trạm
VOR, hoặc một trạm VOR / DME là cần thiết, cho các máy tính để âm
mưu vị trí máy bay trên bản đồ di chuyển, hoặc độ lệch khóa học hiển thị
tương đối so với một điểm tham chiếu (virtual VOR station).
Trong nhiều trường hợp, các trạm VOR đã đồng nằm Khỏang cách thiết bị đo lường
(DME) hoặc Tactical Air Navigation quân sự (TACAN) - sau này bao gồm
cả hai tính năng khoảng cách DME và một tính năng riêng biệt TACAN góc
phương vị cung cấp dữ liệu phi công quân sự tương tự như VOR dân sự. Một VOR
đồng đặt và TACAN beacon được gọi là một VORTAC. Một VOR hợp nằm chỉ với
DME được gọi là một VOR-DME. Một bố trí hình tròn với một khoảng cách VOR
DME cho phép một vị trí sửa chữa một trạm. Cả hai VOR DMEs và TACANs chia
sẻ cùng một hệ thống DME.
VORTACs và VOR-DMEs sử dụng một chương trình tiêu chuẩn hóa các tần số
VOR TACAN / DME kênh ghép nối để một tần số VOR cụ thể luôn luôn được kết
hợp với một đồng vị trí cụ thể TACAN hoặc DME kênh. Về trang thiết bị dân sự,
tần số VHF được điều chỉnh và được tự động chọn kênh TACAN / DME thích hợp.
7.VORs, đường hàng không và cấu trúc enroute
VOR và trạm NDB cũ thường được sử dụng như nút giao thông dọc theo đường hô hấp
. Một đường hàng không điển hình sẽ nhảy đến ga theo đường thẳng.
Như bạn bay trong một máy
bay thương mại, bạn sẽ nhận thấy rằng máy bay bay
theo đường thẳng thỉnh thoảng một lần lượt bị phá vỡ bởi một khóa học mới.
Những lần lượt được thường được thực hiện khi máy bay đi qua một trạm VOR
hoặc tại một giao lộ trong không khí được xác định bởi một hoặc nhiều VORs.
Điểm tham chiếu Navigational cũng có thể được xác định bởi các điểm mà tại đó
hai radials từ trạm VOR khác nhau giao nhau, hoặc bằng cách VOR xuyên tâm và
một khoảng cách DME. Đây là hình thức cơ bản của RNA V và cho phép điều
hướng đến các điểm nằm cách xa trạm VOR. Khi hệ thống RNAV đã trở nên phổ
biến, đặc biệt là dựa trên GPS
, nhiều hơn và nhiều hơn nữa đường hô hấp đã được
xác định bởi các điểm như vậy, loại bỏ sự cần thiết cho một số trên mặt đất VORs
đắt tiền. Một phát triển gần đây là rằng, trong một số không phận, đã được gỡ bỏ
sự cần thiết cho các điểm được xác định với các trạm mặt đất VOR. Điều này đã
dẫn đến những dự đoán rằng VORs sẽ lỗi thời trong vòng một thập kỷ hoặc lâu
hơn. Có ba loại của VORs: High Altitude, độ cao thấp và Terminal. Phạm vi của ba
khác nhau. VORs thiết bị đầu cuối là chính xác đến 25 NM ra nước ngoài lên đến 12.000 ft.
Ở nhiều nước có hai hệ thống riêng biệt của đường hô hấp ở các cấp độ
thấp hơn và cao hơn: từ mức thấp Airways (được
biết đến ở Mỹ như Victor
Airways ) và đường Air Upper (được biết đến ở Mỹ như các tuyến đường Jet ).
Hầu hết các máy bay trang bị cho bay bằng thiết bị (IFR) có ít nhất hai VOR
thu. Cũng như cung cấp một bản sao lưu để thu chính, người nhận thứ hai cho phép
thí điểm để dễ dàng theo dõi một bố trí hình tròn về phía một trạm VOR trong khi
xem người nhận thứ hai để xem khi nào xuyên tâm nhất định từ một trạm khác
VOR được vượt qua, về cơ bản nhìn thấy khi một sửa chữa cụ thể được vượt qua.
8.Thông số kỹ thuật a. Các hằng số b. Các biến
9.Độ chính xác và độ tin cậy
Độ chính xác dự đoán của hệ thống VOR là ± 1,4 °. Tuy nhiên, dữ liệu thử nghiệm
cho thấy 99,94% thời gian một hệ thống VOR có ít hơn ± 0,35 ° lỗi. Giám sát
nội bộ của một trạm VOR sẽ đóng nó xuống, hoặc thay đổi một hệ thống ở chế độ
chờ nếu lỗi trạm vượt quá một số giới hạn. Một Doppler VOR beacon thường thay
đổi - hoặc tắt máy khi tính chính xác mang vượt quá 1,0
°. Quốc gia không khí cơ quan không gian thường có thể thiết lập giới hạn chặt chẽ
hơn. Ví dụ, ở Úc, một giới hạn báo Tiểu học có thể được thiết lập thấp ± 0,5
° trên một số cảnh báo Doppler VOR. ARINC
711-10 ngày 30 tháng 1 năm 2002 nói rằng độ chính xác nhận được trong
vòng 0,4 ° với một xác suất thống kê 95% trong điều kiện khác nhau. Bất kỳ tuân
thủ nhận tiêu chuẩn này phải đáp ứng hoặc vượt quá các dung sai này.
Tất cả các đài phát thanh cảnh báo chuyển hướng được yêu cầu phải theo dõi sản
lượng của riêng của họ. Hầu hết các hệ thống dự phòng, do đó, sự thất bại của một
hệ thống sẽ gây ra hệ thống tự động thay đổi giao cho một hoặc nhiều chế độ chờ.
Các yêu cầu giám sát và dự phòng trong một số hệ thống Instrument Landing (ILS) có thể rất cao.
Triết lý chung theo sau là không có tín hiệu tốt hơn so với một tín hiệu xấu.
VOR cảnh báo tự theo dõi bằng cách có một hoặc nhiều nhận được ăng-ten đặt
cách xa ngọn hải đăng các. Các tín hiệu từ các ăng-ten được xử lý để theo dõi
nhiều khía cạnh của các tín hiệu.Các tín hiệu giám sát được quy định trong các tiêu
chuẩn Hoa Kỳ và châu Âu. Các tiêu chuẩn chủ yếu là Tổ chức Hàng không dân dụng
Thiết bị (EuroCAE) Standard ED-52 châu
Âu . Năm thông số chính theo dõi
sự chính xác mang, tài liệu tham khảo và chỉ số tín hiệu điều chế biến, mức độ tín
hiệu, và sự hiện diện của bậc (gây ra bởi những lỗi ăng-ten cá nhân).
Lưu ý rằng các tín hiệu nhận được các ăng-ten, beacon một VOR Doppler, là khác
nhau từ các tín hiệu nhận được một chiếc máy bay. Điều này là bởi vì các ăng-ten
gần máy phát và bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng gần. Ví dụ, không gian miễn phí đường
dẫn mất từ ăng-ten gần biên 1.5dB khác nhau (tại 113 MHz và ở khoảng cách 80
m) từ các tín hiệu nhận được từ ăng-ten biên phía xa. Đối với một chiếc máy bay
xa xôi sẽ có không có sự khác biệt có thể đo đếm được. Tương tự như vậy,
tốc độ đỉnh cao của giai đoạn thay đổi nhìn thấy một bộ tiếp nhận từ các ăng-ten
tiếp tuyến. Đối với máy bay, những con đường tiếp tuyến sẽ gần như song song,
nhưng đây không phải là trường hợp đối với một ăng-ten gần DVOR.
Tất cả các cảnh báo vô tuyến chuyển hướng được kiểm tra định kỳ để đảm bảo
rằng họ đang thực hiện các tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia thích hợp. Điều này bao
gồm các cảnh báo VOR,Thiết
bị đo khoảng cách (DME), Instrument Landing Systems
(ILS), và không-Directional Beacons (NDB).
Hiệu suất của họ được đo bằng máy bay được trang bị thiết bị kiểm tra. Thủ tục
kiểm tra VOR là bay vòng quanh các ngọn hải đăng trong vòng tròn ở khoảng cách
và độ cao được xác định, và cũng cùng radials nhiều. Những biện pháp máy bay
cường độ tín hiệu, các chỉ số điều chế của tín hiệu tham chiếu và biến, và lỗi
mang. Họ cũng sẽ đo các thông số lựa chọn khác, theo yêu cầu của chính quyền
không phận địa phương / quốc gia. Lưu ý rằng cùng một thủ tục được sử dụng
(thường là trong cùng một chuyến bay thử nghiệm) để kiểm tra Thiết bị đo khoảng cách (DME).
Trong thực tế, lỗi mang thường có thể vượt quá mức quy định tại Phụ lục 10, trong
một số hướng. Điều này thường là do hiệu ứng địa hình, các tòa nhà gần VOR,
hoặc, trong trường hợp của một DVOR, một số đối trọng ảnh hưởng. Lưu ý
Doppler VOR cảnh báo sử dụng một groundplane cao được sử dụng để nâng
caohiệu quả mô hình ăng-ten. Nó tạo ra một thùy mạnh mẽ ở một góc độ cao 30
° bổ sung thùy ° 0 của bản thân các ăng-ten. Groundplane này được gọi là một đối
trọng. Một đối trọng, mặc dù hiếm khi làm việc chính xác là một trong những hy
vọng. Ví dụ, các cạnh của các đối trọng có thể hấp thụ và tỏa lại tín hiệu từ các
ăng-ten, và nó có thể có xu hướng để làm điều này khác nhau ở một số hướng dẫn
hơn so với những người khác.
Quốc gia không khí cơ quan không gian sẽ chấp nhận những sai sót mang khi
chúng xảy ra dọc theo hướng dẫn mà không phải là xác định các tuyến đường giao
thông không khí. Ví dụ, ở khu vực miền núi, VOR chỉ có thể cung cấp đủ cường độ
tín hiệu và độ chính xác mang dọc theo một con đường tiếp cận đường băng.
Doppler VOR cảnh báo vốn chính xác hơn VORs thông thường vì họ có nhiều
miễn dịch phản xạ từ những ngọn đồi và công trình xây dựng. Các tín hiệu biến
trong một DVOR là 30 Hz FM tín hiệu, trong một CVOR nó là 30 Hz AM tín hiệu.
Nếu tín hiệu AM từ một ngọn hải đăng CVOR bị trả lại giảm một tòa nhà hoặc đồi,
chiếc máy bay sẽ thấy một giai đoạn xuất hiện để được ở trung tâm giai đoạn của
tín hiệu chính và tín hiệu phản ánh, và giai đoạn trung tâm này sẽ di chuyển khi
chùm tia quay. Trong một ngọn hải đăng DVOR, biến các tín hiệu, nếu phản ánh,
sẽ có vẻ là hai tín hiệu FM mạnh bất bình đẳng và các giai đoạn khác nhau. Hai lần
mỗi chu kỳ 30 Hz, độ lệch tức thời của hai tín hiệu sẽ là như nhau, và vòng lặp giai
đoạn bị khóa sẽ nhận được (tóm tắt) bối rối. Khi hai người tức thời độ lệch trôi dạt
ngoài một lần nữa, các vòng lặp giai đoạn bị khóa sẽ thực hiện theo các tín hiệu
với sức mạnh lớn nhất, đó sẽ là tín hiệu line-of- sight. Nếu sự phân chia giai đoạn
của hai độ lệch là nhỏ, tuy nhiên, giai đoạn vòng lặp bị khóa sẽ trở nên ít có khả
năng để khóa trên các tín hiệu thực sự cho một tỷ lệ lớn hơn của chu kỳ Hz 30
(điều này sẽ phụ thuộc vào băng thông của đầu ra của giai đoạn so sánh ở trên
máy bay). Nói chung, một số phản xạ có thể
gây ra các vấn đề nhỏ, nhưng thường về một thứ tự cường độ ít hơn trong một ngọn hải đăng CVOR.
10.Sử dụng một VOR
Nếu phi công muốn tiếp cận các trạm VOR từ đông do sau đó máy bay sẽ phải bay
về phía tây do để đến ga. Thí điểm sẽ sử dụng OBS để xoay quay số la bàn cho đến
khi số 27 (270 °) phù hợp với con trỏ (gọi là chỉ số Chính) ở phía trên của mặt số.
Khi chặn máy bay 90 ° xuyên tâm (về phía đông của trạm VOR) kim sẽ được trung
tâm và Để / Từ chỉ số sẽ hiển thị "To". Lưu ý rằng thí điểm đặt VOR để chỉ ra đối
ứng, máy bay sẽ theo 90 ° xuyên tâm trong khi VOR chỉ ra rằng khóa học "đến"
trạm VOR là 270 °. Này được gọi là "tiếp tục gửi đến vào xuyên tâm 090." Thí
điểm cần duy nhất để giữ kim trung để theo các khóa học đến trạm VOR. Nếu kim
drifts off-trung tâm máy bay sẽ được chuyển hướng tới kim cho đến khi nó là trung
tâm một lần nữa. Sau khi máy bay đi qua trạm VOR Để / Từ chỉ thị sẽ cho biết
"Từ" và máy bay sau đó được tiếp tục đi trên 270 ° xuyên tâm. Kim CDI có thể dao
động hoặc đi đến quy mô đầy đủ trong "hình nón của sự nhầm lẫn" trực tiếp trên
nhà ga nhưng sẽ recenter một khi máy bay đã bay một khoảng cách ngắn ngoài nhà ga.
Trong hình minh họa trên, thông báo rằng chiếc nhẫn nhóm được thiết lập với
360 ° (North) ở chỉ số chính, kim trung và Để / Từ chỉ số được hiển thị "TO".
VOR chỉ là việc tàu bay đang trên 360 ° nhiên (Bắc) đến trạm VOR (tức là máy
bay là Nam của trạm VOR). Nếu Để / Từ chỉ số được hiển thị "Từ" nó có
nghĩa là chiếc máy bay trên 360 ° xuyên tâm từ trạm VOR (tức là máy bay
Bắc của VOR). Lưu ý rằng có hoàn toàn không có dấu hiệu của những gì hướng
máy bay đang bay. Chiếc máy bay có thể bay phương Tây do và ảnh chụp nhanh
này của VOR có thể là thời điểm khi nó vượt qua 360 ° xuyên tâm
11. Chặn VOR radials
Có rất nhiều phương pháp có sẵn để xác định những nhóm bay để đánh chặn
một radial từ nhà ga hoặc một khóa học để nhà ga. Phương pháp phổ biến nhất liên
quan đến việc TITPIT từ viết tắt. Từ viết tắt là viết tắt của Tune - Xác định - Twist -
Parallel - Intercept - Track. Mỗi bước khá quan trọng để đảm bảo máy bay đứng
đầu là nơi nó đang được chỉ đạo. Đầu tiên, điều chỉnh tần số VOR mong muốn vào
các đài phát thanh điều hướng thứ hai, và quan trọng nhất, Xác định các trạm VOR
chính xác bằng cách kiểm tra mã morse nghe với biểu đồ mặt cắt. Thứ ba, xoay
VOR OBS núm để xuyên tâm mong muốn (TỪ) hoặc khóa học (TO) trạm. Thứ tư,
ngân hàng máy bay cho đến khi chỉ số nhóm cho biết bộ xuyên tâm hoặc khóa học
trong các VOR. Bước thứ năm là bay về phía kim. Nếu kim là bên trái, rẽ trái 30-
45 ° và ngược lại. Bước cuối cùng một lần kim VOR trung, lần lượt các nhóm máy
bay trở lại bố trí hình tròn hoặc khóa học để theo dõi bố trí hình tròn hoặc khóa học
bay. Nếu có gió, một góc độ điều chỉnh gió sẽ cần thiết để duy trì các trung tâm kim VOR.
Một phương pháp để đánh chặn một radial VOR tồn tại và chặt chẽ hơn gắn
với những hoạt động của một HSI ( Chỉ
số Tình hình ngang ). Ba bước đầu tiên ở
trên là như nhau, điều chỉnh, xác định và xoắn. Tại thời điểm này, kim VOR cần
được di dời sang bên trái hoặc bên phải. Nhìn vào các chỉ số VOR, những con số
trên cùng bên với kim sẽ luôn luôn là các tiêu đề cần thiết để trả lại kim trở lại
trung tâm. Nhóm máy bay sau đó được chuyển sang liên kết chính nó
với một trong các nhóm bóng mờ. Nếu được thực hiện đúng cách, phương pháp
này sẽ không bao giờ sản xuất cảm biến đảo ngược.
Một ví dụ tốt là điều này, một chiếc máy bay đang đi du lịch ở góc tọa độ
phía tây bắc liên quan đến VOR. Xuyên tâm VOR chính xác máy bay trên là 315
°. Sau khi điều chỉnh, xác định và xoắn OBS núm để 360 °, kim lệch về bên phải. Kim màu số
giữa 360 và 090. Nếu máy bay quay với một nhóm bất cứ nơi nào
trong phạm vi này, máy bay sẽ đánh chặn xuyên tâm.
Làm thế nào đảo ngược sensing phủ nhận bằng cách sử dụng phương pháp
này? Trong bài tập trước, nếu các máy bay đang bay một nhóm 180 °, kim vẫn sẽ
làm chệch hướng bên phải hiển thị các tiêu đề chính xác để bay, nhưng từ góc độ
của phi công, nó sẽ dường như chỉ ra một lượt tây. Chương trình thí điểm nên rẽ
trái mặc dù các điểm kim đúng, vì nó là một biến ngắn hơn để một nhóm 045 ° để
đánh chặn các xuyên tâm.
Sử dụng phương pháp này sẽ đảm bảo sự hiểu biết nhanh chóng như thế nào
một công trình HSI là HSI trực quan cho thấy những gì chúng ta về tinh thần cố gắng để làm.
PHẦN II : DME ( Distance Measuring Equipment ) 1. DME là gì ?
- Thiết bị đo khoảng cách (DME) là một bộ dẫn đường vô tuyến dựa trên công
nghệ đo lường khoảng cách phạm vi nghiêng bởi thời gian truyền trễ của tín hiệu vô tuyến VHF hoặc UHF.
Được phát triển tại Úc, nó được phát minh bởi Edward George
“Taffy”Bowen trong khi được thuê như trưởng ban vật lý vô tuyến của tổ chức
nghiên cứu công nghiệp và khoa học liên ban (thuộc khối thịnh vượng chung)
(CSIRO). Một phiên bản kỹ thuật khác của hệ thống này được phát triển bởi
AWAL (“hữu hạn Úc hợp nhất không dây”) vào đầu những năm 1950, hoạt động
trên dải tần 200MHz VHF. Phiên bản nội địa trong nước Úc này được cho là do cục
liên bang về hàng không dân dụng như là DME(D) (hay là DME nội địa) và phiên
bản quốc tế sau đó được “sử dụng” bởi ICAO như là DME(i).
DME tương tự như một rada thứ cấp ngoại trừ việc hoạt động thì ngược lại. Hệ
thống này là sự phát triển sau chiến tranh(hậu chiến) của hệ thống IFF(HT xác định
bạn hay kẻ thù) trong chiến tranh TG thứ II. Để duy trì sự tương thích DME được
xác định có chức năng giống với bộ phận đo khoảng cách của TACAN
Đài DME trên mặt đất cung cấp cho phi công thông tin chính xác về khoảng cách
(cự ly) từ máy bay đến điểm đặt đài thông qua trao đổi tín hiệu (hỏi và trả lời) giữa
DME và thiết bị đồng bộ DME trên máy bay. DME thường được bố trí kết hợp
cùng các phương tiện phù trợ dẫn đường vô tuyến khác như VOR hay ILS để đáp
ứng yêu cầu dẫn đường trên máy bay hay dẫn đường tại sân. Băng tần số sử dụng : -
Trên không : 1025 MHz – 1150 MHz ( L band) -
Trạm mặt đất : 63 kênh tần số dưới nằm trong khoảng 1025 -1087MHz.
- 63 kênh tần số trên nằm trong khoảng 1088 – 1150MHz. 2. Phân loại
- DME sân (airport DME): DME được triển khai cùng thiết bị hướng dẫn hạ cánh
ILS trên sân bay để dẫn đường cho máy bay tiếp cận và hạ cánh. Thông tin do
DME cung cấp trong trường hợp này là khoảng cách từ máy bay đến điểm đầu
đường băng hay điểm tiếp đất.
- DME trên đường bay (En-route DME): DME được triển khai cùng đài VOR để
dẫn đường trên đường bay.
3. Nguyên tắc hoạt động của DME
Các máy bay sử dụng DME để xác định khoảng cách của chúng tới bộ tách
sóng ở trên đất liền bằng cách gửi và nhận các cặp xung -2 xung riêng biệt và có
khoảng thời gian xác định. Các trạm mặt đất được đồng vị trí điển hình với VORs.
Một hệ thống tách sóng mặt đất DEM điển hình dùng cho sự xác định một vật
đứng yên hay đang bay sẽ có một đỉnh xung tín hiệu nối ra là 1KW trên kênh UHF xác định.
Một DME công suất thấp cũng có thể đồng vị trí với ILS GLIDE SLOPE nơi
mà nó cung cấp chức năng xác định khoảng cách chính xác, tương tự như vậy được
cung cấp bởi ILS Marker Beacons. 4.Phần cứng:
Hệ thống DME bao gồm một máy phát/nhận UHF (bộ thẩm tra) trên máy
bay và một bộ nhận và phát UHF (bộ phát đáp) trên mặt đất.
5.Định thời:
Thời gian máy bay kiểm tra bộ tách sóng mặt đất bằng một chuỗi các cặp
xung (các tín hiệu hỏi) và sau một khoảng thời gian trễ chính xác (thường là 50µs)
trạm mặt đất trả lời bằng một chuỗi đồng nhất những cặp xung phản hồi. Máy thu
DME trên máy bay tìm kiếm các cặp xung bằng khoảng thời gian chính xác giữa
chúng(X mode= khoảng cách 12 µs), khoảng thời gian này được xác định do hình
dạng tín hiệu hỏi đặc biệt của từng máy bay riêng biệt. Bộ thẩm tra máy bay khóa
với các trạm DME mặt đất khi nó hiểu rằng dãy xung đặc biệt là dãy kiểm tra mà
nó đã gửi ban đầu. khi bộ nhận bị khóa lại nó có một cửa sổ thời gian hẹp hơn mà ở
đó nó tìm kiểm những âm vọng và có thể tiếp tục khóa.
6.Tính toán khoảng cách
Một xung vô tuyến mất khoảng 12.36µs để đi hết một hải lý và phản xạ trở
lại, điều đó cũng được gọi như một radar dặm. Thời gian khác chênh lệch giữa tín
hiệu hỏi và trả lời 1 hải lý trừ đi 50µs bộ tách sóng mặt đất trễ được đo bằng thời
gian của mạch tín hiệu hỏi và được dịch sang một phép đo khoảng cách giữ các hải
lý, mà sau đó sẽ hiển thị trên buồng lái.
Công thức khoảng cách, khoảng cách = vận tôc x thời gian, nó được sử dụng
ở maysthu DME để tính toán khoảng cách đến trạm DME mặt đất. Vận tốc trong
tính toán tỷ lệ với các xung vô tuyến. Đó là tốc độ ánh sáng(3x108m/s hoặc
186mi/s). Thời gian tính toán là(tổng cộng thời gian – 50s)/2.
7.Đặc tính kỹ thuật:
Một bộ phát đáp điển hình co thể cung cấp thông tin khoảng cách đến 100
máy bay trong cùng một khoảng thời gian. Trên giới hạn này bộ phát đáp tránh
việc quá tải bằng việc giới hạn độ lợi của máy thu. Để trả lời tín hiệu hỏi yếu hơn,
xa hơn thì bộ phát đáp được bở qua để giảm tải. DME có thể được sử dụng bởi 300
người sử dụng cùng lúc. Điều kiện kỹ thuaath của trạm DME khi nó quá tải và ko
thể tiếp nhận nhiều hơn 100 máy bay thì được gọi là trạm bão hòa.
8.Tần số vô tuyến và dữ liệu điều chế:
Các tần số DME được kết cặp với các tần số trong vùng đẳng hướng VHF và
một bộ thẩm tra DME được thiết kể để tự động chuyển thành tần số DME tương
ứng khi tần số VOR tương ứng được lựa chọn. Một bộ thẩm tra DME trên máy bay
sd các tần sớ từ 1025 đến 1150 MHZ. Bộ tách sóng DME phát trên 1 kênh trong
phạm vi 962 đến 1150 MHZ và nhận trên 1 kênh tương úng giữa 962 đến 1213
MHz băng thông được chia thành 126 kênh cho bộ thẩm tra và cho bộ trả lời. tần
số trả lời và tần số thẩmm tra luôn khác nhau là 63 MHz. Khoảng cách của tất cả
các kênh này là 1 MHz với độ rộng của phổ tín hiệu là 100KHz.
Các tài liệu tham khảo kỹ thuật với kênh x và y chỉ liên quan tới khoảng
cách của cách xung đơn trong cặp xung DME khoảng cách 12 Mcs với kênh x và
30µs với kênh y. Các thiết bị DME tự xác định với một mã 1350 Hz ba ký tự xác
định. Nếu được sắp xếp với một VOR hoặc IRF nó sẽ có mã xác định giống như
(facility) khả năng chủ. Ngaoif ra bộ DME sẽ tự xác định nói giữa những bộ
DME của …. Bộ xác đinh DME có 1350 Hz để phân biệt nó với tong 1020 hz của
VOR hoặc bộ định vị ILS. 9.Thiết bị
Các trạm mặt đất thường được đồng vị trí với VORs và ILS. Hệ thống hoạt
động trên các tần số từ 960 MHz - 1215 MHz trong băng tần UHF. Mỗi một trạm
DME mặt đất có thể đáp ứng tối đa cho 100 máy bay tại 1 thời gian trước khi đạt
đến độ bão hòa . Nó có sẵn 126 kênh để sử dụng cho dân dụng ,sử dụng hai mã X
và Y. Mỗi kênh sử dụng một kết hợp duy nhất thiết lập tần số trên không và đèn
hiệu mặt đất cặp đôi này đã được xây dựng bởi ICAO và sử dụng như vậy trên toàn
thế giới. Phi công không cần phải biết chính xác tần số kể từ khi kết hợp được lựa
chọn tự động bằng cách lựa chọn một tần số VHF kết hợp với một trong hai máy phát VOR hoặc máy dò ILS.
10.Ghép nối VOR/DME
Khi ở cùng vị trí , mặc dù hoạt động trên các tần số khác nhau VOR trên
VHF và DME trên UHF, cả hai trợ giúp định hướng có xác định cùng một mã
Morse. Tuy nhiên một độ dốc cao hơn và với lan truyền dài cho DME, nó dduocj
nghe hai lần trong một phút. Giữa các nhận dạng DME, hai hoặc ba nhận dạng của
VOR có thể nhận được. Trong trường hợp chỉ có mọt trong số họ nghe được, phi
công có thể phân biệt từ đường pitch và số lần xác định nghe được trong một phút,
nơi các máy phát đang hoạt động.
11.Ghép nối ILS/DME
Bây giờ hầu hết các máy dò ILS được ghép nối với một DME nằm rất gần
với ngưỡng hạ cánh của đường băng. Điều này sẽ cung cấp đầy đủ và chính xác
liên tục về khoảng cách trong thời gian máy bay hạ cánh.
12. ĐỘ NGHIÊNG VÀ PHẠM VI MẶT ĐẤT
Nó là một điều cần phải lưu ý, khi bay trên không trạm DME sẽ không chỉ ra
phạm vi không mà sẽ chỉ ra chiều cao so với mặt đất là khoảng cách đến đài rada.
Như một quy luật trái ngược , lỗi này là không đáng kể, nếu độ nghiêng chỉ
khoảng 1nm/1000feet của chiều cao so với mặt đất. Điều đó nói rằng tại 5000feet
AGL vượt quá 5nm, sự khác biệt trong hai dãy đó là không đáng kể.
Một ILS kết hợp với DME là một thiết kế để cung cấp chính xác phạm vi
mặt đất dọc theo đường trung tâm đường băng tới khi máy bay hạ cánh. Điều đó có
nghĩa là khoảng cách cung cấp trong các hướng khác từ một DME là lỗi nhỏ.
13. Định vị vị trí với DME
Phạm vi DME là một vòng tròn vị trí dòng với trạm dẫn đường DME ở trung
tâm và phạm vi bán kính. Kết hợp nó với một thiết bị khác để định vị được vị trí tốt
hơn. Đồng vị trí VOR/DME luôn cung cấp những góc giao nhau 90° và do đó có
thể xác định vị trí chính xác hơn.
Độ chính xác của vị trí có thể bị suy giảm nếu VOR hoặc NDB khác được sử dụng
cho các dòng vị trí thứ hai. Góc cắt nhỏ hơn 45° hoặc sử dụng hai DME , hai bên
cùng theo dõi sẽ cho kết quả vị trí sóng radio với độ chính xác không cao.
14.Chỉ dẫn qua trạm DME
Trong trường hợp máy bay đang bay trực tiếp đến trạm DME , vị trí của nó ở trên
đầu của trạm DME sẽ được chỉ dẫn nhanh chóng giảm khoảng cách. Nếu không
theo dõi hoặc đi từ một trạm DME, tỷ số sai lệch sẽ giảm dần và đọc không., khi
máy báy trực thăng đến một vị trí ngang sườn. Tại thời điểm này khoảng cách chỉ
dẫn sẽ là tối thiểu.Nếu tiếp tục giảm tỷ lệ sai lệch với khoảng cách ngày càng tăng.
Dẫn đường DME như là một sự lựa chọn cuối cùng và trong sự vắng mặt của
phương vị, một lần ở vị trí phương vị phi công có thể chuyển hướng 90° về phía
trạm và chú ý khoảng cách đang đọc giảm. Trong trường hợp, sau khi chuyển
hướng khoảng cách bắt đầu tăng, sự chuyển hướng đó làm đi sai hướng.
15. Độ chính xác
Độ chính xác của trạm mặt đất DME là 185 m việc hiểu rằng DME cũng cấp
khoảng cách thực từ máy bay đến bộ tách sóng DME là rất quan trong. Khoảng
cách này thường được gọi như vùng xiên và phụ thuộc dạng tam giác vào độ cao
thẳng đứng với bộ tách sóng và khoảng cách trên mặt đất tới nó.
Cho ví dụ một máy bay ở ngay trên trạm DME tại độ cao 6000ft sẽ vẫn chỉ
1,9Km trên nối ra DME. Máy bay cách xa chính xác 1 dặm theo phương thẳng
đứng. Sai số xùng xiên hầu như phát ra tại các độ cao khi đóng trạm DME.
Những hỗ trợ định vị vô tuyến phải giữ độ chính xác xác định được quy ước
bởi các tiêu chuẩn quốc tế, FAA, ICAO, … Để đảm bảo trong trường hợp
…, các tổ chức kiểm tra máy bay kiểm tra định kỳ các thông số với những máy bay
được trang bị chính xác để hiệu chỉnh và chứng nhận độ chính xác của DME.
Phần III: Một số thiết bị dẫn đường CVOR 1150
CVOR sử dụng mạng Anten 4 vòng (Four-loop Antenna) bao gồm 4 anten vòng
đơn kiểu Alford. Giản đồ hướng phát xạ của mạng anten 4 vòng có dạng hình tròn
(vô hướng) trong mặt phẳng ngang và dạng hình số 8 trong mặt phẳng đứng. Các
anten vòng đơn được gắn trên đĩa đỡ và lắp cố định ở độ cao 48 inches (khoảng ½
bước sóng) phía trên dàn đối trọng (counterpoise) bằng kim loại. Toàn bộ hệ thống
anten 4 vòng có vòm che (Radome) bằng sợi thuỷ tinh.