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027(导航工程的组成及功能)
Y I J I J I A N Z A O S H I
民民 航航 机机 场场 工工 程程 管管 理理 与与 实实 务务
精讲课程(2024版教材)3.3 民航空管导航工程
3.3.1 导航工程的组成及功能
导航系统包括全向信标、测距仪、仪表着陆系统、全球
135°
导航卫星系统、无方向性信标(NDB)等。
1. 全向信标(VOR)
全向信标VOR是一种相位式近程甚高频导航系统。它由
地面的电台向空中的飞机提供方位信息,以便航路上的飞
机可以确定相对于地面电台的方位。这个方位以磁北(用
N来表示)为基准,它通过直接读出导航台的磁方位角来
确定航空器所在方位。在民航运输机上,还可以预先把沿航线的各个VOR台的地理位置(经纬度)、发射频率、
应飞行的航道等逐个输入计算机(飞行管理系统和自动飞行系统),在计算机的控制下,
航空器就可以按输入的数据自动地到达目的地。VOR在空中导航中有以下几个具体用途:
(1)利用机场附近的VOR台可以实现归航和出航。
(2)利用两个已知位置的VOR台可以实现直线位置定位。
(3)航路上的VOR台可以作为航路检查点,实行交通管制 。
(4)终端VOR(Terminal VOR)可用于引导航空器进离场及进近着陆。
航路导航台的主要设备为全向信标/测距仪设备。引导归航与出航 直线位置定位
航路检查点 着陆引导1. 下列关于全向信标,说法正确的是( )。
A. VOR是一种相位式远程甚高频导航系统
B. VOR通过直接读出飞机的磁方位角来确定航空器所在方位
C. 利用两个已知位置的VOR台可以实现直线位置定位
D. 航路上的VOR台可以作为航路检查点,实行交通管制
E. VOR可以提供距离引导
答案:CD2. 测距仪(DME)
测距仪是国际民航组织规定的近程导航设备 ,它提供航空
器相对于地面测距仪台的斜距。DME—般与VOR和仪表着陆
系统配合使用DME与VOR配合使用时,它们共同组成距离一
方位极坐标定位系统,直接为航空器定位;当DME与仪表着
陆系统配合使用时,DME可以替代指点信标,以提供航空器
进近和着陆的距离信息。
DME与VOR台合装可设置于机场、机场进出点和航路(航
线)上的某一地点;DME与仪表着陆系统合装时,通常设置
在下滑信标台,也可设置在航向信标台。DME设置于机场时,
应符合机场净空要求。3. 仪表着陆系统(ILS)
仪表着陆系统是目前应用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统。它的作用是由地面发射的
两束无线电信号,建立一条由跑道指向空中的虚拟路径,飞机通过机载接收设备,确定自身与该
路径的相对位置,使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下降高度,最终实现安全着陆。1)功能
ILS运行标准定义如下(根据不同气象条件下的着陆能力划分)
运行标准 决断高度(DH) 跑道视程(RVR)
非精密进近(不属于ILS运行标准) DH≥75m VIS≥1000m
RVR≥550m(或
I 类(CAT I)运行 60m≤DH<75m
VIS≥800m)
II类 (CAT II)运行 30m≤DH<60m RVR≥300m
175m≤RVR<300m
DH<30m或无DH
A类
DH<15m或无DH
III类 (CATIII)运行 50m≤RVR<175m
B类
决断高度:是指驾驶员对飞机着陆或复飞做出决断的最低高无度D。H
C类
无RVR
跑道视程:指在跑道中线上航空器上的驾驶员能看到跑道面上的标志或跑道边灯、中线灯的距离。
决断高度和跑道视程越低,对仪表着陆系统的运行标准要求越高。
目视着陆的水平能见度必须大于4.8km, 云底高不小于300m。《民用机场飞行区技术标准》MH5001—2021
《民用航空通信导航监视台(站)设置场地规范第1部分:导航》MHT4003-20212)仪表着陆系统的组成
仪表着陆系统(ILS)
方向引导系统 距离参考系统
指点信标(MB)
航向信标(LOC) 下滑信标(GP)
外指点标 中指点标 内指点标
(OM) (MM) (IM)方向引导系统
航向信标台提供飞机相对于跑道的航向道(水平位置)指引;下滑台通过仰角为3°左右
的波束,提供飞机相对跑道入口的下滑道(垂直位置)指引。
航向面和下滑面的交线定义为下滑道。飞机沿交线(下划道)着陆,在距离跑道入口约
300m处着地。距离参考系统
通常表示飞机在依次飞过这些信标台时,分别到达最终进近定位点 (FAF)、I 类运行的决
断高度、ll类运行的决断高度。测距仪 (DME)可与仪表着陆系统同时安装,或者在某些场合
替代指点标的作用。内指点信标仅在II类和III类着陆标准的机场安装。
提示(了解):由于各信标台的调制频率和识别码
不同,仪表盘上不同颜色的指示灯亮,驾驶员耳机
听到不同音调的频率和识别码,从而得知自己在哪
个信标台上方,进而知道距跑道入口的距离。航向信标、下滑信标和指点信标的设置要求
1. 航向信标天线阵通常设置在跑道中线延长线上,距跑道末端的距离为180~600m,通常为280m。
2. 航向信标天线阵距跑道入口的最小距离为2200m。
3. 下滑信标天线距跑道中线75~200m,通常为120m,天线位置应满足相关要求。
4. 对于II类和III类仪表着陆系统,下滑信标天线距跑道中线的距离应不小于120m。
5. 外指点信标台距离跑道入口的距离为6500m~11100m,通常为7200m。
6. 中指点信标台距离跑道入口的距离为1050m±150m。
7. 内指点信标台距离跑道入口的距离为75~450m。4. 全球导航卫星系统(GNSS)和地基增强系统(GBAS)
1)全球导航卫星系统(GNSS)
VOR、DME、ILS等为陆基导航系统,在我国主要集中分布在东部地区,西部地区覆盖
不完全。在航空器的飞行航路上设置若干个地面导航台,航空器在飞行过程中根据导航台
信号引导实现台对台飞行,当到达机场上空之后依靠ILS将航空器引导着陆。在整个飞行区
间,由分布在各地的雷达系统对飞行阶段的相关信息,即航空器的位置、高度、速度等进
行监视,地面管制员根据这些信息对航空器进行指挥。全球导航卫星系统(GNSS)由一个或多个卫星星座、机载接收机以及系统完好性监
视等组成,构成星基导航系统。包括美国的GPS、欧洲的Galileo、俄罗斯的Glonass、我
国的北斗BDS以及地基增强系统GBAS等,在全球范围内提供定位、测速和授时服务,可
以同时为陆、海、空用户提供连续、精确的三维位置、速度和时间信息。它具有连续的全
球覆盖能力,使航空器可以在可遵循的条件下实现从一个地方到另一个地方的直线飞行,
摆脱台对台飞行,明显降低航行时间和油耗。在GNSS接收机中包含数据处理系统,可将
航空器位置、高度、速度信息实时发送到空中交通管制中心及相关部门实现全程自动监视,
也为空中交通管制中心提供防撞预警。GNSS导航系统具有陆基导航系统无法比拟的优越
性和安全性。
GNSS系统已应用于中国民航,在东部地区作为辅助导航系统,提高导航精度;在西
部地区作为主用导航系统,提高导航精度、航空安全和飞行效率,星基导航已逐步成为我
国民航发展的新趋势。1. 下列不属于GNSS特点的是( )。
A. 具有连续的全球覆盖能力。
B. 明显降低航行时间和油耗。
C. 使得飞机摆脱台对台飞行。
D. 作用范围受到视距的限制。
答案:D
2. 下列( )是基于星基无线电卫星导航系统。
A. ILS B. NDB C. GNSS D. VOR
答案:C2)地基增强系统GBAS
GBAS是一种用户接收机导航增强信息来
自于地面发射机的卫星导航增强系统,包括
导航卫星子系统、地面增强子系统和机载接
收机子系统三部分。GBAS通过为GNSS测距
信号提供本地信息和修正信息,来提高导航
地基增强系统
定位的精确度。
卫卫星星数信据息 差差分分校校正正信数息据
接收站(多个) 数据中心 甚高频台站GBAS天线 GBAS机房GBAS地面子系统可提供进近、定位两类服务,相比ILS运行优势有: 一套GBAS设备可同时
满足多个进近程序运行的需求,且定期校验间隔周期长,设施/设备建设、维护成本低;场地
要求低,无ILS 临界区保护限制,可为因地理条件限制无法安装ILS设备的机场/跑道提供精密
进近,实施II、III类卫星着陆系统运行的机场场地改造成本更低;信号稳定,不易受地面、空中
活动影响,为缩小管制间隔(特别是II/III 类运行时)创造了条件;跑道入口变更灵活、最后进
近下滑角易于调整,可应用于降低机场噪声、缩短尾流间隔等方面。
特点归纳:省钱、场地要求低、效率高、不被轻易影响1. 下列属于GBAS优点的是( )。
A. 定期校验间隔周期长
B. 维护成本低
C. 跑道入口变更灵活
D. 无临界区保护的限制
E. 每次只能引导一个进近程序
答案:ABCD
2. 下列能提供I类精密进近引导的有( )。
A. 地基增强系统
B. 下滑信标/测距仪
C. 全向信标/测距仪
D. 近台NDB/远台NDB
E. 航向信标偏置(<3°)设置的仪表着陆系统
答案:AE5. 无方向性信标(NDB)
无方向性信标是国际民航组织标准的近程导航设备,它发射垂直
极化的无方向性无线电波,机载无线电罗盘通过接收无方向性信标
发射的信号来测定飞机与信标的相对方位角。它的具体作用有:引 NDB
135°
导飞机沿预定航线,完成从一个信标台到另一个信标台的飞行;引
导飞机进、离场,完成进场着陆和离场飞行。
无方向性信标设备由发射机系统、监视系统、控制和交换系统、
天线和地网系统、电源系统、遥控和状态显示系统组成。无方向性
信标按照所处的位置和所起的作用不同分为机场近距无方向性信标
台,机场远距无方向性信标台和航路无方向性信标台;机场近、远
距无方向性信标台通常分别与机场中、外指点标合装。1. 下列关于无方向信标台的说法,正确的是( )。
A. 可引导飞机沿预定航线,实现台对台飞行。
B. 机载无线电罗盘通过接收NDB发射的信号来测定飞机与信标的磁方位角。
C. 引导飞机进、离场,完成进场着陆和离场飞行。
D. 机场远距无方向性信标台通常与机场中指点标合装。
E. 与测距仪配合可实现II、III类精密进近运行。
答案:AC