本文主要是為了幫助大家迅速的了解無線電領(lǐng)航中的一些基本概念，具體每個概念后面涉及的原理或者相關(guān)知識點，我們會在以后的文章中說明。1.各頻率的波段波段頻率甚低頻：VLF (Very Low Frequency)：3KHz~30KHz 低頻：LF (Low Frequency)：30KHz~300KHz 中頻：MF (Medium Frequency)：300KHz~3MHz 高頻：HF (High Frequency)：3MHz~30MHz 甚高頻：VHF (Very High Frequency)：30MHz~300MHz 特高頻：UHF (Ultra High Frequency)：300MHz~3GHz 超高頻：SHF (Super High Frequency)：3GHz~30GHz 極高頻：EHF (Extremely High Frequency)：30GHz~300GHz 2.各種導航設(shè)備DF：Direction FinderDF：定向儀，曾經(jīng)是主要的航空導航輔助工具，主要幫助迷失方向的飛機返回機場。它只提供飛機相對于臺的方向，具體飛機當前的航向、速度、高度等信息一律不提供。 國內(nèi)理解DF為：定向臺，Direction finding station。 VDF：VHF Direction FindingVDF：甚高頻定向臺，指的是配備使用甚高頻（VHF）通訊波段的測向儀（DF），頻率在118-136MHZ之間。當機場安裝VDF的時，管制員可以通過VDF告知飛行員：飛機相對機場的方向。 VDF主要用于民航領(lǐng)域，類似的還有軍事領(lǐng)域的UDF特高頻定向臺。 ADF：Automatic Direction FindingADF：自動定向儀，是一個機載設(shè)備，因此又稱機載自動定向設(shè)備，它接收來自NDB或者LOC的信息，然后傳遞給飛行員。通常飛行員可通過儀表直接看出NDB或LOC臺相對于飛機的方位。
NDB：Non-directional radio beacon 無方向性導航臺。NDB常用在航路上，作用范圍可達幾百海里。 LOC：Locator 示位信標。LOC是一個低功率的NDB，常用在終端區(qū)，輔助進近，其作用范圍為10-25海里。 NDB和LOC使用的頻率在190-1750 kHz之間，處在低頻（LF）和中頻（MF）帶。 VOR：VHF Omni-directional Range
VOR：甚高頻全向信標，是一個地面甚高頻無線電輔助設(shè)備，配合機載設(shè)備使用，可在360°范圍內(nèi)給航空器提供飛機相對于地面臺的磁方位。利用頻率介于108-117.95MHz的甚高頻訊號來判斷飛機本身的位置，以維持在設(shè)定的航道上。 VOR系統(tǒng)主要具有以下3種功能： 1.利用兩個VOR臺或利用一個VOR臺和一個DME臺組合確定飛機位置。 2.利用航路上的VOR臺引導飛機沿航線飛行。 3.終端引導飛機進場和非精密進近。
根據(jù)不同用途VOR臺分為兩類： A類，用于航路導航，頻率112.00-117.95MHz，頻道間隔0.05MHz，共計119個頻道，發(fā)射功率200W，作用距離200海里。 B類，用于終端引導飛機進場進近，頻率范圍108.10-111.95MHz，頻道間隔0.05MHz，且十分位為偶數(shù)，發(fā)射功率50W，作用距離25海里。 機載VOR接收設(shè)備主要包括控制盒、天線、甚高頻接收機和指示器四大部分。常見的簡易指示器如下圖所示：
從下圖我們可以學習如何使用指示器：
TO或FROM標志根據(jù)飛行員選擇的路線告訴飛行員是在電臺之前還是之后：
DME：Distance Measurement EquipmentDME：測距儀，常稱為DME臺，是一種通過無線電測量飛行器到導航臺距離的裝置。頻率為特高頻UHF，960MHz-1215MHz。 DME工作在超高頻段，分機載設(shè)備和地面設(shè)備兩部分。基本工作原理是：機載設(shè)備發(fā)射一個脈沖信號，地面設(shè)備接收到該信號后返回給機載設(shè)備一個應答信號。機載設(shè)備根據(jù)發(fā)射信號和接收到應答信號的時間差，就可以結(jié)合無線電波的速度算出飛行器與地面臺站的距離。 應當注意的是，機載設(shè)備計算并顯示出距離是飛行器與地面臺站的斜邊距離，通過簡單的三角函數(shù)即可知道，飛行器在地面的投影與臺站的距離是略小于這個斜邊距離的。飛行器高度越高，距離臺站越近，斜距誤差也就越大。通常在十幾海里以外誤差可以忽略。 當DME地面設(shè)備和甚高頻全向信標或者儀表著陸系統(tǒng)同時安裝時，分別稱做VOR-DME和ILS-DME。 ILS：Instrument Landing System
ILS：儀表著陸系統(tǒng)，俗稱盲降系統(tǒng)，是目前應用最為廣泛的飛機精密進近和降落導引系統(tǒng)。這是一種在諸如低云、低能見度的儀表氣象條件下可以正常運行，使用無線電信號以及高強度燈光陣列來為飛機安全進近降落提供精密引導的陸基儀表進近系統(tǒng)。它的作用是由地面發(fā)射的兩束無線電信號實現(xiàn)航向道和下滑道指引，建立一條由跑道指向空中的虛擬路徑，飛機通過機載接收設(shè)備，確定自身與該路徑的相對位置，使飛機沿正確方向飛向跑道并且平穩(wěn)下降高度，最終實現(xiàn)安全降落。 一套ILS系統(tǒng)主要由兩個子系統(tǒng)，一個提供水平引導（航向臺Localizer：LLZ），另一個提供垂直引導（下滑臺，Glide Slope或Glide Path：GP）。通過兩個子系統(tǒng)的配合使得飛機準確降落在跑道上。而這個引導是由飛機上的ILS接收機對接收到的無線電信號的調(diào)制深度進行比較得到的。在一些機場安裝有接收頻率為75MHz的指點標。指點標的信號是燈光以及音響的提醒。
（航向臺LLZ無線電原理）
（下滑臺GP無線電原理） 在一些機場安裝有接收頻率為75MHz的指點標，分為外指點標（OM）、中指點標（MM）、內(nèi)指點標（IM）。指點標的信號是燈光以及音響的提醒。在機場進場文件中公布了各指點標距離跑道的距離，結(jié)合飛機高度，可以幫助飛行員正確建立盲降（ILS）。指點標信息發(fā)送方式為摩斯電碼，注意各個指點標的閃爍方式不同。
（藍色外指點標） 外指點標安裝在距離跑道入口6.5-11.1千米處，調(diào)制頻率為400Hz，連續(xù)拍發(fā)每秒2劃。駕駛艙中的指示是一個藍色的閃爍燈，并且播放接收到的音頻。設(shè)置其的目的是在中間以及最后進近階段提供高度、距離以及設(shè)備運行情況的檢查。外指點標時常與機場遠臺安裝在一起，叫做LOM（Locator Outer Marker）。
（琥珀色中指點標） 中指點標安裝在距離跑道入口0.9-1.2千米處，調(diào)制頻率為1300Hz，交替拍發(fā)點劃，每秒2劃，每秒6點。駕駛艙中的指示是一個琥珀色的閃爍燈，并且播放接收到的音頻。中指點標的作用是用來指示低能見度下的復飛點。中指點標時常與機場近臺安裝在一起，叫做LMM（Locator Middle Marker）。
（白色內(nèi)指點標） 內(nèi)指點標安裝在距離跑道入口75-450米處，調(diào)制頻率為3000Hz，連續(xù)拍發(fā)每秒6點。。駕駛艙中的指示是一個白色的閃爍燈，并且播放接收到的音頻。內(nèi)指點標通常飛機飛到安裝在II類精密進近的決斷高處。
目前，一樣可以提供距離信息的DME在很多地方替代了指點標。DME為飛行員在ILS下滑道時提供了更精確并且連續(xù)的監(jiān)控信息，并且不需要在機場外額外安裝設(shè)施。當它和ILS合裝時，DME通常并不是安裝在跑道頭，而是考慮到各種誤差安裝在一個能提供與距跑道頭距離誤差最小的地方。當DME用于取代指點標時，必須有至少一臺DME工作飛機才可以實施進近，而且對于DME可用的要求必須標注在精密儀表程序中。 MLS： Microwave Landing SystemMLS：微波著陸系統(tǒng)，主要目的是取代ILS，但是由于GPS的發(fā)展，導致MLS的普及使用非常緩慢。因為GPS能夠提供相似的精度，且不需要安裝地面設(shè)備。 由于MLS主要安裝在一些歐美大型機場，且目前受GPS的影響，也逐漸被關(guān)閉，因此這里我們不再對MLS進行過多的闡述。 PSR：Primary Surveillance RadarPSR：一次監(jiān)視雷達，簡稱一次雷達。其優(yōu)勢有兩點：第一，不需要機載設(shè)備；第二，輔助管制員引導和管制飛機。 一次雷達能夠檢測并報告任何反射雷達波東西的位置。因此對于其作用范圍內(nèi)的飛機，鳥類，天氣和陸地特征等都能顯示，對于空中交通管制而言，這既是優(yōu)點也是缺點。 如今，一次雷達仍然被管制員使用作為二次雷達的備用和輔助系統(tǒng)。 常見的一次雷達有：遠程監(jiān)控雷達（LRSR：Long-Range Surveillance Radar）、終端監(jiān)測雷達：（TSR：Terminal surveillance Radar ）、地面活動監(jiān)視雷達(SMR：Surface Movement Radar)、監(jiān)視進近雷達（SAR：Surveillance Approach Radar）、精密進近雷達（PAR：Precision approach radar） AWR：Airborne Weather RadarAWR：機載氣象雷達，用于探測飛機前方與積雨云有關(guān)的強湍流和強降水區(qū)域，它也被用來提供飛機下面的地面地圖。
SSR：Secondary Surveillance RadarSSR：二次監(jiān)測雷達，簡稱二次雷達，由詢問雷達和應答機所組成。地面詢問雷達發(fā)射電磁波，目標飛機上的應答機接收到詢問電磁波后被觸發(fā)，發(fā)射應答信號，詢問雷達根據(jù)接收到的應答信號而工作，很容易知道飛機的二次雷達應答機代碼、飛行高度、指示空速、馬赫數(shù)、滾轉(zhuǎn)角、地速、垂直速率、磁航向、真軌跡角等參數(shù)。 RNAV：Area NavigationRNAV：區(qū)域?qū)Ш剑斜匾f明一下，在英語文獻中Area Navigation也稱random navigation，因此簡寫為RNAV。RNAV被確認為一種導航方法，即允許飛機在相關(guān)導航設(shè)施的信號覆蓋范圍內(nèi)，或在機載自主導航設(shè)備能力限度內(nèi)，或在兩者配合下沿所需的航路飛行。它創(chuàng)建了不必連接兩個地面設(shè)施的新路線。 機載設(shè)備使用來自以下一種或所有導航系統(tǒng)輸入的信息來自動確定飛機位置： 1.無線電輔助設(shè)備(VOR, DME, ILS, MLS) 2.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS) 3.慣性導航系統(tǒng)（INS）和慣性參考系統(tǒng)（IRS） 4.大氣數(shù)據(jù)計算機(ADC) 5.時鐘 大氣數(shù)據(jù)計算機（air data computer：ADC）是現(xiàn)代玻璃駕駛艙中一個必不可少的航空電子組件。這臺計算機不是一個單一的飛行儀表，它可以從飛機的全靜壓系統(tǒng)測定校準空速、馬赫、海拔和海拔趨勢數(shù)據(jù)。在部分超高速飛機（例如航天飛機）上，計算的是等效空速而非校準空速。 RNP：Required navigation performanceRNP：所需性能導航，指飛機在一個確定的航路、空域或區(qū)域內(nèi)運行時，所需的導航性能精度，是一種基于性能的導航（Performance-based navigation，PBN），其使得航空器能夠以特定的路徑飛過兩個三維空間上的點。RNP和同為性能基導航的RNAV(區(qū)域?qū)Ш?的區(qū)別在于，RNP要求飛機有機載監(jiān)視和告警系統(tǒng)，而RNAV沒有這個要求。 FMS：Flight Management System
（在波音737-300上使用的FMS控制顯示單元CDU） FMS：飛行管理系統(tǒng)，是現(xiàn)代客機的一個基本組成部分的航空電子設(shè)備。FMS是一種專用計算機系統(tǒng)，可自動執(zhí)行各種飛行任務，從而將機組人員的工作量減少到現(xiàn)代民用飛機不再搭載飛行工程師或?qū)Ш絾T的地步。主要功能是飛行計劃的飛行管理。FMS可以使用各種傳感器（例如通常由無線電導航支持的GPS和INS）確定飛機的位置，F(xiàn)MS可以沿著飛行計劃引導飛機。FMS通常從駕駛艙通過控制顯示單元（CDU），包含小屏幕和鍵盤或觸摸屏。FMS將飛行計劃顯示給電子飛行儀表系統(tǒng)（EFIS），導航顯示（ND）或多功能顯示（MFD）。FMS可以概括為由飛行管理計算機（FMC），CDU和串擾總線組成的雙重系統(tǒng)。 所有FMS都包含一個導航數(shù)據(jù)庫。導航數(shù)據(jù)庫包含用于構(gòu)建飛行計劃的元素。這些是通過ARINC 424標準定義的。導航數(shù)據(jù)庫（NDB）通常每28天更新一次，以確保其內(nèi)容是最新的。每個FMS僅包含ARINC / AIRAC數(shù)據(jù)的一部分，與FMS的功能有關(guān)。 GNSS：Global Navigation Satellite SystemGNSS：全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，GNSS以一個或多個現(xiàn)有衛(wèi)星星座為基礎(chǔ)，輔以相關(guān)系統(tǒng)，以達到精度、完整性、可用性和連續(xù)性的水平，以滿足民用航空界的要求。目前有4大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GNSS），包括、美國的全球定位系統(tǒng)（ global positioningsystem, GPS ）、中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BeiDou navigation satellite system,BDS）、歐盟的伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)（Galileo navigation satellite system, Galileo）和俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)（global orbitingnavigation satellite system, GLONASS）。 由于目前GPS的普及，導致GPS可以看作是GNSS的一部分。 GBAS：Ground Based Augmentation System
GBAS：陸基增強系統(tǒng)，即依靠地面設(shè)備接收衛(wèi)星導航系統(tǒng)的信號，處理之后生成位置修正信息，通過甚高頻設(shè)備發(fā)給機組。機載系統(tǒng)利用該信息得到更加精確的位置數(shù)據(jù)，以完成精密進近。盡管GBAS的主要目標是提供完整性保證，但它還可以提高位置誤差小于1 m（1 sigma）的精度。GBAS有時也稱為局域增強系統(tǒng)（LAAS）。 地面增強系統(tǒng)（GBAS）由一個GBAS地面子系統(tǒng)和一個GBAS飛機子系統(tǒng)組成。GBAS地面子系統(tǒng)提供兩種服務：精確進近服務和GBAS定位服務。 SBAS：Satellite Based Augmentation SystemSBAS：星基增強系統(tǒng)，SBAS通過糾正信號測量誤差并提供有關(guān)其信號的準確性、完整性、連續(xù)性和可用性的信息，提高了GNSS信息的準確性和可靠性。 一些國家已經(jīng)實施了自己的基于衛(wèi)星的增強系統(tǒng)。例如，在歐洲，歐洲同步衛(wèi)星導航覆蓋服務（EGNOS）覆蓋了歐洲聯(lián)盟的大部分地區(qū)以及一些鄰近的國家和地區(qū)。其他國家SBAS包括： 美國：廣域增強系統(tǒng)（WAAS） 日本： Michibiki衛(wèi)星增強系統(tǒng)（MSAS） 印度：GPS輔助的GEO-增強導航（GAGAN） 中國：北斗SBAS（BDSBAS）（開發(fā)中） 韓國：韓國增強衛(wèi)星系統(tǒng)（KASS）（開發(fā)中） 俄羅斯：差分校正和監(jiān)測系統(tǒng)（SDCM）（正在開發(fā)中） ASECNA：針對非洲和印度洋的SBAS（A-SBAS）（開發(fā)中） 澳大利亞和新西蘭：南方定位增強網(wǎng)絡（SPAN）（開發(fā)中）
ABAS：Airborne Based Augmentation SystemABAS：機載增強系統(tǒng)，其目的是使用機載數(shù)據(jù)增強GPS的完整性，與GBAS和SBAS不同的是，ABAS不能提高精度(定位精度)。 PBN：Performance Based NavigationPBN：基于性能的導航，指在相應的導航基礎(chǔ)設(shè)施條件下，航空器在指定的空域內(nèi)或者沿航路、儀表飛行程序飛行時對系統(tǒng)精確性、完好性、可用性、連續(xù)性以及功能等方面的性能要求。 PBN包含兩類基本導航規(guī)范：區(qū)域?qū)Ш剑≧NAV）和所需性能導航（RNP）。 PBN概念的實施主要基于衛(wèi)星導航（GNSS），可以逐步重新定義空域管理所需的基礎(chǔ)設(shè)施，并考慮成本控制。充分利用了各種機載設(shè)備中已經(jīng)具備的導航（GNSS），通信（CPDLC）和監(jiān)視（ADS-C）功能，從而避免了昂貴的飛機改裝。 END 關(guān)注我吧！ |
