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摘 要：在飞行校验的过程中，发现航道结构存在偏移过大而超出门限的情况，本文为实际工作中遇到的案例，通过大量实际测试数据为大家简单介绍一下航向天线阵水平失准对航道结构的影响，从而更快的解决实际工作中遇到的此类问题。
关键词：仪表着陆系统；天线水平；航道结构；飞行校验
中图分类号：V249.125+.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0219-02
引 言
航空器在进近着陆的过程中，由航向信标提供飞机相对于跑道的航向道（水平位置）指引，由下滑信标提供飞机相对跑道入口的下滑道（垂直位置）指引，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]
1 现 状
西安咸阳机场二期扩建项目新建南跑道于2012年5月投入使用，现安装两套挪威NORMARC公司生产的NM7000B仪表着陆系统，其中05R方向按IIIA运行标准设计，目前可执行II类运行程序，23L方向执行经特殊批准的II类标准运行。
05R航向设备现状：①2017年12月14～17日，西安咸阳机场05R/LOC在定期校验中两次发现航道线整体偏移6μA，检查设备正常，因未找到实质原因，地面未做调整。第三次校飞时，飞机先在地面航道线滑行，显示航道线最大偏移为6μA，但在空中校验数据显示仅偏移2μA，后微调发射机通过校验；②2018年3月23日特殊校验中，发现course line deviation erro信号抖动超限。
23L航向設备现状：2017年12月通过了特殊II类投产后三个月加校，在2018年3月份定期加特殊校验中发现course line deviation error数据抖动超限。
依据以上设备现状数据归纳出以下问题：①地面未作任何调整但航道数据有突变；②05R航向最终通过的校飞数据course lined eviationerror曲线存在抖动，虽未超限，远场数据较稳定，但在近场抖动过大；③校飞飞机地面滑行数据显示远近场不一致。近场300m偏移最大6μA，渐远至1100m偏移2μA。
2 技术分析
（1）根据校飞数据及外场测试的数据，综合现场分析，分析航向信号左右两边传播路径不一致是造成近场和远场不一致的主要原因，造成信号路径传播不一致的原因有多种，主要有以下原因：①ADU分配关系紊乱；②航向信号辐射场地不平整原因；③航向天线阵水平失准；④航向天线对匹配不佳。
（2）由于不同路径信号到达航道中心线的电气长度不一致，会造成航道线上的DDM信号不能有效抵消，从而造成信号抖动，也增加了空间信号叠加的不稳定性。
（3）调用航班QAR数据，分析空中信号质量运行部门调取了自2017年9～12月多架航班使用05R仪表着陆系统的QAR数据，排除了校飞误差，确认信号质量存在隐患。分析报告说明了05R航向提供的信号的确有偏差，数据抖动且不稳定，空间信号不一致，具体QAR数据分析如图1所示。
（4）05R航向系统问题排查2018年1月11日，运行部门通过外场测试发现，航道线的远场和近场数据不一致。系统检查设备确认，ADU数据，An-Mn数据，天线阵子等参数均在规范内；检查航向天线场地符合规范。
2018年1月11日夜航结束后，在尝试做天线配对过程中发现，航向天线A14/A19/A20均需加弯头；配对后外场测量数据显示，距离航向天线阵300～1000多米的航道线数据稳定且偏差不到1μA，远场和近场航道数据差异消除。针对天线系统单边加多个头子才能完成匹配，同时对比投产数据偏离过大，怀疑天线阵子可能存在水平失准问题。用水准仪测量发现数据的确大面积偏差且超限，规范为±3mm[2]，现最大高差为3cm。
（5）通过以上实验性调试设备，总结出解决问题的方案，重点先完成天线调平，后进行天线对匹配检查和调整。
（6）05R航向校飞具体情况。05R航向在3月20日的监视校验中，数据抖动且超限，如图2所示，根据制定好的方案，首先对天线水平进行修正，后按照《ILS安装调试规范》对设备进行统调，调整后顺利通过飞行校验。
（7）23L航向校飞具体情况。23L航向也存在天线阵水平失准问题，测试天线水平数据如下，校飞中发现近场数据有大“S”状弯曲，抖动超限，23L航向天线调整前测量数据各天线阵也存在不水平的情况。
与05R航向调整方案相同，首先对天线水平进行修正，后按照《ILS安装调试规范》对设备进行统调，调整后顺利通过飞行校验，如图3所示。
（8）用模拟软件模拟天线降低3cm在现有的ADU分配关系上发现航道线明显有偏差，用软件模拟20号阵子加7度的航道线结构，证实加减馈电电缆长度和天线水平失准均会造成后果，如图4～5所示。
以上模拟分析说明：ADU的分配关系、天线匹配、天线水平失准均会造成信号航道线上信号的抖动和弯曲，可参考以上部分05R航向天线阵配对数据。
3 总 结
航向天线水平失准会造成和天线对匹配不佳同样的后果。因信号经过不同的传播路径，所以在航道中心线处达不到需要抵消的效果，尤其对近场航道线，抖动会更突出。距离越远，不同路径造成的误差影响会相对减弱，所以一般远场不会出现问题。对于飞行校验中航向出现的远场和近场数据不一致，且数据抖动或者不稳定情况，在ADU参数正常情况下一般为天线系统问题，重点检查天线匹配或者天线水平失准。
信号不同传播路径增加了空间叠加信号的不稳定性，从数据上看，两部发射机的数据不一致，不同航班的反映也不同，校验飞机会出两种数据等现象。
西安咸阳机场均为执行低能见度运行程序的机场（05R/23R为标准II类，05L/23L为特殊II类），南跑道为新建跑道，05R方向按照II类标准进行校飞，23L方向按照特殊II类标准校飞，校飞数据取值到D点，即校飞数据为跑道入口向航向阵方向延伸900m。但I类仪表着陆系统校飞数据取值只到C点，[3]飞行校验容易通过，对天线阵子水平及天线匹配要求就相对宽松些。同时西安咸阳机场为大型机场，停机坪上的飞机和施工作业都会对信号产生一定影响，对信号质量要求更高更严格，精准的调整天线系统，可以降低反射物的干扰，使得航道线在近场趋于稳定和线性，远场数据才会更好。
对于高填土新建机场，存在多雨水及寒冷地区冻土解冻等问题的机场，需重点关注场地沉降问题。
航道线的抖动或者不稳定问题仅依靠远场及近场监控器是不能有效监视的。可以通过外出测试发现此类问题，使用便携式接收机在跑道中心线上走一遍，观察整体航道线在跑道中心线上是否存在抖动现象。
参考文献
[1]《国际民用航空公约》.附件，10[S].
[2]《仪表着陆系统安装调试规范》[S].
[3]《仪表着陆系统飞行校验调试技术规范》[S].
收稿日期：2018-8-9
作者简介：钱亚明（1982-），男，工程师，本科，主要从事无线电导航工作。
关键词：仪表着陆系统；天线水平；航道结构；飞行校验
中图分类号：V249.125+.5 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0219-02
引 言
航空器在进近着陆的过程中，由航向信标提供飞机相对于跑道的航向道（水平位置）指引，由下滑信标提供飞机相对跑道入口的下滑道（垂直位置）指引，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]
1 现 状
西安咸阳机场二期扩建项目新建南跑道于2012年5月投入使用，现安装两套挪威NORMARC公司生产的NM7000B仪表着陆系统，其中05R方向按IIIA运行标准设计，目前可执行II类运行程序，23L方向执行经特殊批准的II类标准运行。
05R航向设备现状：①2017年12月14～17日，西安咸阳机场05R/LOC在定期校验中两次发现航道线整体偏移6μA，检查设备正常，因未找到实质原因，地面未做调整。第三次校飞时，飞机先在地面航道线滑行，显示航道线最大偏移为6μA，但在空中校验数据显示仅偏移2μA，后微调发射机通过校验；②2018年3月23日特殊校验中，发现course line deviation erro信号抖动超限。
23L航向設备现状：2017年12月通过了特殊II类投产后三个月加校，在2018年3月份定期加特殊校验中发现course line deviation error数据抖动超限。
依据以上设备现状数据归纳出以下问题：①地面未作任何调整但航道数据有突变；②05R航向最终通过的校飞数据course lined eviationerror曲线存在抖动，虽未超限，远场数据较稳定，但在近场抖动过大；③校飞飞机地面滑行数据显示远近场不一致。近场300m偏移最大6μA，渐远至1100m偏移2μA。
2 技术分析
（1）根据校飞数据及外场测试的数据，综合现场分析，分析航向信号左右两边传播路径不一致是造成近场和远场不一致的主要原因，造成信号路径传播不一致的原因有多种，主要有以下原因：①ADU分配关系紊乱；②航向信号辐射场地不平整原因；③航向天线阵水平失准；④航向天线对匹配不佳。
（2）由于不同路径信号到达航道中心线的电气长度不一致，会造成航道线上的DDM信号不能有效抵消，从而造成信号抖动，也增加了空间信号叠加的不稳定性。
（3）调用航班QAR数据，分析空中信号质量运行部门调取了自2017年9～12月多架航班使用05R仪表着陆系统的QAR数据，排除了校飞误差，确认信号质量存在隐患。分析报告说明了05R航向提供的信号的确有偏差，数据抖动且不稳定，空间信号不一致，具体QAR数据分析如图1所示。
（4）05R航向系统问题排查2018年1月11日，运行部门通过外场测试发现，航道线的远场和近场数据不一致。系统检查设备确认，ADU数据，An-Mn数据，天线阵子等参数均在规范内；检查航向天线场地符合规范。
2018年1月11日夜航结束后，在尝试做天线配对过程中发现，航向天线A14/A19/A20均需加弯头；配对后外场测量数据显示，距离航向天线阵300～1000多米的航道线数据稳定且偏差不到1μA，远场和近场航道数据差异消除。针对天线系统单边加多个头子才能完成匹配，同时对比投产数据偏离过大，怀疑天线阵子可能存在水平失准问题。用水准仪测量发现数据的确大面积偏差且超限，规范为±3mm[2]，现最大高差为3cm。
（5）通过以上实验性调试设备，总结出解决问题的方案，重点先完成天线调平，后进行天线对匹配检查和调整。
（6）05R航向校飞具体情况。05R航向在3月20日的监视校验中，数据抖动且超限，如图2所示，根据制定好的方案，首先对天线水平进行修正，后按照《ILS安装调试规范》对设备进行统调，调整后顺利通过飞行校验。
（7）23L航向校飞具体情况。23L航向也存在天线阵水平失准问题，测试天线水平数据如下，校飞中发现近场数据有大“S”状弯曲，抖动超限，23L航向天线调整前测量数据各天线阵也存在不水平的情况。
与05R航向调整方案相同，首先对天线水平进行修正，后按照《ILS安装调试规范》对设备进行统调，调整后顺利通过飞行校验，如图3所示。
（8）用模拟软件模拟天线降低3cm在现有的ADU分配关系上发现航道线明显有偏差，用软件模拟20号阵子加7度的航道线结构，证实加减馈电电缆长度和天线水平失准均会造成后果，如图4～5所示。
以上模拟分析说明：ADU的分配关系、天线匹配、天线水平失准均会造成信号航道线上信号的抖动和弯曲，可参考以上部分05R航向天线阵配对数据。
3 总 结
航向天线水平失准会造成和天线对匹配不佳同样的后果。因信号经过不同的传播路径，所以在航道中心线处达不到需要抵消的效果，尤其对近场航道线，抖动会更突出。距离越远，不同路径造成的误差影响会相对减弱，所以一般远场不会出现问题。对于飞行校验中航向出现的远场和近场数据不一致，且数据抖动或者不稳定情况，在ADU参数正常情况下一般为天线系统问题，重点检查天线匹配或者天线水平失准。
信号不同传播路径增加了空间叠加信号的不稳定性，从数据上看，两部发射机的数据不一致，不同航班的反映也不同，校验飞机会出两种数据等现象。
西安咸阳机场均为执行低能见度运行程序的机场（05R/23R为标准II类，05L/23L为特殊II类），南跑道为新建跑道，05R方向按照II类标准进行校飞，23L方向按照特殊II类标准校飞，校飞数据取值到D点，即校飞数据为跑道入口向航向阵方向延伸900m。但I类仪表着陆系统校飞数据取值只到C点，[3]飞行校验容易通过，对天线阵子水平及天线匹配要求就相对宽松些。同时西安咸阳机场为大型机场，停机坪上的飞机和施工作业都会对信号产生一定影响，对信号质量要求更高更严格，精准的调整天线系统，可以降低反射物的干扰，使得航道线在近场趋于稳定和线性，远场数据才会更好。
对于高填土新建机场，存在多雨水及寒冷地区冻土解冻等问题的机场，需重点关注场地沉降问题。
航道线的抖动或者不稳定问题仅依靠远场及近场监控器是不能有效监视的。可以通过外出测试发现此类问题，使用便携式接收机在跑道中心线上走一遍，观察整体航道线在跑道中心线上是否存在抖动现象。
参考文献
[1]《国际民用航空公约》.附件，10[S].
[2]《仪表着陆系统安装调试规范》[S].
[3]《仪表着陆系统飞行校验调试技术规范》[S].
收稿日期：2018-8-9
作者简介：钱亚明（1982-），男，工程师，本科，主要从事无线电导航工作。