论文部分内容阅读
【摘要】飞机在机场仪表进近着陆过程中，机场相关DME台失效后，飞机能否依据现有仪表着陆系统设备进近着陆，仪表着陆标准是否可用进行探讨。
【关键词】DME（测距机）；ILS（仪表着陆系统）；导航；着陆标准；机场
DME（Distance Measuring Equipment 测距机）是高精度的近程脉冲测距导航系统；ILS（Instrument Landing System仪表着陆系统）是引导飞机进行精密进近和着陆的导航系统，由ILS设备确定的机场着陆标准即ILS着陆标准。DME和ILS都是重要的导航设备，ILS着陆标准与天气条件、导航设备状况等有关，而在此我们仅对ILS、DME地面无线电设备的失效情况进行相应的讨论。
首先看一下什么是导航，所谓导航即引导飞机沿着预定航线安全、准确、准时地到达目的地的技术。选择一定的导航方法，并且选取具有精度优良和可靠性高的导航设备对于实现精确导航起着极其重要的作用。能否有效可靠定位是决定导航有效性的关键因素之一，而可靠定位即利用导航台站准确确定航空器所在地理位置的能力。
DME系统是由机载测距机系统和地面DME信标台组成，测量飞机与地面测距信标台之间的斜距。利用斜距信息可以为飞机导航提供如下服务：1、定位，2、航路间隔，3、进近到机场，4、避开保护空域，5、在指定位置等待，6、计算地速和到台时间。DME信标常与DVOR信标合装在同一台站，在现行陆地区域导航运行上广泛运用，在机场区域DME信标也可与ILS 的下滑信标（GP）合装，加强定位精度，替代指点标台。一般机场有1-3 套地面DME信标台。
ILS导航系统，其工作体制为M型等信号测角方式。飞机上具有相应机载设备满足ILS进近的需要，如：精密进近航道指示器等。地面ILS设备组成除了相应的进近灯光系统，还包括：航向信标台（LOC）/航向台（LLZ）位于跑道中心线的延长线上，通常距跑道端约250-400M，向跑道两侧发射两个呈扇形的等强度无线电波束，为飞机对正跑道中线下降提供方向引导，即提供水平制导。
下滑信标台（GS）/下滑台（GP）则设在跑道入口内约300M，距跑道中心线约75M-200M，发射两个等强度呈扇形的无线电波束，分布在与地面成3的下滑道的上、下两侧，提供相对跑道入口的下滑道引导，即提供垂直制导。
指点信标包括指示下滑道截获的外指点标（OM），指示一类着陆点（到达一类精密进近的最低决断高处）的中指点标（MM），以及指示二类着陆点（到达二类精密进近的最低决断高30M处）的内指点标（IM），所有指点标台均垂直向上发射扇形波束，载波均为75MHZ。指点信标为飞行员在降落时提供飞机的位置信息，确定飞机相对跑道的粗略距离，以便飞行员做出决断。外指点标距跑道端约5海里处，一般位于最后进近定位点上，飞机飞越时，驾驶舱内相应蓝灯闪亮并有400HZ声音信号；中指点标距跑道端约0.5海里，飞机飞越时，驾驶舱内琥珀色灯亮并有1300HZ声音信号，提醒机组现在飞行高度约60米；内指点标距跑道端约300米，飞越时，驾驶舱内白灯闪亮并有3000HZ声音警告，提醒机组现在高度30米。CCAR-91规定：NDB或精密进近雷达可以用来代替外指点标或中指点标。标准仪表进近程序中批准使用的DME、VOR、NDB定位点或监视雷达可用来代替外指点标。对于内指点标的适用性和替代方法，由局方批准的进近程序、运行规范或文件确定。由此可见，若ILS中加装了DME来提供飞机距跑道的位置距离信息，则三个指点标可以少装或不装。
利用ILS进近的程序即ILS进近程序，它包含5个航段：进场、起始进近、中间进近、精密进近和最后复飞。
ILS进近程序成功的关键要素在于：ILS进近在到达公布的下滑道截获位置前，能保持飞机稳定进近。在稳定进近至高度降到300M以下时，必须具备稳定的航道跟踪或着陆方向，稳定的下滑道跟踪和下降率，稳定的速度、着陆形态、安定面配平以及发动机功率，并对正跑道。
综上所述，一类ILS无线电导航设备是由航向台（LLZ）/航向信标台（LOC）、下滑台（GP）/下滑信标台（GS）、外指点标（OM）、中指点标（MM）组成，二三类ILS则必须加上内指点标（IM），当OM、MM与远、近NDB台重合（或合装）则代号为LOM、LMM，所有台发射信号均为扇形波束。DME台发射脉冲信号，通过测距可以定位，控制间隔，引导进近，当DME与ILS组合后，可以代替OM或MM，减少指点标台设备安装，向飞机提供定位信息，供飞行员做决断。
下面我们通过具体案例来进行分析：
三亚DME（代号IKK、频率109.5MHZ）不提供使用，其余设备工作正常，此时08号跑道的ILS着陆标准是否可用？
分析三亚无线电导航和着陆设施表以及ILS仪表进近图可知，在其他设备正常的条件下，飞机可以通过抱龙NDB台或三亚VOR/DME 台，在空中交通管制部门的指引下实现进场，并完成起始进近及中间进近；08号跑道有与NDB台合装的LMM，代号K，无外指点标台，IKK（DME台）与下滑台GP合装，虽然IKK失效，由于测距设备和下滑道设备是完全不同的两套设备，故GP08是正常工作的，08号跑道航向台LLZ08工作正常，机场拥有两套DME设备，可以实现双重测距定位，在一套DME设备IKK失效情况下，可用三亚VOR/DME（代号SYX）中的DME来代替，同时可以用08号跑道的LMM台进行定位检查，这样依据SYX的DME台，又可以组成完整的ILS设备，所以08号跑道的ILS着陆标准是可用的。当然，如果SYX的DME也失效，则08号跑道的ILS着陆标准是不可用的。这些我们可以在三亚08号跑道仪表进近图中看到。
通过案例分析，我们可以看出，ILS无线导航设备由航向台、下滑台、指点标台组成，并不包含DME设备，但当用一部DME设备来定位，取代指点标台，DME成为ILS设备一部分，当其失效，如果既没有相应指点标台，又没有其他DME来定位测距，替代该DME台，则ILS设备不完整，依该设备建立的ILS着陆标准不可用。
现代导航技术日新月异，新技术不断涌现，特别是卫星技术的发展，让PBN（基于性能的导航）技术不断推广，传统的导航设备已逐渐被新技术设备所取代，诸如传统的NDB台已不再建设，利用卫星来测距定位，控制间隔，引导飞机进近着陆得到了广泛运用，为进近着陆提供了一种全新且更加精确的导航定位方式，从而为安全飞行提供了更有力的保障！
【关键词】DME（测距机）；ILS（仪表着陆系统）；导航；着陆标准；机场
DME（Distance Measuring Equipment 测距机）是高精度的近程脉冲测距导航系统；ILS（Instrument Landing System仪表着陆系统）是引导飞机进行精密进近和着陆的导航系统，由ILS设备确定的机场着陆标准即ILS着陆标准。DME和ILS都是重要的导航设备，ILS着陆标准与天气条件、导航设备状况等有关，而在此我们仅对ILS、DME地面无线电设备的失效情况进行相应的讨论。
首先看一下什么是导航，所谓导航即引导飞机沿着预定航线安全、准确、准时地到达目的地的技术。选择一定的导航方法，并且选取具有精度优良和可靠性高的导航设备对于实现精确导航起着极其重要的作用。能否有效可靠定位是决定导航有效性的关键因素之一，而可靠定位即利用导航台站准确确定航空器所在地理位置的能力。
DME系统是由机载测距机系统和地面DME信标台组成，测量飞机与地面测距信标台之间的斜距。利用斜距信息可以为飞机导航提供如下服务：1、定位，2、航路间隔，3、进近到机场，4、避开保护空域，5、在指定位置等待，6、计算地速和到台时间。DME信标常与DVOR信标合装在同一台站，在现行陆地区域导航运行上广泛运用，在机场区域DME信标也可与ILS 的下滑信标（GP）合装，加强定位精度，替代指点标台。一般机场有1-3 套地面DME信标台。
ILS导航系统，其工作体制为M型等信号测角方式。飞机上具有相应机载设备满足ILS进近的需要，如：精密进近航道指示器等。地面ILS设备组成除了相应的进近灯光系统，还包括：航向信标台（LOC）/航向台（LLZ）位于跑道中心线的延长线上，通常距跑道端约250-400M，向跑道两侧发射两个呈扇形的等强度无线电波束，为飞机对正跑道中线下降提供方向引导，即提供水平制导。
下滑信标台（GS）/下滑台（GP）则设在跑道入口内约300M，距跑道中心线约75M-200M，发射两个等强度呈扇形的无线电波束，分布在与地面成3的下滑道的上、下两侧，提供相对跑道入口的下滑道引导，即提供垂直制导。
指点信标包括指示下滑道截获的外指点标（OM），指示一类着陆点（到达一类精密进近的最低决断高处）的中指点标（MM），以及指示二类着陆点（到达二类精密进近的最低决断高30M处）的内指点标（IM），所有指点标台均垂直向上发射扇形波束，载波均为75MHZ。指点信标为飞行员在降落时提供飞机的位置信息，确定飞机相对跑道的粗略距离，以便飞行员做出决断。外指点标距跑道端约5海里处，一般位于最后进近定位点上，飞机飞越时，驾驶舱内相应蓝灯闪亮并有400HZ声音信号；中指点标距跑道端约0.5海里，飞机飞越时，驾驶舱内琥珀色灯亮并有1300HZ声音信号，提醒机组现在飞行高度约60米；内指点标距跑道端约300米，飞越时，驾驶舱内白灯闪亮并有3000HZ声音警告，提醒机组现在高度30米。CCAR-91规定：NDB或精密进近雷达可以用来代替外指点标或中指点标。标准仪表进近程序中批准使用的DME、VOR、NDB定位点或监视雷达可用来代替外指点标。对于内指点标的适用性和替代方法，由局方批准的进近程序、运行规范或文件确定。由此可见，若ILS中加装了DME来提供飞机距跑道的位置距离信息，则三个指点标可以少装或不装。
利用ILS进近的程序即ILS进近程序，它包含5个航段：进场、起始进近、中间进近、精密进近和最后复飞。
ILS进近程序成功的关键要素在于：ILS进近在到达公布的下滑道截获位置前，能保持飞机稳定进近。在稳定进近至高度降到300M以下时，必须具备稳定的航道跟踪或着陆方向，稳定的下滑道跟踪和下降率，稳定的速度、着陆形态、安定面配平以及发动机功率，并对正跑道。
综上所述，一类ILS无线电导航设备是由航向台（LLZ）/航向信标台（LOC）、下滑台（GP）/下滑信标台（GS）、外指点标（OM）、中指点标（MM）组成，二三类ILS则必须加上内指点标（IM），当OM、MM与远、近NDB台重合（或合装）则代号为LOM、LMM，所有台发射信号均为扇形波束。DME台发射脉冲信号，通过测距可以定位，控制间隔，引导进近，当DME与ILS组合后，可以代替OM或MM，减少指点标台设备安装，向飞机提供定位信息，供飞行员做决断。
下面我们通过具体案例来进行分析：
三亚DME（代号IKK、频率109.5MHZ）不提供使用，其余设备工作正常，此时08号跑道的ILS着陆标准是否可用？
分析三亚无线电导航和着陆设施表以及ILS仪表进近图可知，在其他设备正常的条件下，飞机可以通过抱龙NDB台或三亚VOR/DME 台，在空中交通管制部门的指引下实现进场，并完成起始进近及中间进近；08号跑道有与NDB台合装的LMM，代号K，无外指点标台，IKK（DME台）与下滑台GP合装，虽然IKK失效，由于测距设备和下滑道设备是完全不同的两套设备，故GP08是正常工作的，08号跑道航向台LLZ08工作正常，机场拥有两套DME设备，可以实现双重测距定位，在一套DME设备IKK失效情况下，可用三亚VOR/DME（代号SYX）中的DME来代替，同时可以用08号跑道的LMM台进行定位检查，这样依据SYX的DME台，又可以组成完整的ILS设备，所以08号跑道的ILS着陆标准是可用的。当然，如果SYX的DME也失效，则08号跑道的ILS着陆标准是不可用的。这些我们可以在三亚08号跑道仪表进近图中看到。
通过案例分析，我们可以看出，ILS无线导航设备由航向台、下滑台、指点标台组成，并不包含DME设备，但当用一部DME设备来定位，取代指点标台，DME成为ILS设备一部分，当其失效，如果既没有相应指点标台，又没有其他DME来定位测距，替代该DME台，则ILS设备不完整，依该设备建立的ILS着陆标准不可用。
现代导航技术日新月异，新技术不断涌现，特别是卫星技术的发展，让PBN（基于性能的导航）技术不断推广，传统的导航设备已逐渐被新技术设备所取代，诸如传统的NDB台已不再建设，利用卫星来测距定位，控制间隔，引导飞机进近着陆得到了广泛运用，为进近着陆提供了一种全新且更加精确的导航定位方式，从而为安全飞行提供了更有力的保障！