Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Наземная станция DVOR (Doppler VOR), совмещенная с DME .
Бортовой VOR дисплей с CDI

Очень высокочастотная всенаправленная дальность (VOR) [1] - это тип системы ближней радионавигации для самолетов , позволяющий самолету с приемным устройством определять свое местоположение и оставаться на курсе, принимая радиосигналы, передаваемые по сети фиксированных станций. наземные радиомаяки . Он использует частоты в диапазоне очень высоких частот (VHF) от 108,00 до 117,95  МГц . Разработанный в США в 1937 году и развернутый к 1946 году, VOR является стандартной аэронавигационной системой в мире [2] [3].используется как в коммерческой, так и в гражданской авиации. В 2000 г. во всем мире работало около 3 000 станций VOR, в том числе 1 033 в США, а к 2013 г. их число сократилось до 967 [4] (станции выводятся из эксплуатации с повсеместным внедрением GPS ).

Наземная станция VOR использует фазированную антенную решетку для передачи высоконаправленного сигнала, который вращается по часовой стрелке по горизонтали (как видно сверху) 30 раз в секунду. Он также отправляет опорный сигнал 30 Гц на поднесущую, синхронизированную по фазе с направленной антенной, когда последняя проходит магнитный север. Этот опорный сигнал одинаков во всех направлениях. Разность фаз между опорным сигналом и амплитудой сигнала является пеленгом от станции VOR к приемнику относительно магнитного севера. Эта линия положения называется радиальной VOR. Пересечение радиалов от двух разных станций VOR может использоваться для определения местоположения самолета, как в более ранних системах радиопеленгации (RDF).

Станции VOR находятся на довольно коротком расстоянии: сигналы находятся в прямой видимости между передатчиком и приемником и полезны на расстоянии до 200 миль. Каждая станция осуществляет вещание УКВ - радио составного сигнала , включающего сигнал навигации, идентификатор станции и голоса, если таковой имеется. Навигационный сигнал позволяет бортовому приемному оборудованию определять пеленг от станции к самолету (направление от станции VOR по отношению к магнитному северу). Идентификатор станции обычно представляет собой трехбуквенную строку в азбуке Морзе . Голосовой сигнал, если он используется, обычно представляет собой название станции, записанные в полете консультативные сообщения или прямые трансляции полетной службы.

Описание [ править ]

История [ править ]

Разработанный на основе более ранних систем визуального звукового радиодиапазона (VAR), VOR был разработан для обеспечения 360 курсов до и от станции, выбираемых пилотом. Ранние передатчики на электронных лампах с механически вращающимися антеннами были широко установлены в 1950-х годах и начали заменяться полностью твердотельными устройствами в начале 1960-х годов. Они стали основной радионавигационной системой в 1960-х годах, когда пришли на смену более старому радиомаяку и системе с четырьмя курсами (диапазон низких / средних частот) . Некоторые из старых радиомаяков сохранились, с удаленными элементами направленности с четырьмя курсами, как ненаправленные низко- или среднечастотные радиомаяки ( NDB ).

Всемирная наземная сеть "воздушных магистралей", известных в США как Victor airways (ниже 18 000 футов (5 500 м)) и "реактивных маршрутов" (на высоте 18 000 футов и выше), была создана, связывая VOR. Самолет может следовать определенному пути от станции к станции, настроившись на последовательные станции на приемнике VOR, а затем либо следуя желаемому курсу на радиомагнитном индикаторе, либо установив его на индикаторе отклонения от курса (CDI) или горизонтальном положении. индикатор (HSI, более сложная версия индикатора VOR) и удерживание указателя курса по центру дисплея.

Начиная с 2005 года, благодаря достижениям в технологии, многие аэропорты заменяют заходы на посадку по VOR и NDB процедурами захода на посадку с использованием RNAV (GPS); однако затраты на приемник и обновление данных [5] по-прежнему достаточно велики, поэтому многие небольшие самолеты авиации общего назначения не оснащены сертифицированными GPS для первичной навигации или заходов на посадку.

Особенности [ править ]

Сигналы VOR обеспечивают значительно большую точность и надежность, чем NDB, благодаря сочетанию факторов. Наиболее важным является то, что VOR обеспечивает пеленг от станции к самолету, который не меняется в зависимости от ветра или ориентации самолета. Радиостанция VHF менее уязвима к дифракции (отклонению от курса) вокруг рельефа и береговой линии. Фазовое кодирование менее подвержено помехам от гроз.

Сигналы VOR обеспечивают предсказуемую точность 90 м (300 футов), 2 сигма на расстоянии 2 м. Миль от пары маяков VOR; [6] по сравнению с точностью нерасширенной глобальной системы позиционирования (GPS), которая составляет менее 13 метров, составляет 95%. [6]

Станции VOR полагаются на "прямую видимость", потому что они работают в диапазоне VHF - если передающая антенна не видна в совершенно ясный день от приемной антенны, полезный сигнал все же может быть получен. Это ограничивает дальность действия VOR (и DME ) до горизонта или даже ближе, если вмешиваются горы. Несмотря на то, что современное твердотельное передающее оборудование требует гораздо меньшего обслуживания, чем более старые устройства, разветвленная сеть станций, необходимая для обеспечения разумного покрытия вдоль основных воздушных маршрутов, требует значительных затрат при эксплуатации существующих систем воздуховодов.

Обычно идентификатор станции VOR представляет собой близлежащий город, город или аэропорт. Например, станция VOR, расположенная на территории международного аэропорта имени Джона Ф. Кеннеди, имеет идентификатор JFK.

Операция [ править ]

VOR назначаются радиоканалы между 108,0 МГц и 117,95 МГц (с разносом 50 кГц); это в диапазоне очень высоких частот (VHF) . Первые 4 МГц используются совместно с полосой системы посадки по приборам (ILS). В США частоты в полосе пропускания от 108,00 до 111,95 МГц, которые имеют четную цифру в 100 кГц (108,00, 108,05, 108,20, 108,25 и т. Д.), Зарезервированы для частот VOR, а частоты в полосе пропускания от 108,00 до 111,95 МГц с нечетные цифры 100 кГц (108,10, 108,15, 108,30, 108,35 и т. д.) зарезервированы для ILS. [7]

VOR кодирует азимут (направление от станции) как фазовое соотношение между опорным сигналом и переменным сигналом. Всенаправленный сигнал содержит модулированную непрерывную волну (MCW) 7 слов в минуту идентификатор станции кода Морзе и обычно содержит голосовой канал с амплитудной модуляцией (AM). Обычный опорный сигнал 30 Гц модулируется по частоте (FM) на поднесущей 9960 Гц.. Сигнал с переменной амплитудой, модулированный (AM), обычно получается из подобного маяку вращения направленной антенной решетки 30 раз в секунду. Хотя старые антенны вращались механически, современные установки сканируют с помощью электроники для достижения эквивалентного результата без движущихся частей. Это достигается с помощью круглой решетки, обычно состоящей из 48 всенаправленных антенн, сигнал каждой из которых модулируется по амплитуде опорным сигналом 30 Гц, задержанным по фазе, чтобы соответствовать азимутальному положению каждой отдельной антенны. Когда составной сигнал принимается в самолете, компоненты AM и FM 30 Гц обнаруживаются и затем сравниваются для определения фазового угла между ними.

Затем эта информация передается через аналоговый или цифровой интерфейс на один из четырех распространенных типов индикаторов:

  1. Типичный индикатор VOR для легкого самолета, иногда называемый «индикатором всенаправленного пеленга» или OBI [8] , показан на иллюстрации вверху этой записи. Он состоит из ручки для вращения «переключателя всенаправленных пеленгов» (OBS), шкалы OBS вокруг инструмента и индикатора отклонения от вертикального курса или указателя (CDI). OBS используется для установки желаемого курса, а CDI центрируется, когда самолет находится на выбранном курсе, или дает команды поворота влево / вправо, чтобы вернуться на курс. Индикатор «неоднозначности» (TO-FROM) показывает, приведет ли самолет к станции, следуя выбранному курсу, или от нее. Индикатор также может включать указатель глиссады для использования при приеме полных сигналов ILS .
  2. Радиомагнитный указатель (RMI) функция курс стрелки накладывается на вращающуюся карте , которая показывает текущий заголовок самолета в верхней части циферблата. «Хвост» стрелки курса указывает на текущий радиал от станции, а «острие» стрелки указывает на обратный (разный на 180 °) курс на станцию. RMI может предоставлять информацию от более чем одного приемника VOR или ADF одновременно.
  3. Индикатор горизонтальной ситуации (HSI), разработанный впоследствии RMI, значительно дороже и сложнее, чем стандартный индикатор VOR, но сочетает информацию о курсе с навигационным дисплеем в гораздо более удобном для пользователя формате, приближенном к упрощенной движущейся карте.
  4. Система зональной навигации (RNAV) представляет собой бортовой компьютер с дисплеем и может включать в себя актуальную навигационную базу данных. По крайней мере, одна станция VOR / DME требуется, чтобы компьютер отображал положение самолета на движущейся карте или отображал отклонение от курса и расстояние относительно путевой точки (виртуальная станция VOR). Системы типа RNAV также были созданы для использования двух VOR или двух DME для определения точки пути; они обычно называются другими названиями, такими как «оборудование для вычисления расстояния» для типа с двумя VOR или «DME-DME» для типа, использующего более одного сигнала DME.
D-VORTAC TGO (TANGO) Германия

Во многих случаях станции VOR имеют совместно расположенное оборудование для измерения расстояния (DME) или военную тактическую аэронавигацию ( TACAN ) - последняя включает как функцию расстояния DME, так и отдельную функцию азимута TACAN, которая предоставляет данные военных пилотов, аналогичные гражданским VOR. Совместно размещенный радиомаяк VOR и TACAN называется VORTAC . VOR, размещенный только с DME, называется VOR-DME. Радиальный VOR с дистанцией DME позволяет фиксировать положение на одной станции. И VOR-DME, и TACAN используют одну и ту же систему DME.

VORTAC и VOR-DME используют стандартизированную схему соединения частоты VOR с каналами TACAN / DME [7], так что конкретная частота VOR всегда сопрягается с определенным совмещенным каналом TACAN или DME. На гражданском оборудовании настраивается частота VHF и автоматически выбирается соответствующий канал TACAN / DME.

В то время как операционные принципы различны, ВОР имеют некоторые характеристики с радиомаяка части ILS и той же антенны, приемного оборудования и индикатора , используемые в кабине для обоих. Когда выбрана станция VOR, OBS функционирует и позволяет пилоту выбирать желаемый радиал для использования в навигации. Когда выбрана частота курсового радиомаяка, OBS не работает, и индикатор приводится в действие преобразователем курсового радиомаяка, обычно встроенным в приемник или индикатор.

Объемы услуг [ править ]

Станция VOR обслуживает объем воздушного пространства, называемый служебным объемом. Некоторые VOR имеют относительно небольшую географическую зону, защищенную от помех со стороны других станций на той же частоте - так называемые «оконечные» или T-VOR. Другие станции могут иметь защиту до 130 морских миль (мор. Миль) или более. Принято считать, что существует стандартная разница в выходной мощности между T-VOR и другими станциями, на самом деле выходная мощность станций устанавливается таким образом, чтобы обеспечивать адекватную мощность сигнала в объеме обслуживания конкретного объекта.

В США существует три стандартных объема обслуживания (SSV): терминальный, низкий и высокий (стандартные объемы обслуживания не применяются к опубликованным маршрутам правил полетов по приборам (IFR)). [9]

VOR, воздушные трассы и структура маршрута [ править ]

Avenal VORTAC (на 35.646999, -119.978996) показан на аэронавигационной карте в разрезе. Обратите внимание на голубой Victor Airways, исходящий от VORTAC. (нажмите, чтобы увеличить)

VOR и более старые станции NDB традиционно использовались в качестве пересечений вдоль воздушных трасс . Типичный воздушный путь проходит от станции к станции по прямым линиям. При полете на коммерческом авиалайнере наблюдатель заметит, что самолет летит по прямой, иногда прерываемой поворотом на новый курс. Эти повороты часто выполняются, когда самолет проходит над станцией VOR или на пересечении в воздухе, определяемом одним или несколькими VOR. Навигационные контрольные точки также могут быть определены точкой, в которой пересекаются два радиала от разных станций VOR, или радиалом VOR и расстоянием по DME. Это основная форма RNAV, позволяющая осуществлять навигацию к точкам, расположенным вдали от станций VOR. Поскольку системы RNAV стали более распространенными, в частности, основанные наGPS , все больше и больше воздушных трасс были определены такими точками, что устраняет необходимость в некоторых дорогостоящих наземных VOR.

Во многих странах существуют две отдельные системы дыхательных путей на нижнем и верхнем уровнях: нижние воздушные пути (известные в США как Victor Airways ) и верхние воздушные маршруты (известные в США как реактивные маршруты ).

Большинство самолетов, оборудованных для полетов по приборам (IFR), имеют как минимум два приемника VOR. Помимо обеспечения дублирования основного приемника, второй приемник позволяет пилоту легко следовать по радиалу к одной станции VOR или от нее, одновременно наблюдая за вторым приемником, чтобы увидеть, когда пересекается определенный радиал от другой станции VOR, что позволяет летчику точно определить положение в этот момент подлежит определению, и дать пилоту возможность перейти на новый радиус, если он пожелает.

Будущее [ править ]

VORTAC расположен на Верхней Тейбл Рок в округе Джексон , штат Орегон.

С 2008 года космические навигационные системы GNSS, такие как Глобальная система позиционирования ( GPS ), все чаще заменяют VOR и другие наземные системы. [11]

Системы GNSS имеют более низкую стоимость передатчика в расчете на одного клиента и предоставляют данные о расстоянии и высоте. Будущие спутниковые навигационные системы, такие как Galileo Европейского союза , и системы функционального дополнения GPS разрабатывают методы, которые в конечном итоге позволят сравняться или превзойти точность VOR. Однако низкая стоимость приемника VOR, широкая база установки и универсальность приемного оборудования с ILS , вероятно, увеличат доминирование VOR в самолетах до тех пор, пока стоимость космического приемника не упадет до сопоставимого уровня. По состоянию на 2008 год в Соединенных Штатах количество заходов на посадку на основе GPS превышало количество заходов на посадку на основе VOR, но количество самолетов IFR, оборудованных VOR, превышало количество самолетов IFR, оборудованных GPS. [ необходима цитата ]

Существует некоторая обеспокоенность тем, что навигация GNSS может подвергаться помехам или саботажу, что приводит во многих странах к сохранению станций VOR для использования в качестве резервных. Сигнал VOR имеет преимущество статического отображения на местности.

Федеральное управление гражданской авиации США планирует [12] к 2020 году вывести из эксплуатации примерно половину из 967 [13] станций VOR в США, сохранив «минимальную оперативную сеть» для обеспечения покрытия всех самолетов на высоте более 5000 футов над землей. Большинство выведенных из эксплуатации станций будут располагаться к востоку от Скалистых гор , где зона покрытия между ними больше перекрывается. [ необходимая цитата ] 27 июля 2016 г. было опубликовано окончательное заявление о политике [14], в котором указаны станции, которые должны быть выведены из эксплуатации к 2025 г. В общей сложности 74 станции должны быть выведены из эксплуатации на этапе 1 (2016–2020 гг.), и еще 234 станции будут выведены из эксплуатации. планируется вывести из эксплуатации на Этапе 2 (2021–2025 гг.).

В Великобритании 19 передатчиков VOR должны оставаться в рабочем состоянии как минимум до 2020 года. Те, что находятся в Крэнфилде и Дин-Кроссе, были выведены из эксплуатации в 2014 году, а остальные 25 должны быть оценены в период между 2015 и 2020 годами. [15] [16] Аналогичные усилия в настоящее время предпринимаются. в Австралии [17] и в других местах.

Техническая спецификация [ править ]

Сигнал VOR кодирует идентификатор кода Морзе, дополнительный голос и пару навигационных сигналов. Радиальный азимут равен фазовому углу между запаздывающим и опережающим навигационным тоном.

Константы [ править ]

Переменные [ править ]

CVOR [ править ]

Обычный VOR
красный (F3-) зеленый (F3) синий (F3 +)
черный (A3-) серый (A3) белый (A3 +)

Обычный сигнал кодирует идентификатор станции i ( t ) , необязательный голос a ( t ) , опорный навигационный сигнал в c ( t ) и изотропную (т. Е. Всенаправленную) составляющую. Опорный сигнал кодируется на поднесущей F3 (цвет). Сигнал навигационной переменной кодируется путем механического или электрического вращения направленной антенны g ( A , t ) для получения модуляции A3 (шкала серого). Приемники (парные цветные и полутоновые) в разных направлениях от станции рисуют различное выравнивание демодулированного сигнала F3 и A3.

DVOR [ править ]

Доплеровский VOR
красный (F3-) зеленый (F3) синий (F3 +)
черный (A3-) серый (A3) белый (A3 +)
Смещение передатчика USB преувеличено
Передатчик LSB не показан

Доплеровский сигнал кодирует идентификатор станции, i ( t ) , необязательный голос, a ( t ) , сигнал навигационной переменной в c ( t ) и изотропную (т. Е. Всенаправленную) составляющую. Сигнал навигационной переменной модулирован A3 (оттенки серого). Опорный навигационный сигнал задерживается, t + , t -, электрически вращая пару передатчиков. Циклический доплеровский синий сдвиг и соответствующий доплеровский красный сдвиг, когда передатчик замыкается и удаляется от приемника, приводит к модуляции F3 (цвет). Пары передатчиков, смещенные одинаково высоко и низко изотропной несущей частоты, создают верхнюю и нижнюю боковые полосы. Замыкание и удаление одинаково на противоположных сторонах одного и того же круга вокруг изотропного передатчика создают модуляцию поднесущей F3, g ( A , t ) .

где радиус вращения R = F d C / (2 π F n F c ) равен 6,76 ± 0,3 м.

Ускорение передатчика 4 π 2 F n 2 R (24 000 g) делает механическое вращение непрактичным и уменьшает вдвое ( гравитационное красное смещение ) коэффициент изменения частоты по сравнению с передатчиками в свободном падении.

Математика для описания работы DVOR намного сложнее, чем указано выше. Ссылка на «электронное вращение» является большим упрощением. Основная сложность связана с процессом, который называется «смешивание». [ необходима цитата ]

Еще одна сложность заключается в том, что фазы сигналов верхней и нижней боковой полосы должны быть синхронизированы друг с другом. Составной сигнал обнаруживается приемником. Электронная операция обнаружения эффективно сдвигает несущую до 0 Гц, складывая сигналы с частотами ниже несущей поверх частот выше несущей. Таким образом суммируются верхняя и нижняя боковые полосы. Если есть фазовый сдвиг между этими двумя, то комбинация будет иметь относительную амплитуду (1 + cos φ). Если бы φ был 180 °, то приемник самолета не обнаружил бы ни одной поднесущей (сигнал A3).

«Смешивание» описывает процесс, с помощью которого сигнал боковой полосы переключается с одной антенны на другую. Переключение не прерывистое. Амплитуда следующей антенны увеличивается по мере уменьшения амплитуды текущей антенны. Когда одна антенна достигает максимальной амплитуды, следующая и предыдущая антенны имеют нулевую амплитуду.

Излучая двумя антеннами, эффективный фазовый центр становится точкой между ними. Таким образом, опорный сигнал фазы непрерывно качается по кольцу, а не ступенчато, как в случае прерывистого переключения антенны на антенну.

В электромеханических антенных коммутационных системах, использовавшихся до того, как были введены твердотельные антенные коммутационные системы, смешение было побочным продуктом работы моторизованных переключателей. Эти переключатели пропускали коаксиальный кабель за 50 (или 48) антенных входов. Поскольку кабель перемещается между двумя антенными фидерами, он передает сигнал в оба.

Но смешивание подчеркивает еще одно осложнение DVOR.

Каждая антенна DVOR использует всенаправленную антенну. Обычно это антенны типа Alford Loop (см. Andrew Alford ). К сожалению, антенны с боковой полосой расположены очень близко друг к другу, так что примерно 55% излучаемой энергии поглощается соседними антеннами. Половина излучается повторно, а половина отправляется обратно по антенным каналам соседних антенн. В результате диаграмма направленности антенны больше не является всенаправленной. Это заставляет эффективный сигнал боковой полосы модулироваться по амплитуде с частотой 60 Гц в отношении приемника самолета. Фаза этой модуляции может влиять на обнаруженную фазу поднесущей. Этот эффект называется «сцеплением».

Смешивание усложняет этот эффект. Это происходит потому, что когда две соседние антенны излучают сигнал, они создают составную антенну.

Представьте две антенны, разделенные длиной волны / 3. В поперечном направлении два сигнала суммируются, но в тангенциальном направлении они отменяются. Таким образом, когда сигнал "перемещается" от одной антенны к другой, искажение диаграммы направленности антенны будет увеличиваться, а затем уменьшаться. Пиковое искажение происходит в средней точке. Это создает полусинусоидальные амплитудные искажения 1500 Гц в случае системы с 50 антеннами (1440 Гц в системе с 48 антеннами). Это искажение само по себе является амплитудно-модулированным с амплитудной модуляцией 60 Гц (также около 30 Гц). Это искажение может складываться или уменьшаться с вышеупомянутым искажением 60 Гц в зависимости от фазы несущей. Фактически, можно добавить смещение к фазе несущей (относительно фаз боковой полосы), так что компоненты 60 Гц будут стремиться обнулить друг друга.Однако есть компонент 30 Гц, который имеет некоторые пагубные последствия.

Конструкции DVOR используют всевозможные механизмы, чтобы попытаться компенсировать эти эффекты. Выбранные методы являются основными коммерческими аргументами для каждого производителя, каждый из которых превозносит преимущества своей техники перед своими конкурентами.

Обратите внимание, что Приложение 10 ИКАО ограничивает амплитудную модуляцию поднесущей наихудшего случая до 40%. DVOR, в котором не использовались какие-либо техники для компенсации эффектов сопряжения и смешивания, не соответствовал бы этому требованию.

Точность и надежность [ править ]

Прогнозируемая точность системы VOR составляет ± 1,4 °. Однако данные испытаний показывают, что в 99,94% случаев система VOR имеет погрешность менее ± 0,35 °. Внутренний мониторинг станции VOR отключит ее или переключит на резервную систему, если ошибка станции превысит некоторый предел. Доплеровский радиомаяк VOR обычно переключается или выключается, когда погрешность пеленга превышает 1,0 °. [6] Национальные органы управления воздушным пространством часто могут устанавливать более жесткие ограничения. Например, в Австралии предел первичной тревоги может быть установлен на уровне ± 0,5 ° на некоторых доплеровских радиомаяках VOR. [ необходима цитата ]

ARINC 711 - 10 от 30 января 2002 г. утверждает, что точность приемника должна быть в пределах 0,4 ° со статистической вероятностью 95% при различных условиях. Можно ожидать, что любой приемник, соответствующий этому стандарту, будет работать в пределах этих допусков.

Все радионавигационные радиомаяки должны контролировать свою собственную мощность. Большинство из них имеют резервные системы, поэтому отказ одной системы приведет к автоматическому переключению на одну или несколько резервных систем. Требования к мониторингу и резервированию в некоторых системах посадки по приборам (ILS) могут быть очень строгими.

Общая философия заключается в том, что отсутствие сигнала предпочтительнее плохого.

Радиомаяки VOR контролируют себя, имея одну или несколько приемных антенн, расположенных вдали от радиомаяка. Сигналы от этих антенн обрабатываются для контроля многих аспектов сигналов. Контролируемые сигналы определены различными стандартами США и Европы. Основным стандартом является стандарт Европейской организации по оборудованию гражданской авиации (EuroCAE) ED-52. Пять основных контролируемых параметров - это точность пеленга, опорный индекс и индексы модуляции переменного сигнала, уровень сигнала и наличие провалов (вызванных отказом отдельных антенн).

Обратите внимание, что сигналы, принимаемые этими антеннами в доплеровском маяке VOR, отличаются от сигналов, принимаемых самолетом. Это связано с тем, что антенны расположены близко к передатчику и подвержены эффектам близости. Например, потери на трассе в свободном пространстве от соседних антенн с боковой полосой будут на 1,5 дБ отличаться (на 113 МГц и на расстоянии 80 м) от сигналов, принимаемых от антенн с дальней боковой полосой. Для дальнего самолета не будет ощутимой разницы. Точно так же пиковая скорость изменения фазы, наблюдаемая приемником, происходит от тангенциальных антенн. Для самолета эти тангенциальные пути будут почти параллельными, но это не относится к антенне рядом с DVOR.

Спецификация точности пеленга для всех радиомаяков VOR определена в томе 1 Приложения 10 к Конвенции Международной организации гражданской авиации о международной гражданской авиации .

Этот документ устанавливает наихудшие характеристики точности подшипников для обычного VOR (CVOR), равные ± 4 °. Доплеровский VOR (DVOR) должен быть ± 1 °.

Все радионавигационные радиомаяки периодически проверяются на соответствие международным и национальным стандартам. Сюда входят радиомаяки VOR, оборудование для измерения расстояния (DME), системы посадки по приборам (ILS) и ненаправленные радиомаяки (NDB).

Их характеристики измеряются самолетами, оснащенными испытательным оборудованием. Процедура тестирования VOR заключается в том, чтобы облетать маяк по кругу на определенных расстояниях и высотах, а также по нескольким радиальным направлениям. Эти силы воздушного судна меры сигнала, индексы модуляции ссылки и переменных сигналов, и ошибка подшипника. Они также будут измерять другие выбранные параметры по запросу местных / национальных властей воздушного пространства. Обратите внимание, что та же процедура используется (часто в тех же летных испытаниях) для проверки оборудования для измерения дальности (DME).

На практике погрешности пеленга в некоторых направлениях часто могут превышать указанные в Приложении 10. Обычно это происходит из-за эффектов ландшафта, зданий возле VOR или, в случае DVOR, некоторых эффектов противовеса. Обратите внимание, что в доплеровских радиомаяках VOR используется приподнятая наземная панель, которая используется для повышения эффективной диаграммы направленности антенны. Он создает сильный лепесток под углом 30 °, который дополняет лепесток 0 ° самих антенн. Этот наземный самолет называется противовесом. Однако противовес редко срабатывает именно так, как можно было бы надеяться. Например, край противовеса может поглощать и повторно излучать сигналы от антенн, и это может иметь тенденцию делать это в одних направлениях иначе, чем в других.

Национальные полномочные органы воздушного пространства признают эти ошибки пеленга, если они происходят в направлениях, которые не являются определенными маршрутами воздушного движения. Например, в горных районах VOR может обеспечивать достаточную мощность сигнала и точность пеленга только на одной траектории захода на посадку на ВПП.

Доплеровские радиомаяки VOR по своей природе более точны, чем обычные радиомаяки, поскольку на них меньше влияют отражения от холмов и зданий. Изменяемый сигнал в DVOR - это FM-сигнал 30 Гц; в CVOR это сигнал AM 30 Гц. Если сигнал AM от маяка CVOR отражается от здания или холма, летательный аппарат увидит фазу, которая, по-видимому, находится в фазовом центре основного сигнала и отраженного сигнала, и этот фазовый центр будет перемещаться по мере вращения луча. В маяке DVOR переменный сигнал, если он отражен, будет казаться двумя FM-сигналами разной силы и разных фаз. Дважды за цикл 30 Гц мгновенное отклонение двух сигналов будет одинаковым, и контур фазовой автоподстройки частоты (на короткое время) запутается. Когда два мгновенных отклонения снова расходятся,контур фазовой автоподстройки частоты будет следовать за сигналом с наибольшей силой, которым будет сигнал прямой видимости. Однако, если разделение фаз двух отклонений невелико, вероятность того, что контур фазовой автоподстройки частоты будет синхронизироваться с истинным сигналом, будет меньше для большей части цикла 30 Гц (это будет зависеть от ширины полосы выходного сигнала фазы). компаратор в самолете). В общем, некоторые отражения могут вызвать незначительные проблемы, но они обычно примерно на порядок меньше, чем в маяке CVOR.некоторые отражения могут вызвать незначительные проблемы, но они обычно примерно на порядок меньше, чем в маяке CVOR.некоторые отражения могут вызвать незначительные проблемы, но они обычно примерно на порядок меньше, чем в маяке CVOR.

Использование VOR [ править ]

Механический индикатор VOR в кабине
Oceanside VORTAC в Калифорнии

Если пилот хочет приблизиться к станции VOR с востока, ему придется лететь строго на запад, чтобы достичь станции. Пилот будет использовать OBS для поворота шкалы компаса до тех пор, пока число 27 (270 °) не совпадет с указателем (называемым первичным указателем).) в верхней части циферблата. Когда самолет пересекает радиальный угол 90 ° (к востоку от станции VOR), стрелка будет отцентрирована, а индикатор To / From покажет «To». Обратите внимание, что пилот устанавливает VOR на обратную связь; самолет будет следовать по радиалу 90 °, в то время как VOR показывает, что курс "к" станции VOR составляет 270 °. Это называется «дальнейшее движение по радиалу 090». Пилоту нужно только держать стрелку в центре, чтобы следовать по курсу на станцию ​​VOR. Если игла смещается от центра, летательный аппарат поворачивается к игле до тех пор, пока она снова не будет центрирована. После того, как самолет пролетит над станцией VOR, индикатор To / From покажет "From", и затем самолет будет двигаться в исходное положение по радиусу 270 °. Стрелка CDI может колебаться или перейти на полную шкалу в "«конус беспорядка» прямо над станцией, но изменится в правильном направлении, как только самолет пролетит небольшое расстояние за станцией.

На иллюстрации справа обратите внимание, что кольцо направления установлено на 360 ° (север) по первичному указателю, стрелка находится по центру, а индикатор To / From показывает «TO». VOR показывает, что самолет движется по курсу 360 ° (север) к станции VOR (т. Е. Самолет находится к югу от станции VOR). Если бы индикатор To / From показывал «From», это означало бы, что самолет находился в радиусе 360 ° от станции VOR (т. Е. Самолет находится к северу от VOR). Обратите внимание, что нет абсолютно никакой индикации того, в каком направлении летит дрон. Самолет мог лететь строго на запад, и этот снимок VOR мог быть моментом, когда он пересек радиал в 360 °. Интерактивный симулятор VOR можно посмотреть здесь..

Тестирование [ править ]

Перед первым использованием индикатора VOR его можно проверить и откалибровать в аэропорту с помощью испытательного центра VOR или VOT. VOT отличается от VOR тем, что он заменяет сигнал переменного направления другим всенаправленным сигналом, в некотором смысле передавая радиальный сигнал на 360 ° во всех направлениях. Приемник NAV настраивается на частоту VOT, затем OBS вращается до тех пор, пока стрелка не окажется в центре. Если индикатор показывает в пределах четырех градусов от 000 при видимом флаге FROM или 180 при видимом флаге TO, он считается пригодным для навигации. FAA требует проверки и калибровки индикатора VOR не более чем за 30 дней до любого полета по ППП. [18]

Перехват радиалов VOR [ править ]

На индикаторе отклонения от курса выбран радиал, и вместе стрелка и флаг TO / FR показывают положение самолета.

Существует множество методов определения того, в каком направлении лететь, чтобы перехватить радиал от станции или курс на станцию. Чаще всего используется аббревиатура TITPIT. Аббревиатура расшифровывается как Tune - Identify - Twist - Parallel - Intercept - Track. Каждый из этих шагов очень важен для обеспечения того, чтобы самолет двигался туда, куда он направляется. Во-первых, настройте желаемую частоту VOR на навигационное радио, во-вторых, что наиболее важно, определите правильную станцию ​​VOR, проверив услышанный азбукой Морзе с помощью диаграммы в разрезе. В-третьих, поверните ручку VOR OBS на желаемый радиальный (ОТ) или курс (ДО) станции. В-четвертых, наклоняйте самолет до тех пор, пока индикатор курса не укажет радиал или курс, установленный в VOR. Пятый шаг - лететь к игле. Если стрелка находится влево, поверните налево на 30–45 ° и наоборот.Последний шаг - когда стрелка VOR центрирована, поверните самолет обратно на радиальный или курс, чтобы отследить радиальный или пройденный курс. Если есть ветер, потребуется угол поправки на ветер, чтобы стрелка VOR оставалась в центре.

Самолет в северо-западном квадранте с курсом затенения индикатора VOR от 360 до 090 градусов

Существует еще один метод перехвата радиального сигнала VOR, который более точно соответствует работе HSI ( индикатора горизонтальной ситуации ). Первые три шага, описанные выше, такие же; настраивать, определять и крутить. В этот момент стрелку VOR следует сместить влево или вправо. Глядя на индикатор VOR, числа на той же стороне, что и стрелка, всегда будут заголовками, необходимыми для возврата стрелки в центр. Затем следует повернуть курс самолета, чтобы он совпал с одним из этих заштрихованных курсов. Если все сделано правильно, этот метод никогда не приведет к обратному зондированию. Использование этого метода обеспечит быстрое понимание того, как работает HSI, поскольку HSI визуально показывает, что мы мысленно пытаемся сделать.

На приведенной рядом диаграмме самолет летит под курсом 180 °, находясь под пеленгом 315 ° от VOR. После поворота ручки OBS на 360 ° игла отклоняется вправо. Стрелка закрашивает числа от 360 до 090. Если самолет поворачивает на курс в любом месте этого диапазона, он перехватит радиальный. Хотя стрелка отклоняется вправо, самый короткий путь поворота в заштрихованный диапазон - это поворот влево.

См. Также [ править ]

  • Airway (авиация) (Victor Airways)
  • Пеленгация (DF)
  • Дистанционное измерительное оборудование (DME)
  • Глобальная система позиционирования (GPS)
  • Проекционный дисплей (HUD)
  • Правила полетов по приборам (ППП)
  • Система посадки по приборам (ILS)
  • Ненаправленный маяк (NDB)
  • ТАКАН
  • Транспондерная система посадки (TLS)
  • Система увеличения площади (WAAS)

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Наземная навигация - Всенаправленный сверхвысокочастотный диапазон (VOR)" . www.faa.gov . Федеральное управление гражданской авиации . Проверено 3 июля 2018 .
  2. ^ Всенаправленный VOR VHF , Учебное пособие для авиации - Radio Navaids, kispo.net
  3. ^ Кейтон, Майрон; Фрид, Уолтер Р. (1997). Системы авионики и навигации, 2- е изд. (2-е изд.). США: John Wiley & Sons. п. 122. ISBN 0-471-54795-6.
  4. ^ https://www.faa.gov/about/office_org/headgency_offices/ato/service_units/techops/navservices/gnss/library/satnav/media/SatNav%20News_Spring_2011_Final.pdf
  5. ^ Airplane владельцы и пилоты ассоциация (23 марта 2005). «Недорогие базы данных GPS» . AOPA Online . Ассоциация владельцев самолетов и пилотов . Проверено 5 декабря 2009 года .
  6. ^ a b c d Министерство транспорта и Министерство обороны (25 марта 2002 г.). "Федеральные радионавигационные системы 2001" (PDF) . Проверено 27 ноября 2005 .
  7. ^ а б http://www.ntia.doc.gov/legacy/osmhome/redbook/4d.pdf
  8. ^ CASA. Эксплуатационные примечания по VHF Omni Range (VOR)
  9. ^ Руководство по аэронавигационной информации FAA 1-1-8 (c)
  10. Федеральное управление гражданской авиации (3 апреля 2014 г.). «Руководство по аэронавигационной информации» (PDF) . FAA . Проверено 29 июня 2015 года .
  11. ^ Министерство обороны, Министерство внутренней безопасности и Министерство транспорта (январь 2009 г.). «Федеральный план радионавигации на 2008 год» (PDF) . Проверено 10 июня 2009 года .
  12. ^ https://www.faa.gov/about/office_org/headgency_offices/ato/service_units/techops/navservices/gnss/mobileAll/VOR_MON.pdf
  13. ^ https://www.faa.gov/about/office_org/headgency_offices/ato/service_units/techops/navservices/gnss/library/satnav/media/SatNavNews_Winter2012.pdf
  14. ^ «Предоставление навигационных услуг для перехода системы воздушного транспорта следующего поколения (NextGen) к навигации, основанной на характеристиках (PBN) (план создания минимальной оперативной сети VOR)» . 26 июля 2016 г.
  15. ^ «Страница не найдена - Управление гражданской авиации Великобритании» (PDF) . www.caa.co.uk . Cite использует общий заголовок ( справка )
  16. ^ Хорошо осведомлены, осень / зима 2014 . CAA .
  17. ^ разрешения, промышленность (15 ноября 2012 г.). «Часто задаваемые вопросы по навигации ЦНС-АТМ» . www.casa.gov.au .
  18. ^ Вуд, Чарльз (2008). «VOR-навигация» . Проверено 9 января 2010 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Галерея навигационных средств Великобритании и фотографии
  • Поиск по средствам навигации на сайте airnav.com
  • Бесплатный онлайн-симулятор VOR и ADF