浅谈仪表着陆系统飞行校验下滑余隙信号抖动问题

浅谈仪表着陆系统飞行校验下滑余隙信号抖动问题

张栋华

中国民用航空中南地区空中交通管理局  广东广州510000

摘要：仪表着陆系统飞行校验作为检验空中飞机导航信号是否符合飞行要求的一种重要方式，也是确保航班飞行安全重要前提。在各机场飞行校验过程中，下滑余隙信号抖动问题属于比较常见的一类问题，本文简要分析余隙信号抖动超限的原因，并探讨解决信号抖动的相关方法。

关键词：仪表着陆系统 飞行校验 余隙信号

1引言

仪表着陆系统为民航飞机着陆提供引导信号，整个系统由航向信标、下滑信标、测距仪组成。其中航向信标为着陆飞机提供对准跑道中心线的左右偏移的航向指引信标，下滑信标为着陆飞机提供与跑道平面成三度角的上下偏移的下滑指引信号，测距仪为飞机提供与跑道的距离信息。

仪表着陆系统系统将导航信号以电磁波的形式发向空中供飞机着陆使用，由于受外场环境、电磁干扰等因素的影响，信号即使经过地面监控器、外场测试仪等地面检测设备验证可靠性，但是难以保证在空中的信号是完全可靠和准确的。所以，需要飞行校验这么一个程序对发射在空间中的电磁波信号进行实际飞行验证测量，确保系统在覆盖范围内辐射信号的所有参数符合飞行安全要求。飞行校验分为四类，分别是特殊校验、投产校验、定期校验及监视性校验。定期校验周期为180天，投产校验后90天内执行一次监视性校验，校验结论分为合格、限用、不合格。

根据飞行校验技术要求，下滑余隙信号需满足以下三个要求，如图1所示：（1）仪表着陆系统下滑道下方的DDM应随角度的减小平滑的增加，直至达到190uA；（2）DDM必须在不小于0.3的角度上达到190uA；（3）如果在0.45的角度上达到190uA，那至少低至0.45，甚至0.3上不能低于190uA。

图 1 余隙信号需满足的要求

2原因分析

在仪表着陆系统飞行校验中，下滑余隙信号检查属于科目六的项目。图2是某机场飞行校验科目六图表，从图表所示在9.5海里至12海里处，信号DDM出现抖动情况，同时，信号DDM出现反复穿越190uA的情况。从飞行校验标准角度分析，该余隙信号抖动超限，发射信号所属的下滑信标设备将判定为不合格，信号所属跑道降落方向将不可用。从航班飞行安全角度分析，飞机在进近着陆过程中，先平飞去追下滑道，在这个过程中，DDM的绝对值慢慢减小，直到DDM为零时飞机截获下滑道。如果在进近着陆过程中，信号DDM在190uA处出现抖动幅度过大的情况时，飞机表盘指示器指针将产生剧烈抖动，影响飞行员方位判决。对于自动驾驶的飞机来说，飞机可能随着DDM变化自动去追0 DDM，严重时可能造成飞行安全。

图 2 余隙抖动超限图表曲线

为解决信号抖动超限问题，明确原因尤为重要，通过对仪表着陆系统设备进行整体检查，并排查周边同频段无线电信号干扰，可排除下滑余隙信号超限为设备本身存在异常所致，基本可以确定超限原因为环境场地原因，其中远场山体及近场环境对电磁波影响尤为关键。余隙信号作为对航道信号的补充，在下滑道扇区底部覆盖余隙信号，以保证对飞机提供正确的“向上飞”指示。下滑扇区下方信号与地面距离很近，极易受到地面场地环境的影响，受到山体等障碍物反射，最终导致信号出现抖动等情况。

3解决方案

余隙信号抖动超限的问题，主要采用外部环境及信号特点两个大方向进行解决。

3.1避开障碍物

通过避开下滑天线前方障碍物的方法，进行信号优化。可以协调相关部门，对天线前方视野所见障碍物进行清除。对于前方小土堆及少量树木这些障碍物，清理工作相对比较简单，如果前方是连绵的高山，将会对清理工作带来困难。此时，可以通过轻微转动下滑天线，使天线发射信号朝向尽量避开高山，从而达到减弱障碍物对信号反射的影响。

3.2 降低余隙功率

通过前面的分析，信号出现抖动的主要原因是位于下滑宽度下方的余隙信号，受到下方高山等障碍物反射，导致信号出现抖动超限的情况。通过降低余隙功率，使得余隙信号受到的发射影响效果尽可能小，最终将余隙对信号的抖动贡献尽可能削弱，从而达到消除信号抖动的目的。

3.3 减小SBO功率

由前面分析可知，DDM不能在190uA出现多次穿越，也即是DDM小于190uA后，不能再次出现小于190uA的情况。为了解决曲线中的这个问题，可以减小SBO功率。因为SBO功率与DDM及下滑角宽度是密切相关的，当SBO功率增加，下滑角宽度减小，当SBO功率减小时，下滑角宽度增大。下滑角宽度增大时，190uA抖动的曲线将被整体往下压，将能保证再190uA上方，信号曲线时平滑的，从而能满足校飞要求。

4总结

仪表着陆系统信号为飞机着陆提供至关重要的作用，引导信号在空间中的准确性和可靠性是飞行安全的重要保证。导航信号在空间中以电磁波形式存在，看不见摸不着，这对技术人员熟悉信号特性提出了更高的要求。本文针对在飞行校验中比较常见的下滑余隙信号抖动问题进行探讨，通过简要分析造成信号抖动的外部环境因素，并为信号优化满足飞行校验探讨相关解决方案。

参考文献：

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