НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Інститут аеронавігації
КАФЕДРА АВІОНІКИ
РЕФЕРАТ
з дисципліни: "Основи авіаційного радіозв’язку радіолокації та радіонавігації"
На тему: Апаратура «Курс МП-70»
Київ – 2011
Бортовая аппаратура "Курс МП-70" предназначена:
1) для ближней навигации по азимутальным радиомаякам метрового диапазона волн международной системы ближней навигации VOR/DME;
2) для посадки по радиомаякам метрового диапазона волн международной системы посадки ILS;
3) для посадки по радиомаякам метрового диапазона волн отечественной системы посадки СП-50.
Международная система VOR/DME является системой ближней навигации, т.е. обеспечивающей навигацию в пределах прямой видимости - примерно 400 км. Система VOR/DME имеет территориально совмещённые маяки: азимутальный маяк VOR и дальномерный маяк DME. Маяки работают независимо и могут использоваться как самостоятельные средства.
Маяки VOR получили широкое распространение за рубежом, их параметры регламентированы документами ICAO (International Civil Aviation Organization - Международная организация гражданской авиации). Маяки VOR устанавливаются также в международных аэропортах и на воздушных трассах СССР, выделенных для полётов самолётов зарубежных авиакомпаний.
Существует несколько разновидностей азимутальных маяков VOR. Аппаратура "Курс МП-70" предназначена для работы со стандартнымVOR. В сложных условиях ошибка определения азимута не должна превышать 3,6 град.
Радиомаячные системы посадки отличаются допустимым при посадке минимумом погоды и используемым диапазоном радиоволн. В соответствии с метеоусловиями различают системы 1, 2 и 3 категорий (по нормам ICAO):
1- я категория - обеспечение посадки до высоты 60 м;
2- я категория - обеспечение посадки до высоты 15 м;
3- я категория - до нулевой высоты.
В настоящее время на аэродромах гражданской авиации находятся в эксплуатации радиомаячные системы посадки трёх типов: СП-70, СП-75, СП-80 [5, стр.127]. По принципу действия они относятся к типу ILS, при этом СП-70 удовлетворяет требованиям 3-й категории в аэропортах с благоприятными условиями местности и требованиям 1-й и 2-й категорий в аэропортах со сложным рельефом, СП-75 - требованиям 1-й и 2-й категорий, СП-80 - подобна СП-70 (более современная элементная база). В международных аэропортах устанавливают системы ILS категорий 1, 2, 3.
Ранее в СССР использовались системы посадки СП-50 (хуже 1-й категории), СП-50М (1-й категории) и СП-68 (2-й категории) [2, стр.257]. Эти системы имеют одинаковый принцип действия и относятся к системам типа СП-50. В настоящее время системы типа СП-50 практически не используются.
В составе принимаемого на самолёте сигнала от маяка VOR имеются сигналы опорной фазы и переменной фазы. Фаза опорного сигнала не зависит от положения самолёта относительно маяка, а фаза переменного сигнала зависит от направления приёма. Измеряя разность фаз между ними в точке приёма, можно определить направление на маяк.
Рассмотрим процесс формирования сигнала VOR (рис. 1). Антенна маяка VOR имеет диаграмму направленности (ДН) по напряжённости поля: 1+ mcosφ при m=0,3 (улитка Паскаля). По форме эта ДН близка к форме окружности со смещённым центром.
ДН антенны маяка вращается со скоростью 30 об/сек(FE
p= 30 Гц).
Эпюры этих напряжений изображены нарис.1в.
Пусть в момент t = 0 максимум ДН направлен на магнитный север, т.е. магнитный меридиан проходит через ось симметрии ДН. Отметим, что все маяки VOR ориентированы на магнитный север (северный магнитный полюс находится к северу от Канады, на острове Принца Уэлльского).
Положение наблюдателя (самолёта) относительно маяка VOR принято характеризовать магнитным азимутом (магнитным пеленгом), т.е. углом между магнитным меридианом, проходящим через маяк, и направлением от маяка на наблюдателя. Угол измеряется от магнитного меридиана по часовой стрелке от 0 до 360 град. В дальнейшем вместо термина "магнитный азимут" ("магнитный пеленг") будем употреблять термин "азимут". Таким образом, на рис.1 а азимут наблюдателя А равен 0 град, а азимут наблюдателя В равен α.
Пусть в момент t=0 напряжённость поля излучения антенны в направлении 0W и 00stравна 1, в направлении 0N равна 1+m, а в направлении 0S равна 1-m.Предположим, что маяк излучает немодулированную несущую f0
. Тогда сигнал, принятый наблюдателем А, можно записать в виде
а сигнал, приятый наблюдателем В, в виде
бортовой аппаратура азимутный маяк
Эпюры этого напряжения изображены нарис.1в.
Рис. 1
Таким образом, в точках А и В наблюдатели получили на входах приёмников амплитудно-модулированный сигнал. Коэффициент модуляции m для маяков VOR равен 30% (рис. 1).
В т. А максимум модулирующего напряжения достигается в момент t0
, а в т. В - в момент t1
.Если бы наблюдателю В был известен момент времени t0
, то измеряя t1
- t0
и зная частоту вращения ДН, можно было бы вычислить свой азимут а.
Для того, чтобы сообщить наблюдателю момент совпадения максимума ДН с направлением на магнитный север (т.е. момент t0
), в маяке формируют сигнал "Опорной фазы" - гармонику частотой 30 Гц, максимум которой соответствует моменту (рис. 2а) и сигнал поднесущей - гармонику частотой 9960 Гц. Поднесущую модулирую
Рис. 2
Далее частотно-модулированной поднесущей модулируют излучаемый маяком сигнал по амплитуде с коэффициентом модуляции 30%.
На рис. 2в показан ВЧ сигнал, принимаемый наблюдателем В. Его результирующая огибающая имеет сложный вид и содержит в себе информацию об "Опорной фазе" и о "Переменной фазе" (временные масштабы на рис. 2 искажены). В приёмнике после амплитудного детектирования выделяют результирующую огибающую, а затем, после дальнейшей обработки, из неё выделяют сигнал "Опорной фазы" и "Переменной фазы". Измеряя разность фаз между ними, вычисляют азимут наблюдателя.
Следует отметить, что в действительности сигнал VOR описанного выше вида может формироваться различными способами, например, с помощью двух антенн - одной неподвижной и одной подвижной, или за счёт электронного вращателя и т.д.
В системе VOR предусмотрена возможность опознавания маяка. Для этого используют тональную модуляцию несущих колебаний частотой 1020 Гц, а сообщение передают кодом Морзе. Используют также модуляцию речевым сообщением.
Курсовой приемник VOR
| Диапазон частот, МГц |
108,00 - 117,95 (160 каналов) |
| Чувствительность при токеотклонения 80 % от номинальногозначения стандартного испытательногосигнала VOR, мкВ |
не хуже 5 |
| Погрешностьиндикации азимута: |
|
| по ручному каналу, градусы |
≤ 1 |
| по автоматическому каналу, градусы |
≤ 1,5 |
| Погрешностьизмерениякурсовыхуглов, градусы |
≤ 2 |
Курсовой приемник ILS
| Диапазон частот, МГц |
108,10 - 111,795 (40 каналов) |
| Чувствительность при токеотклонения 80 % от номинальногозначения стандартного испытательногосигнала ILS, мкВ |
не хуже 5 |
| Погрешностьцентрирования: |
|
| по выходу 150 мкА |
≤ + 4 мкА |
| по выходу 250 мкА |
≤ + 7 мкА |
| Токотклонения при РГМ=0,093: |
|
| по выходу 150 мкА |
(90 + 9) мкА |
| по выходу 250 мкА |
(150 + 15) мкА |
Глиссадный приемник ILS (СП-50)
| Диапазон частот, МГц |
329,15 - 335,50 (40 каналов) |
| Чувствительность при токеотклонения 80 % от номинальногозначения стандартного испытательногосигнала, мкВ |
не хуже 10 |
| Погрешностьцентрирования: |
|
| по выходу 150 мкА |
≤ + 5 мкА |
| по выходу 250 мкА |
≤ + 8 мкА |
| Токотклонения при РГМ=0,092 |
|
| по выходу 150 мкА |
(79 + 8) мкА |
| по выходу 250 мкА |
(132 + 13) мкА |
Маркерный приемник
| Рабочая частота, МГц |
75 + 0,0075 |
| Чувствительность в режиме "Маршрут", мВ |
не хуже 0,15 |
| Чувствительность в режиме "Посадка", мВ |
не хуже 1 + 0,4 |
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
| Аппаратура "Курс МП-70" можетэксплуатиро-ваться в следующихклиматическихусловиях: |
|
| температура окружающейсреды, °С |
-60...+ 60 |
| повышеннаявлажность при температуре +40°С,% |
≤ 98 |
| пониженноеатмосферноедавление, мм рт. ст |
≤ 19 (25000 м) |
| Потребляемаямощность |
|
| по сети 115 В 400 Гц, В•А |
≤ 180 |
| по сети 36 В 400 Гц, В•А |
≤ 25 |
| по сети + 27 В, Вт |
≤ 15 |
| по сети + 5,5 В, Вт |
≤ 10 |
| Массакомплектааппаратуры, кг |
≤ 40 |
| Габаритныеразмеры моноблока, мм |
532 х 339 х 274 |
Аппаратура Курс МП‑70 лит. 01, 02, 07, 09, 18 устанавливается на летательныхаппаратахАн‑22, Ан‑30, Ан‑124, Ми‑8МТ, Ил‑76М.
Аппаратура Курс МП-70 лит. 03, 04, 05, 06, 08, 12, 13, 17 устанавливается на летательных аппаратах Ту‑154, Ил‑86, Як‑42, Ту‑154Б, Ил‑62, Як‑42МЛ, Ан‑24, Ан-32.