Всенаправленный VHF диапазон - VHF omnidirectional range

Наземная станция DVOR (Doppler VOR), совмещенная с DME.

Бортовой VOR дисплей с CDI

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Всенаправленный VHF-диапазон»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Сентябрь 2018 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Всенаправленный сверхвысокочастотный диапазон (VOR) ^[1] это тип ближнего действия радионавигация система для самолет, позволяя самолету с приемным устройством определять свое местоположение и оставаться на курсе, принимая радиосигналы, передаваемые по сети фиксированной земли. радиомаяки. Он использует частоты в очень высокая частота (VHF) диапазон с 108.00 до 117.95МГц. Разработано в Соединенные Штаты Начиная с 1937 года и развернувшись к 1946 году, VOR является стандартной аэронавигационной системой в мире.^[2][3] используется как коммерческой, так и гражданской авиацией. В 2000 году во всем мире работало около 3000 станций VOR, в том числе 1033 в США, а к 2013 году их число сократилось до 967.^[4] (станции выводятся из эксплуатации с повсеместным внедрением GPS ).

Наземная станция VOR использует фазированную антенную решетку для отправки 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. Этот линия позиции называется ВОР "радиальным". Пересечение радиалов от двух разных станций VOR может использоваться для исправить положение самолета, как в ранее радиопеленгация (RDF) системы.

Станции VOR находятся на довольно коротком расстоянии: сигналы находятся в пределах прямой видимости между передатчиком и приемником и могут использоваться на расстоянии до 200 миль. Каждая станция транслирует УКВ радио композитный сигнал, включая навигационный сигнал, идентификатор станции и голос, если таковой имеется. Навигационный сигнал позволяет бортовому приемному оборудованию определять несущий от станции до самолета (направление от станции VOR относительно Магнитного Севера). Идентификатор станции обычно представляет собой трехбуквенную строку в азбука Морзе. Голосовой сигнал, если он используется, обычно представляет собой название станции, записанные в полете консультативные сообщения или прямые трансляции полетной службы.

Описание

История

Разработано ранее Визуальный слуховой радио диапазон (VAR), VOR был разработан для обеспечения 360 курсов до и от станции, выбираемых пилотом. Рано вакуумная труба передатчики с механически вращающимися антеннами были широко установлены в 1950-х годах, и их начали заменять полностью твердое состояние единиц в начале 1960-х гг. Они стали основной радионавигационной системой в 1960-х годах, когда они заменили старый радиомаяк и система с четырьмя курсами (диапазон низких / средних частот). Некоторые из старых радиомаяков сохранились, с удаленными элементами направленности с четырьмя курсами, как ненаправленные низкочастотные или среднечастотные радиомаяки (NDB ).

Всемирная наземная сеть "воздушных магистралей", известная в США как Виктор Эйрвэйз (ниже 18 000 футов (5 500 м)) и «реактивных маршрутов» (на высоте 18 000 футов и выше), была установлена ​​связь VOR. Самолет может следовать определенному пути от станции к станции, настроившись на последовательные станции на приемнике VOR, а затем либо следуя желаемому курсу по радиомагнитному индикатору, либо установив его на индикатор отклонения от курса (CDI) или индикатор горизонтального положения (HSI, более сложная версия индикатора VOR) и удерживание указателя курса по центру дисплея.

Начиная с 2005 года, благодаря достижениям в области технологий, 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 значительны, что многие небольшие самолеты авиации общего назначения не оснащены сертифицированными GPS для основной навигации или заходов на посадку.

Функции

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

Сигналы VOR обеспечивают прогнозируемую точность 90 м (300 футов), 2 сигма на расстоянии 2 м. Миль от пары маяков VOR;^[6] по сравнению с точностью нерасширенных Глобальная система позиционирования (GPS) что меньше 13 метров, 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 равно может быть получен. Это ограничивает VOR (и DME ) до горизонта - или ближе, если вмешаются 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 г. Международный аэропорт имени Джона Ф. Кеннеди имеет идентификатор JFK.

Операция

VOR назначаются радиоканалы в диапазоне 108.0 МГц и 117,95 МГц (с разносом 50 кГц); это в очень высокая частота (VHF) классифицировать. Первые 4 МГц делится с система посадки по приборам (ILS) диапазон. В США частоты в полосе пропускания от 108,00 до 111,95 МГц, которые имеют четную цифру 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 нечетная цифра 100 кГц (108,10, 108,15, 108,30, 108,35 и т. д.) зарезервирована для ILS.^[7]

VOR кодирует азимут (направление от вокзала) как фаза взаимосвязь между опорным сигналом и переменным сигналом. Всенаправленный сигнал содержит модулированная непрерывная волна (MCW) Идентификатор станции с кодом Морзе 7 слов в минуту и ​​обычно содержит амплитудно-модулированный (AM) голосовой канал. Стандартный опорный сигнал 30 Гц частотно-модулированный (FM) на частоте 9960 Гц поднесущая. 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 электронным способом 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 композитный сигнал принимается в самолете, компоненты AM и FM 30 Гц обнаружен а затем сравнивают, чтобы определить фазовый угол 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 поворота «селектора всенаправленного подшипника» (OBS), шкалы OBS вокруг инструмента и вертикального индикатор отклонения от курса или (CDI) указатель. OBS используется для установки желаемого курса, а CDI центрируется, когда самолет находится на выбранном курсе, или дает команды поворота влево / вправо для возврата на курс. Индикатор "неоднозначности" (TO-FROM) показывает, приведет ли самолет к станции, следуя выбранному курсу, или от нее. Индикатор также может включать глиссада указатель для использования при получении полного ILS сигналы.
2. А радиомагнитный индикатор (RMI) имеет стрелку курса, наложенную на вращающуюся карту, которая показывает текущий курс самолета в верхней части шкалы. «Хвост» стрелки курса указывает на текущий радиал от станции, а «острие» стрелки указывает на обратный (разный на 180 °) курс на станцию. RMI может представлять информацию от более чем одного приемника VOR или ADF одновременно.
3. А индикатор горизонтального положения (HSI), разработанный впоследствии RMI, значительно дороже и сложнее, чем стандартный индикатор VOR, но объединяет информацию о курсе с навигационным дисплеем в гораздо более удобном для пользователя формате, приближенном к упрощенной движущейся карте.
4. An область навигации (RNAV) - это бортовой компьютер с дисплеем, который может включать в себя актуальную навигационную базу данных. По крайней мере, одна станция VOR / DME требуется для компьютера, чтобы отображать положение самолета на движущейся карте или отображать отклонение от курса и расстояние относительно точки маршрута (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 совмещены оборудование для измерения расстояния (DME) или военной тактической аэронавигации (ТАКАН ) - последний включает в себя 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 ВОРТАК. 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 сопряжения частоты VOR и каналов TACAN / DME.^[7] так что определенная частота VOR всегда сопряжена с определенным совмещенным каналом TACAN или DME. На гражданском оборудовании настраивается частота VHF и автоматически выбирается соответствующий канал TACAN / DME.

Хотя принципы работы различны, VOR имеют некоторые общие характеристики с локализатор часть ILS и та же антенна, приемное оборудование и индикатор используются в кабине для обоих. Когда выбрана станция VOR, OBS функционирует и позволяет пилоту выбрать 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

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 морские мили (NM) или больше. 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 Соединенных Штатах 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

Avenal VORTAC (на 35.646999, -119.978996) показан на авиационной 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 перекрестков вдоль дыхательные пути. Типичный воздушный путь проходит от станции к станции по прямым линиям. При полете в коммерческом авиалайнер, наблюдатель заметит, что самолет летит по прямой, иногда прерываемой поворотом на новый курс. Эти развороты 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 Радиальный VOR и дальность по DME. Это основная форма RNAV и позволяет осуществлять навигацию к точкам, расположенным вдали от станций VOR. Поскольку системы RNAV стали более распространенными, в частности, основанные на GPS такие точки определяют все больше и больше воздушных трасс, что устраняет необходимость в некоторых дорогостоящих наземных VOR.

Во многих странах существуют две отдельные системы дыхательных путей на нижнем и верхнем уровнях: нижний дыхательные пути (известный в США как Victor Airways) и Верхние воздушные маршруты (известный в США как Реактивные маршруты).

Большинство самолетов, оборудованных для полетов по приборам (IFR), имеют как минимум два приемника VOR. Второй приемник не только обеспечивает резервное копирование основного приемника, но и позволяет пилоту легко следовать по радиалу к одной станции VOR или от нее, одновременно наблюдая за вторым приемником, чтобы увидеть, когда пересекается определенный радиус 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

VORTAC расположен на Верхняя Столовая Скала в Округ Джексон, Орегон

По состоянию на 2008 г.^{[Обновить]}, космического базирования GNSS навигационные системы, такие как Global Positioning System (GPS ) все чаще заменяют VOR и другие наземные системы.^[11]

Системы GNSS имеют более низкую стоимость передатчика для каждого клиента и предоставляют данные о расстоянии и высоте. Будущие системы спутниковой навигации, такие как Европейский Союз Галилео и GPS увеличение Системы разрабатывают методы, которые в конечном итоге позволят достичь точности VOR или превзойти ее. Однако низкая стоимость приемника VOR, широкая база установки и унифицированность 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, превышает количество самолетов IFR, оборудованных GPS.^{[нужна цитата ]}

Есть некоторые опасения, что GNSS Навигация подвергается 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.

Планы FAA США^[12] к 2020 году вывести из эксплуатации примерно половину из 967^[13] Станции VOR в США, сохраняющие «минимальную оперативную сеть» для обеспечения покрытия всех воздушных судов на высоте более 5000 футов над землей. Большинство выведенных из эксплуатации станций будет находиться к востоку от скалистые горы, где между ними больше совпадений в охвате.^{[нужна цитата ]} 27 июля 2016 г. было опубликовано окончательное заявление о политике.^[14] с указанием станций, которые должны быть выведены из эксплуатации к 2025 году. В общей сложности 74 станции должны быть выведены из эксплуатации на этапе 1 (2016–2020 годы), и еще 234 станции планируется вывести из эксплуатации на этапе 2 (2021–2025 годы).

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 оценка оставшихся 25 будет проведена в период с 2015 по 2020 год.^[15][16] Аналогичные усилия предпринимаются в Австралии,^[17] и в другом месте.

Техническая спецификация

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

Константы

Стандарт^[6] режимы модуляции, индексы и частоты

Описание	Формула	Примечания	Мин.	Ном	Максимум	Единицы
идентификатор	я(т)	на		1
		выключенный		0
	Mя	Индекс модуляции A3		0.07
	Fя	Частота поднесущей A1		1020		Гц
голос	а(т)		−1		+1
	Mа	Индекс модуляции A3		0.30
навигация	Fп	Частота тона A0		30		Гц
Переменная	Mп	Индекс модуляции A3		0.30
ссылка	Md	Индекс модуляции A3		0.30
	Fs	Частота поднесущей F3		9960		Гц
	Fd	Отклонение поднесущей F3		480		Гц
канал	Fc	Несущая частота A3	108.00		117.95	МГц
		расстояние между носителями	50		50	кГц
скорость света	C			299.79		Мм / с
радиальный азимут	А	относительно магнитного севера	0		359	град

Переменные

Символы

Описание	Формула	Примечания
сигнал времени слева	т	центральный передатчик
	т+(А,т)	высокочастотный вращающийся передатчик
	т−(А,т)	низкочастотный вращающийся передатчик
сила сигнала	c(т)	изотропный
	грамм(А,т)	анизотропный
	е(А,т)	получила

CVOR

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

Обычный сигнал кодирует идентификатор станции, я(т), необязательный голос а(т), навигационный опорный сигнал в c(т), и изотропный (то есть всенаправленный) компонент. Опорный сигнал кодируется на поднесущей F3 (цвет). Сигнал навигационной переменной кодируется механическим или электрическим вращением направляющего грамм(А,т), антенна для создания модуляции A3 (шкала серого). Приемники (парные цветные и полутоновые) в разных направлениях от станции рисуют различное выравнивание демодулированного сигнала F3 и A3.

${ displaystyle { begin {array} {rcl} e (A, t) & = & cos (2 pi F_ {c} t) (1 + c (t) + g (A, t)) c (t) & = & M_ {i} cos (2 pi F_ {i} t) ~ i (t) & + & M_ {a} ~ a (t) & + & M_ {d} cos (2 pi int _ {0} ^ {t} (F_ {s} + F_ {d} cos (2 pi F_ {n} t)) dt) g (A, t) & = & M_ {n} cos (2 pi F_ {n} tA) end {array}}}$

DVOR

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

Доплеровский сигнал кодирует идентификатор станции, я(т), необязательный голос, а(т), сигнал навигационной переменной в c(т), и изотропный (то есть всенаправленный) компонент. Сигнал навигационной переменной модулирован A3 (оттенки серого). Опорный навигационный сигнал задерживается, т₊, т₋, 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 круга вокруг изотропного передатчика создают модуляцию поднесущей F3, грамм(А,т).

${ displaystyle { begin {array} {rcl} t & = & t _ {+} (A, t) - (R / C) sin (2 pi F_ {n} t _ {+} (A, t) + A ) t & = & t _ {-} (A, t) + (R / C) sin (2 pi F_ {n} t _ {-} (A, t) + A) e (A, t) & = & cos (2 pi F_ {c} t) (1 + c (t)) & + & g (A, t) c (t) & = & M_ {i} cos (2 pi F_ {i} t) ~ i (t) & + & M_ {a} ~ a (t) & + & M_ {n} cos (2 pi F_ {n} t) g (A , t) & = & (M_ {d} / 2) cos (2 pi (F_ {c} + F_ {s}) t _ {+} (A, t)) & + & (M_ {d } / 2) cos (2 pi (F_ {c} -F_ {s}) t _ {-} (A, t)) end {array}}}$

где радиус вращения р = F_d C / (2 π F_п F_c ) составляет 6,76 ± 0,3 м.

Ускорение передатчика 4 π² F_п² р (24000 г) делает механическое вращение непрактичным, а половину (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».^{[нужна цитата ]}

Еще одна сложность состоит 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, тогда 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 своей 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. Эндрю Алфорд ). 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 перестает быть 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 себе 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 для 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

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.^{[нужна цитата ]}

ARINC 711 - 10 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 системы посадки по приборам (ILS) может быть очень строгим.

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

Радиомаяки VOR контролируют себя, располагая одну или несколько приемных антенн, расположенных вдали от радиобуя. Сигналы от этих антенн обрабатываются для отслеживания многих аспектов сигналов. Контролируемые сигналы определены различными стандартами США и Европы. Основной стандарт Европейская организация по оборудованию гражданской авиации (EuroCAE) Стандарт ED-52. Пять основных отслеживаемых параметров - это точность пеленга, опорный и переменный индексы модуляции 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 ближайших антенн боковой полосы будут на 1,5 дБ отличаться (на 113 МГц и на расстоянии 80 м) от сигналов, принимаемых от антенн дальней боковой полосы. Для дальнего самолета заметной разницы не будет. 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 Международная организация гражданской авиации Конвенция о международной гражданской авиации Приложение 10, том 1.

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

Все радионавигационные радиомаяки периодически проверяются, чтобы убедиться, что они работают в соответствии с международными и национальными стандартами. Это включает 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 облететь 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 для проверки используется та же процедура (часто в тех же летных испытаниях). оборудование для измерения расстояния (DME).

На практике погрешности пеленга в некоторых направлениях часто могут превышать указанные в Приложении 10. Обычно это происходит из-за эффектов местности, зданий возле VOR или, в случае DVOR, некоторых эффектов противовеса. Обратите внимание, что в доплеровских маяках VOR используется приподнятая наземная панель, которая используется для повышения эффективной диаграммы направленности антенны. Он создает мощный лепесток под углом 30 °, который дополняет лепесток 0 ° самих антенн. Этот наземный самолет называется противовесом. Однако противовес редко работает так, как хотелось бы. 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 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. Поскольку 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 периода 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.

Использование VOR

Механический индикатор VOR в кабине

Oceanside VORTAC в Калифорнии

Если пилот хочет подойти к станции VOR строго 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 первичный индекс) 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 для индикации обратного; самолет будет следовать по радиалу 90 °, в то время как VOR показывает, что курс "к" станции VOR составляет 270 °. Это называется «продолжение движения по радиалу 090». Пилоту нужно только держать стрелку в центре, чтобы следовать по курсу на станцию ​​VOR. Если игла смещается от центра, дрон будет повернут к игле до тех пор, пока она снова не окажется в центре. После того, как самолет пролетит над станцией VOR, индикатор To / From отобразит "From", и затем самолет будет двигаться в исходное положение по радиусу 270 °. Стрелка CDI может колебаться или переходить на полную шкалу в «конусе беспорядка» прямо над станцией, но она изменится на новый, 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 находится на курсе 360 ° (север) к станцию ​​VOR (т. е. самолет юг станции VOR). Если бы индикатор To / From показывал "From", это означало бы, что самолет находился на 360 ° радиальном направлении. из станцию ​​VOR (т. е. самолет север 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 °. Можно увидеть интерактивный симулятор VOR здесь.

Тестирование

Перед первым использованием индикатора VOR его можно проверить и откалибровать в аэропорту с помощью Испытательная установка VOR, или VOT. VOT отличается от VOR тем, что 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 поворачивается 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

На индикаторе отклонения от курса мы выбираем радиал, и вместе стрелка и флаг TO / FR показывают нашу позицию.

Существует множество методов, позволяющих определить, в каком направлении лететь, чтобы перехватить радиал от станции или курс на станцию. Самый распространенный метод использует аббревиатуру T-I-T-P-I-T. 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 игла находится влево, поверните налево на 30–45 ° и наоборот. The last step is once the VOR needle is centred, turn the heading of the aircraft back to the radial or course to track down the radial or course flown. If there is wind, a wind correction angle will be necessary to maintain the VOR needle centred.

Aircraft in NW quadrant with VOR indicator shading heading from 360 to 090 degrees

Another method to intercept a VOR radial exists and more closely aligns itself with the operation of an HSI (Индикатор горизонтального положения ). The first three steps above are the same; tune, identify and twist. At this point, the VOR needle should be displaced to either the left or the right. Looking at the VOR indicator, the numbers on the same side as the needle will always be the headings needed to return the needle back to centre. The aircraft heading should then be turned to align itself with one of those shaded headings. If done properly, this method will никогда produce reverse sensing. Using this method will ensure quick understanding of how an HSI works as the HSI visually shows what we are mentally trying to do.

In the adjacent diagram, an aircraft is flying a heading of 180° while located at a bearing of 315° from the VOR. After twisting the OBS knob to 360°, the needle deflects to the right. The needle оттенки the numbers between 360 and 090. If the aircraft turns to a heading anywhere in this range, the aircraft will intercept the radial. Although the needle deflects to the right, the shortest way of turning to the shaded range is a turn to the left.

Смотрите также

• Airway (авиация) (Victor Airways)
• Определение направления (DF)
• Оборудование для измерения расстояния (DME)
• спутниковая система навигации (GPS)
• Проекционный дисплей (HUD)
• Правила полетов по приборам (IFR)
• Система посадки по приборам (ILS)
• Ненаправленный маяк (NDB)
• ТАКАН
• Система посадки транспондера (TLS)
• Система увеличения площади (WAAS)

Рекомендации

внешняя ссылка

• UK Navigation Aids Gallery & Photos
• Navigation aid search from airnav.com
• Macromedia Flash 8 Based VOR Navigation Simulator
• A free online VOR and ADF simulator