飛機導航系統(tǒng)

成都航空職業(yè)技術(shù)學院航空電子設備維修專業(yè)教研室第12講測距系統(tǒng)1.功用及原理基本概念功用系統(tǒng)組成1.1基本概念英文縮寫：DME測量參數(shù)：斜距斜距與水平距離斜距R飛行高度H水平距離R0DME信標（應答器）DME機載系統(tǒng)（詢問器）

若

<8（H<<R），則R

R0，其誤差不會超過1％；在飛行的絕大部分時間內(nèi)，都滿足

<8（H<<R）。1.2功用基本功能定位以及區(qū)域?qū)Ш揭龑нM近引導基本功能測量視線距離視線距離--飛機到地面測距信標臺之間的斜距視線距離與水平距離的誤差--取決于飛機到地面臺的距離及飛機的高度斜距R飛行高度H水平距離R0DME信標（應答器）DME機載系統(tǒng)（詢問器）

定位以及區(qū)域?qū)Ш揭龑Е?θ定位ρ-ρ（或ρ-ρ-ρ）定位VOR/DME區(qū)域?qū)Ш揭龑ME/DME區(qū)域?qū)Ш揭龑

MLALBVOR/DME

定位

定位DME-CMrArBrCLALBLCDME-ADME-B利用DME/DME或VOR/DME實行區(qū)域?qū)Ш竭M近引導利用VOR/DME實施近進DME臺R=常數(shù)飛行等待避開保護空域1.3系統(tǒng)組成地面測距信標臺機載測距機（機載詢問器）定時器編碼器發(fā)射機接收機譯碼器距離計算指示器I接收機譯碼器延時器編碼器發(fā)射機機載詢問器地面應答器A詢問RF信號應答RF信號BCDEFGHJA圖片說明：DME信標常與DVOR信標合裝在同一臺站，但DME信標也可與ILS的下滑信標合裝。圖中表示的是DME信標與DVOR信標合裝的情況，在圓周上布置的天線為DVOR天線，而直立的是DME信標的天線。2.基本原理詢問與應答視線距離計算詢問信號的重復頻率詢問飛機數(shù)量與應答脈沖對“噪聲填充脈沖”對“噪聲填充脈沖”對數(shù)量的控制詢問脈沖對信號的觸發(fā)工作頻率2.1詢問與應答詢問--機載測距機通過無方向性天線向地面臺發(fā)射射頻脈沖對信號，即“詢問”信號。應答--地面測距信標臺接收到“詢問”信號后，經(jīng)過50μs的延遲，觸發(fā)地面測距臺的發(fā)射機產(chǎn)生相應的“應答”射頻脈沖對信號（通過地面測距臺天線）向空間輻射。定時器編碼器發(fā)射機接收機譯碼器距離計算指示器I接收機譯碼器延時器編碼器發(fā)射機機載詢問器地面應答器A詢問RF信號應答RF信號BCDEFGHJA2.1詢問與應答詢問--機載測距機通過無方向性天線向地面臺發(fā)射射頻脈沖對信號，即“詢問”信號。應答--地面測距信標臺接收到一定數(shù)量“詢問”信號后，經(jīng)過50μs的延遲，觸發(fā)地面測距臺的發(fā)射機產(chǎn)生相應的“應答”射頻脈沖對信號（通過地面測距臺天線）向空間輻射。3.5

s12

s12

s3.5

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s30

s詢問脈沖對應答脈沖對詢問脈沖對應答脈沖對Y波道X波道2.2視線距離計算計算電路計算飛機到地面測距信標臺之間的視線距離（斜距）RR=?距離以數(shù)字的形式顯示/單位是海里時間以微秒計算/距離以海里計算，則得電波往返1nm所經(jīng)歷的時間斜距R飛行高度H水平距離R0DME信標（應答器）DME機載系統(tǒng)（詢問器）

若

<8（H<<R），則R

R0，其誤差不會超過1％；在飛行的絕大部分時間內(nèi)，都滿足

<8（H<<R）。2.3詢問信號的重復頻率詢問脈沖對信號詢問脈沖對信號的重復頻率：1000~2700對/秒詢問脈沖對信號重復頻率的是否恒定不變？詢問脈沖對信號的重復頻率是如何變化的？3.5

s12

s12

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s詢問脈沖對應答脈沖對詢問脈沖對應答脈沖對Y波道X波道一般應能同時為100架飛機的測距機提供應答信號2.4詢問飛機數(shù)量與應答脈沖對地面測距信標臺有效作用范圍詢問飛機數(shù)量變化→應答重復頻率變化；詢問飛機少應答少詢問飛機無無需應答詢問飛機多需產(chǎn)生很密集的應答脈沖對并有可能致使地面信標發(fā)射機過載信標臺發(fā)射機發(fā)射的脈沖對信號重復頻率為什么要基本保持不變？保持最佳工作狀態(tài)！以滿負荷為標準，規(guī)定信標臺發(fā)射機發(fā)射的脈沖對重復頻率是多少？

在詢問飛機數(shù)量變化時，如何保證信標發(fā)射機的脈沖對重復頻率基本保持不變？2.5“噪聲填充脈沖”對

測距信標臺采用接收機噪聲來觸發(fā)發(fā)射機產(chǎn)生附加的脈沖對信號，即為斷續(xù)發(fā)射的脈沖對，也稱“噪聲填充脈沖”對。前述問題：在詢問飛機數(shù)量變化時，如何保證信標發(fā)射機的脈沖對重復頻率基本保持不變？借助于“噪聲填充脈沖”對信號，是否能夠給出一個解決前述問題的思路？新問題：如何控制“噪聲填充脈沖”對信號的數(shù)量？用什么去控制“噪聲填充脈沖”對數(shù)量？如何實現(xiàn)“噪聲填充脈沖”對數(shù)量的控制？2.6“噪聲填充脈沖”對數(shù)量的控制用詢問脈沖對數(shù)量X控制“噪聲填充脈沖”對數(shù)量YX增加→Y減少→保持X+Y不變X減少→Y增加→保持X+Y不變用詢問脈沖對數(shù)量控制信標接收機的靈敏度無飛機詢問時接收機靈敏度最高“噪聲填充脈沖”對信號數(shù)量最多詢問飛機數(shù)量增加時接收機靈敏度降低“噪聲填充脈沖”對信號數(shù)量減少滿負荷詢問時接收機靈敏度最低“噪聲填充脈沖“對信號數(shù)量最少詢問飛機超負荷怎么辦？信標接收機靈敏度進一步降低信標發(fā)射機只能維持規(guī)定容量（滿負荷）的應答重復頻率較遠飛機詢問器發(fā)出的信號較弱，不能正常應答和測距。2.7詢問脈沖對的觸發(fā)信標臺有效作用范圍內(nèi)無飛機詢問時的觸發(fā)信標臺有效作用范圍內(nèi)有飛機詢問時的觸發(fā)機載詢問器在正常工作方式時，進入地面測距信標臺有效作用范圍后，必須在接收到一定數(shù)量的地面測距信標發(fā)射的脈沖對信號，才能產(chǎn)生并發(fā)射詢問脈沖對信號。2.8應答抑制應答抑制測距信標臺在收到一次詢問脈沖對后，使信標接收機抑制一段時間，一般為60us抑制期間，信標臺不能接受詢問脈沖2.9識別信號測距信標臺的識別信號以莫斯電碼發(fā)射三個字母的識別信號3.使用頻率及信號格式工作頻率X波道與Y波道波道數(shù)脈沖編碼格式詢問頻率與應答頻率的對應關(guān)系DME/VOR/ILS配對調(diào)諧關(guān)系3.1工作頻率詢問頻率范圍：1025-1150MHz詢問頻率間隔：1MHz波道數(shù)：126個應答頻率范圍：比詢問頻率高或低63MHz，即962-1213MHz；工作頻率范圍：962-1213MHz詢問與應答信號均為脈沖對信號3.2X波道與Y波道脈沖對信號按脈沖對間隔不同分為X波道和Y波道工作波道總數(shù)：126×2=252個脈沖寬度：X波道與Y波道均為3.5μs信號格式X波道的詢問與應答脈沖對的脈沖間隔均為12μsY波道的詢問脈沖對脈沖間隔：36μsY波道的應答脈沖對脈沖間隔：30μs3.5

s12

s12

s3.5

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s詢問脈沖對應答脈沖對詢問脈沖對應答脈沖對Y波道X波道3.3詢問頻率與應答頻率的對應關(guān)系DME共有252個波道126個X波道：1X，2X，……，126X126個Y波道：1Y，2Y，……，126Y52個波道（1~16X/Y，60~69X/Y）通常不用DME只使用252個波道中的200個波道DME與VOR、ILS配對調(diào)諧52個波道不被使用的原因是：VOR有160個波道，ILS有40個波道，它們一共只有200個波道；為了避免DME與SSR之間可能產(chǎn)生的相互干擾-SSR的詢問RF頻率為1030MHz（69Y），應答RF頻率為1090MHz（3Y）。YXX126個X波道：1X，2X，……，126X126個Y波道：1Y，2Y，……，126YDME共有252個波道，但有52個波道（1~16X/Y，60~69X/Y）通常不用。對于第N（N=1,2,……,126）波道

X波道

f詢問=1025+（N1）MHz，1N63

f應答=f詢問63MHzY波道

f詢問=1025+（N1）MHz，1N63

f應答=f詢問+63MHz

X波道

f詢問=1025+（N1）MHz，64N126

f應答=f詢問+63MHzY波道

f詢問=1025+（N1）MHz，64N126

f應答=f詢問63MHz

3.5

s12

s12

s3.5

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s詢問脈沖對應答脈沖對詢問脈沖對應答脈沖對Y波道X波道高斯包絡詢問/應答RF脈沖對3.4

脈沖編碼格式（1）上升時間：tr=2.50.5s

下降時間：tf=2.50.5s

脈沖寬度：

=3.50.5s

脈沖對間隔詢問X波道120.5s

詢問Y波道360.5s

應答X波道120.5s

應答Y波道300.5s

3.4

脈沖編碼格式（2）3.5DME/VOR/ILS配對調(diào)諧關(guān)系1-16X/Y和60-69X/Y不作為DME波道使用VOR頻率十分位是“0”時：配對DMEX波道VOR頻率十分位是“5”時：配對DMEY波道第十九講測距系統(tǒng)（二）4.機載測距系統(tǒng)系統(tǒng)組成詢問器工作原理詢問器工作狀態(tài)及轉(zhuǎn)換應答抑制新型DME工作方式4.1系統(tǒng)組成系統(tǒng)框圖系統(tǒng)組成詢問器天線顯示器VHFNAV控制盒天線L波段刀形天線安裝位置互換性與ATC詢問器核心部件:收發(fā)機+距離計算電路（計數(shù)器）發(fā)射機：產(chǎn)生射頻脈沖對詢問信號接收機：接收并處理高頻應答脈沖對信號接收1350Hz音頻識別信號并輸出至飛機音頻系統(tǒng)距離計算電路：計算視線距離計算結(jié)果送指示器顯示計算結(jié)果送其他系統(tǒng)VHFNAV控制盒控制盒與VOR/ILS共用配對選擇和調(diào)諧選定VOR或LOC頻率后，機載DME的工作頻率即同時被配對選擇和調(diào)諧。顯示器RDMIEHSIND和PFD視線距離顯示4.3DME工作狀態(tài)及轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)自動等待搜索預跟蹤（有的設備不存在該狀態(tài)）跟蹤記憶不同設備的狀態(tài)轉(zhuǎn)換參數(shù)可能會有差別工作狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換準則基本相同自動等待詢問器處于自動等待狀態(tài)時的工作狀況不發(fā)射詢問信號僅接收地面臺輻射的信號自動等待轉(zhuǎn)為搜索狀態(tài)的條件當1s鐘內(nèi)所接收到的應答脈沖對數(shù)量超過650（或450）時DME信標ABCD搜索詢問器在不斷發(fā)射詢問信號的過程中，搜尋應答器對自己詢問的應答信號，并初步確定這一應答信號相對于發(fā)射時刻的時間間隔的過程；搜尋時間一般小于1s；在搜尋階段，距離指示器不給出距離讀數(shù)。DME信標ABCD預跟蹤詢問-接收識別過程同搜索詢問頻率同搜索狀態(tài)持續(xù)時間：4S微調(diào)距離波門提供有效距離信息跟蹤

隨著飛機與地面臺之間距離的變化，詢問器能夠自動跟蹤應答器對自己的應答信號，得到連續(xù)的距離讀數(shù)。記憶

距離計算電路根據(jù)信號丟失前已知的距離變化率連續(xù)更新距離讀數(shù)。搜索狀態(tài)跟蹤狀態(tài)狀態(tài)記憶超過了記憶時間（4~12s）

在記憶期（4~12s）內(nèi)重新