[科普中国]-航道线性度-

简介

仪表着陆系统中，在航道扇区内，描述相对于偏离航道线位置的两个调制信号的调制度差的变化关系，就叫作航道线性度。

仪表着陆系统概述仪表着陆系统(Instrument Landing System, ILS) 又译为仪器降落系统，盲降系统，是应用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统。它的作用是由地面发射的两束无线电信号实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道指向空中的虚拟路径，飞机通过机载接收设备，确定自身与该路径的相对位置，使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下降高度，最终实现安全着陆。1

盲降是仪表着陆系统ILS的俗称。因为仪表着陆系统能在低天气标准或飞行员看不到任何目视参考的天气下引导飞机进近着陆，所以人们就把仪表着陆系统称为盲降，即飞行员在肉眼无法看清机场跑道的情况下操控航班降落。

技术参数航向信标工作频率是108.10～111.95MHz中小数点后第1位为奇数的频率，频率问隔为50kHz，共有40个波道。下滑信标工作频率为329.15～335MHz的UHF波段，频率间隔150kHz，共有40个波道。指点信标工作频率为75MHz(固定)。2

航向信标和下滑信标的工作频率是配对工作的，控制盒上只选择和显示航向信标频率，下滑信标频率自动配对调谐。

系统分类一个完整的仪表着陆系统包括方向引导、距离参考和目视参考系统。3

（1）方向引导系统

仪表着陆系统的地面设施

航向台(Localizer, LOC/LLZ)，位于跑道进近方向的远端，波束为角度很小的扇形，提供飞机相对与跑道的航向道(水平位置)指引；

下滑台(Glide Slope, GS或Glide Path,GP)，位于跑道入口端一侧，通过仰角为3度左右的波束，提供飞机相对跑道入口的下滑道(垂直位置)指引；

（2）距离参考系统

指点标，(Marker Beacon)，距离跑道从远到近分别为外指点标(Outer Marker,OM)，中指点标(Middle Marker,MM)和内指点标(Inner Marker,IM)，提供飞机相对跑道入口的粗略的距离信息，通常表示飞机在依次飞过这些信标台时，分别到达最终进近定位点(Final Approach Fix,FAF)、I类运行的决断高度、II类运行的决断高度。

有时测距仪(Distance Measuring Equipment, DME)会和仪表着陆系统同时安装，使得飞机能够得到更精确的距离信息，或者在某些场合替代指点标的作用。应用DME进行的ILS进近称为 ILS-DME 进近。

（3）目视参考系统

精密进近轨迹指示器(Precision Approach Path Indicator, PAPI)，提供飞行器相对正确的下滑道的位置的目视参考。

进近灯光系统(Approach Light System, ALS)，供夜间或者低能见度进近情况下提供跑道入口位置和方向的醒目的目视参考。

航道扇区概述航道扇区是指在仪表着陆系统中，包括航道线由航向信标向外展开的楔形空域。该区域边界位置对应航道偏差指示器上满刻度位置，其调制度差为0.155。

通常这两条射线的夹角为6度。DDM在左、右10度的扇区内应随角位移线性增加，在左、右10度~35度的扇区内，DDM值应不小于0.155。

航向信标系统航向信标系统包括航向信标地自设备和航向信标接收机。航向信标系统所在的频率段为VHF波段的108.00MHz~112.00MHz，使用其中十分位为奇数的频率，波道间隔为50KHz，共40个频率。地面设备天线一般采用水平极化天线阵列，辐射功率在5~15W，作用范围为0~25nmile。4

VHF载波发生器产生特定频率的VHF载波，低频信号发生器分别产生标准的90Hz和150Hz单音，VHF载波分为两路，一路直接送给AM调制器，另外一个路经过900移相后，送入另外一路AM调制器，两路VHF载波分别经过90Hz、150Hz低频调制，并且周期性地加入莫尔斯码信号调制后，进行功率放大;放大后的信号送入混合网络，产生左右天线阵所需的CSB信号、SBO信号，再经过相位和幅度的控制以及功率放大，最终分配给左右天线阵的各个天线单元。

调制度差DDM即调制度差。调制度是用于度量调制信号的幅值占载波信号幅值的比例，调制度差可以比较两个调制信号的大小。

当飞机机头方向指向航向信标天线，且在跑道中心线上时，90Hz导航调制信号和150Hz导航调制信号调制幅度相等，因为在跑道中心线上SBO信号为零;而在跑道中心线左侧，合成信号的90Hz导航调制信号调制幅度比150Hz导航调制信号调制幅度要大;同理，合成信号的150Hz导航调制信号相比90Hz导航调制信号在跑道中心线右侧占优势。机载导航设备接收到合成信号后，由检波器得出90Hz跟150Hz的合成信号，再通过滤波器滤出这两个导航音频。对导航音频的幅度值大小进行比较，比较结果就利用DDM来表示。5

DDM值用于体现两个导航调制信号幅度的差异程度，利用这个差异程度就能够衡量飞机和跑道中心线的偏离程度。DDM值是一个电参数，而飞机偏离跑道的程度是一个几何参数，无线电导航的巧妙之处就在于这两种参数之间的相互转换。尽管DDM值只是一个标量，但它携带了飞机的方位信息，所以也可以认为DDM值具有了方向性。