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[科普中国]-微波着陆系统基准点

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定义

微波着陆系统基准点是指在跑道中心线上,最靠近仰角天线相位中心的点。1

微波着陆系统微波着陆系统(MLS )是新一代飞机精密引导着陆系统,它是一种工作在C波段的自主式飞机进场着陆系统。该系统与目前使用的仪表着陆系统相比,具有覆盖范围宽(位正负40度,仰角0.9度~15度)、引导精度高、进场方式灵活、抗干扰能力强等特点。

微波着陆系统由地面设备和机载设备两部分组成,架设在跑道中心延长线上的方位台和着陆点一侧的仰角台按一定时序向空中发播角扫描信号和数据信号,机载设备在收到方位(或仰角)天线发播的窄扇形往返扫描波束信号时,经处理后就可计算出它相对于跑道的坐标位置,这些数据被送到专门的指示器,提供飞机进近和着陆,也可以送到飞机的自动驾驶仪,实现自动进近和着陆。

时基扫描波束(TRSB)微波着陆系统(MLS)和目前的仪表着陆系统(ILS)一样,对于飞机相对跑到位置数据都采用空中导出方法。所谓空中导出,就是指飞机的制导信息是通过机载接收机接收和处理空中信号后,计算出它相对于跑道的坐标位置关系而获得的。在这种系统中,位于跑道附近的地面台向空间定向发射经过某种角度编码的射频信号。信号覆盖区内的飞机接收到这一信号,通过处理后得到其所在空间的角位置数据。这些数据被送到专门的指示器,提供飞机进近和着陆指示,也可以送到飞机的自动驾驶仪,操纵飞机实现自动进近和自动着陆。2

天线的相位中心当一个天线被用来做发射天线时,天线的电相位中心是指电磁辐射等效的辐射源中心(即等效源点)。如果这个源是个理想的点源,相位中心是天线辐射球面波的中心。根据互易定理,同一副大线用作发射或接收时方向图相同。因此,当天线用来做接收时,相位中心是辐射信号的有效采集点,通过这个点电磁波能量传输到天线。对于GPS接收天线,相位中心是接收机相位测量实际的参考点。图是一个喇叭天线的相位中心的示意图,它的等相位线是一个对称的圆弧,圆弧的曲率中心为相位中心,它相对于口径面的几何中心在Z方向上有一个偏差。很多实际大线的等相位线不是一个规则的圆弧,因此,它的曲率中心会随着来波信号不同的俯仰角和方位角而变化,相位中心相对于几何中心在x, y, z三个方向上都可能会产生偏移。

通常,GPS天线制造商会对相位中心相对于天线上某一参考点(一般为几何中心)的偏差做出标定,但这样标出的只是天线的平均相位中心。国家测绘行业标准CH 8016-95中规定的“相对定位法进行大线中心稳定性检验”只是对相位中心稳定性平均结果的检测,而该标准中“旋转大线法测定大线相位中心偏移”也只测量了两个主面的相位中心相对于几何中心的偏移量。

GPS天线的瞬时一相位中心(即某一确定的俯仰角和方位角所对应的相位中心)相对于其平均相位中心的变化最可达数毫米甚至数十毫米。在某些高精度的应用中,例如在GPS姿态判定或是GPS掩星人气探测等精度要求毫米量级的场合,在数据后处理中仅仅对平均相位中心进行修止是远远不够的。特别是近儿年兴起的无线电掩星探测技术,为了提高反演人气和电离层数据的准确度,对GPS天线相位中心的位置精度提出了极高的要求。3