ВОР- ВОР/DME
- ВОРТАК
Станция сверхвысокочастотного всенаправленного действия ( VOR ) [1] — это тип радионавигационной системы ближнего действия для самолетов , позволяющий самолету с приемным блоком определять свое положение и оставаться на курсе путем приема радиосигналов, передаваемых по сети фиксированных наземных станций. радиомаяки . Он использует частоты в диапазоне очень высоких частот (ОВЧ) от 108,00 до 117,95 МГц . Разработанный в США в 1937 году и развернутый к 1946 году, VOR стал стандартной аэронавигационной системой в мире, [2] [3] используемой как коммерческой авиацией, так и авиацией общего назначения, пока на ранних этапах ее не вытеснили спутниковые навигационные системы, такие как GPS . 21-го века. Таким образом, станции VOR постепенно выводятся из эксплуатации. [4] [5] В 2000 году в мире действовало около 3000 станций VOR, в том числе 1033 в США, но к 2013 году их число в США сократилось до 967. [6] В США выводится из эксплуатации примерно половина свои станции VOR и другие устаревшие навигационные средства в рамках перехода к навигации, основанной на характеристиках , при этом сохраняя «минимальную оперативную сеть» станций VOR в качестве резервной копии GPS. [7] В 2015 году Великобритания планировала сократить количество станций с 44 до 19 к 2020 году. [4]
Наземная станция VOR использует специализированную антенную систему для передачи как амплитудно-, так и частотно-модулированного сигнала. Обе модуляции выполняются с сигналом частотой 30 Гц, но фаза разная. Фаза одного из сигналов модуляции зависит от направления передачи, а фаза другого сигнала модуляции - нет, поэтому она может служить эталоном. Приемник демодулирует оба сигнала и измерит разность фаз. Разность фаз указывает на пеленг станции VOR на приемник относительно магнитного севера. Эта линия положения называется «радиальной» VOR.
Пересечение радиалов двух разных станций VOR можно использовать для определения положения самолета, как и в более ранних системах радиопеленгации (RDF).
Станции VOR имеют довольно малую дальность действия: сигналы находятся в прямой видимости между передатчиком и приемником и полезны на расстоянии до 200 морских миль (370 километров). Каждая станция передает составной радиосигнал УКВ , включающий упомянутый навигационный и опорный сигнал, идентификатор станции и голос, если таковой имеется. Идентификатор станции обычно представляет собой трехбуквенную строку азбуки Морзе . Голосовой сигнал, если он используется, обычно представляет собой название станции, записанные в полете рекомендации или прямые трансляции полетов.
VORTAC — это радионавигационное средство для пилотов самолетов , состоящее из совмещенного всенаправленного УКВ-радиостанция и маяка тактической аэронавигационной системы (TACAN). Оба типа маяков предоставляют пилотам информацию об азимуте , но система VOR обычно используется гражданскими самолетами, а система TACAN - военными самолетами. Однако дальномерное оборудование TACAN также используется в гражданских целях, поскольку гражданское оборудование DME создано в соответствии с военными спецификациями DME. Большинство установок VOR в США представляют собой VORTAC. Система была спроектирована и разработана корпорацией Cardion. Контракт на исследования, разработки, испытания и оценку (RDT&E) был заключен 28 декабря 1981 года. [8]
Разработанный на основе более ранних систем визуального слухового радиодиапазона (VAR), VOR был разработан для обеспечения 360-градусного курса до станции и обратно по выбору пилота. Первые передатчики на электронных лампах с механически вращаемыми антеннами были широко распространены в 1950-х годах, а в начале 1960-х их начали заменять полностью полупроводниковыми устройствами. Они стали основной радионавигационной системой в 1960-х годах, когда пришли на смену старой системе радиомаяка и четырехкурсовой (низко/среднечастотный диапазон) . Некоторые из старых станций дальности сохранились, с удаленными функциями четырехкурсового направления, как ненаправленные радиомаяки низкой или средней частоты ( NDB ).
Была создана всемирная наземная сеть «воздушных магистралей», известная в США как Victor Airways (ниже 18 000 футов или 5 500 м) и «реактивные маршруты» (на высоте 18 000 футов и выше), соединяющая VOR. Самолет может следовать по определенному маршруту от станции к станции, настраиваясь на последовательные станции на приемнике VOR, а затем либо следуя желаемому курсу по радиомагнитному индикатору, либо устанавливая его на индикатор отклонения курса (CDI) или горизонтальное положение . индикатор (HSI, более сложная версия индикатора VOR) и удержание указателя курса в центре дисплея.
С 2005 года, благодаря развитию технологий, многие аэропорты заменяют заходы на посадку по VOR и NDB на схемы захода на посадку по RNAV (GNSS); однако затраты на приемник и обновление данных [9] по-прежнему достаточно значительны, поэтому многие небольшие самолеты авиации общего назначения не оснащены оборудованием GNSS, сертифицированным для основной навигации или захода на посадку.
Сигналы VOR обеспечивают значительно большую точность и надежность, чем NDB, благодаря совокупности факторов. Наиболее важным является то, что VOR обеспечивает пеленг от станции до самолета, который не меняется в зависимости от ветра или ориентации самолета. УКВ-радиостанция менее уязвима к дифракции (исправлению курса) вокруг особенностей местности и береговой линии. Фазовое кодирование меньше страдает от помех, вызванных грозами.
Сигналы VOR обеспечивают предсказуемую точность 90 м (300 футов), 2 сигма на расстоянии 2 морских миль от пары маяков VOR; [10] по сравнению с точностью нерасширенной системы глобального позиционирования (GPS), которая составляет менее 13 метров, 95%. [10]
Станции VOR, будучи УКВ, работают на «прямой видимости». Это значит, что если в совершенно ясный день вы не сможете увидеть передатчик из антенны приемника или наоборот, то сигнал будет либо незаметен, либо непригоден для использования. Это ограничивает дальность действия VOR (и DME ) до горизонта или ближе, если мешают горы. Хотя современное полупроводниковое передающее оборудование требует гораздо меньшего обслуживания, чем более старые устройства, разветвленная сеть станций, необходимая для обеспечения достаточного покрытия на основных воздушных маршрутах, требует значительных затрат при эксплуатации существующих систем воздушных путей.
Обычно идентификатор станции VOR представляет собой близлежащий город, город или аэропорт. Например, станция VOR, расположенная на территории международного аэропорта Джона Ф. Кеннеди, имеет идентификатор JFK.
VOR присвоены радиоканалы в диапазоне от 108,0 МГц до 117,95 МГц (с интервалом 50 кГц); это в диапазоне очень высоких частот (ОВЧ). Первые 4 МГц используются совместно с полосой частот системы посадки по приборам (ILS). В США частоты в полосе пропускания от 108,00 до 111,95 МГц, которые имеют четную первую цифру 100 кГц после запятой (108,00, 108,05, 108,20, 108,25 и т. д.), зарезервированы для частот VOR, а частоты в пределах 108,00. Полоса пропускания до 111,95 МГц с нечетной первой цифрой 100 кГц после запятой (108,10, 108,15, 108,30, 108,35 и т. д.) зарезервирована для ILS. [11]
VOR кодирует азимут (направление от станции) как соотношение фаз между опорным сигналом и переменным сигналом. Один из них является амплитудно-модулированным, а другой — частотно-модулированным. В обычных VOR (CVOR) опорный сигнал частотой 30 Гц модулируется по частоте (FM) на поднесущей 9960 Гц . В этих VOR амплитудная модуляция достигается путем вращения слегка направленной антенны точно по фазе с опорным сигналом со скоростью 30 оборотов в секунду. Современные установки представляют собой доплеровские VOR (DVOR), в которых используется круговая решетка, обычно состоящая из 48 всенаправленных антенн и не имеющих движущихся частей. Активная антенна перемещается по круговой решетке с помощью электроники, создавая эффект Доплера, приводящий к частотной модуляции. Амплитудная модуляция создается за счет уменьшения мощности передачи антенн, например, в северном положении, чем в южном положении. Таким образом, в этом типе VOR роль амплитудной и частотной модуляции поменялась местами. Декодирование в самолете-приемнике происходит одинаково для обоих типов VOR: компоненты AM и FM частотой 30 Гц обнаруживаются, а затем сравниваются для определения фазового угла между ними.
Сигнал VOR также содержит модулированный идентификатор станции с кодом Морзе длиной 7 слов в минуту (MCW) и обычно содержит речевой канал с амплитудной модуляцией (AM).
Затем эта информация передается через аналоговый или цифровой интерфейс на один из четырех распространенных типов индикаторов:
Во многих случаях станции VOR имеют совместно расположенное оборудование для измерения расстояния (DME) или военную тактическую аэронавигацию ( TACAN ) – последняя включает в себя как функцию измерения расстояния DME, так и отдельную функцию азимута TACAN, которая предоставляет военным пилотам данные, аналогичные гражданским VOR. Совмещенный маяк VOR и TACAN называется VORTAC . VOR, совмещенный только с DME, называется VOR-DME. Радиал VOR с расстоянием DME позволяет определять местоположение одной станции. И VOR-DME, и TACAN используют одну и ту же систему DME.
VORTAC и VOR-DME используют стандартизированную схему сопряжения частот VOR с каналами TACAN/DME [11] , так что конкретная частота VOR всегда сочетается с конкретным совмещенным каналом TACAN или DME. На гражданской технике производится настройка частоты УКВ и автоматически выбирается соответствующий канал TACAN/DME.
Хотя принципы работы различаются, VOR имеют некоторые общие характеристики с курсовым маяком ILS , и в кабине обоих используются одни и те же антенна, приемное оборудование и индикатор. Когда выбрана станция VOR, OBS работает 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.
Станция VOR обслуживает определенный объем воздушного пространства, называемый объемом обслуживания. Некоторые VOR имеют относительно небольшую географическую зону, защищенную от помех со стороны других станций на той же частоте, и называются «терминальными» или T-VOR. Другие станции могут иметь защиту на расстоянии до 130 морских миль (240 километров) и более. Широко распространено мнение, что существует стандартная разница в выходной мощности между T-VOR и другими станциями, но на самом деле выходная мощность станций настроена так, чтобы обеспечить достаточную мощность сигнала в объеме обслуживания конкретного сайта.
В Соединенных Штатах существует три стандартных объема обслуживания (SSV): терминальный, низкий и высокий (стандартные объемы обслуживания не применяются к опубликованным правилам полетов по приборам (IFR)). [13]
Кроме того, в 2021 году были добавлены два новых объема услуг - «низкий VOR» и «высокий VOR», обеспечивающие расширенное покрытие на высоте более 5000 футов над уровнем моря. Это позволяет воздушному судну продолжать принимать сигналы VOR вне маршрута, несмотря на сокращение количества наземных станций VOR, обеспечиваемых минимальной оперативной сетью VOR. [14]
VOR и старые станции NDB традиционно использовались в качестве пересечений воздушных трасс . Типичная авиалиния будет переходить от станции к станции по прямым линиям. При полете на коммерческом авиалайнере наблюдатель заметит, что самолет летит по прямым линиям, время от времени прерываемым разворотом на новый курс. Эти развороты часто выполняются, когда самолет проходит над станцией VOR или на перекрестке в воздухе, определяемом одним или несколькими VOR. Навигационные контрольные точки также могут определяться точкой пересечения двух радиалов от разных станций VOR или радиусом VOR и расстоянием DME. Это базовая форма RNAV , позволяющая осуществлять навигацию к точкам, расположенным вдали от станций VOR. Поскольку системы RNAV стали более распространенными, в частности системы, основанные на GPS , все больше и больше воздушных трасс определяются такими точками, что устраняет необходимость в некоторых дорогостоящих наземных VOR.
Во многих странах существуют две отдельные системы воздушных путей на нижних и верхних уровнях: нижние воздушные трассы (известные в США как Victor Airways ) и верхние воздушные маршруты (известные в США как маршруты реактивных самолетов ).
Большинство самолетов, оборудованных для полетов по приборам (IFR), имеют как минимум два приемника VOR. Помимо обеспечения резерва для основного приемника, второй приемник позволяет пилоту легко следовать радиалу к одной станции VOR или от нее, одновременно наблюдая за вторым приемником, чтобы увидеть, когда пересекается определенный радиал от другой станции VOR, что позволяет точно определить направление движения самолета. положение в этот момент должно быть определено, и предоставление пилоту возможности перейти на новый радиал, если он того пожелает.
По состоянию на 2008 год [update]космические глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS), такие как система глобального позиционирования ( GPS ), все чаще заменяют VOR и другие наземные системы. [16] В 2016 году GNSS была признана основной навигационной системой для самолетов IFR в Австралии. [5]
Системы GNSS имеют более низкую стоимость передатчика на одного клиента и предоставляют данные о расстоянии и высоте. Будущие спутниковые навигационные системы, такие как Galileo Европейского Союза , и системы дополнения GPS разрабатывают методы, которые в конечном итоге сравняются или превысят точность VOR. Однако низкая стоимость приемника VOR, широкая установленная база и унификация приемного оборудования с ILS , вероятно, будут способствовать доминированию VOR на самолетах до тех пор, пока стоимость космических приемников не упадет до сопоставимого уровня. По состоянию на 2008 год в Соединенных Штатах количество заходов на посадку на основе GPS превосходило количество заходов на посадку по VOR, но количество самолетов IFR, оснащенных VOR, превосходило количество самолетов IFR, оборудованных GPS. [ нужна цитата ]
Существует определенная обеспокоенность тем, что навигация GNSS подвержена помехам или саботажу, что приводит во многих странах к сохранению станций VOR для использования в качестве резервных. [ нужна цитата ] Преимущество сигнала VOR заключается в статическом отображении на местную местность. [ нужны разъяснения ]
ФАУ США планирует [17] к 2020 году вывести из эксплуатации примерно половину из 967 [18] станций VOR в США, сохранив «минимальную оперативную сеть», обеспечивающую покрытие всех самолетов на высоте более 5000 футов над землей. Большинство выведенных из эксплуатации станций будут находиться к востоку от Скалистых гор , где зоны покрытия между ними больше перекрываются. [ нужна цитата ] 27 июля 2016 года было опубликовано окончательное политическое заявление [19] , в котором указаны станции, которые будут выведены из эксплуатации к 2025 году. Всего на первом этапе (2016–2020 годы) должны быть выведены из эксплуатации 74 станции, и еще 234 станции будут выведены из эксплуатации. планируется вывести из эксплуатации на втором этапе (2021–2025 гг.).
В Великобритании 19 передатчиков VOR должны оставаться в рабочем состоянии как минимум до 2020 года. Передатчики в Крэнфилде и Дин-Кроссе были выведены из эксплуатации в 2014 году, а оценка остальных 25 будет проведена в период с 2015 по 2020 год. [20] [21] Аналогичные усилия предпринимаются в настоящее время. в Австралии [22] и других местах.
В Великобритании и США передатчики DME планируется сохранить в ближайшем будущем даже после вывода из эксплуатации расположенных рядом VOR. [4] [7] Однако существуют долгосрочные планы по выводу из эксплуатации DME, TACAN и NDB.
Сигнал VOR кодирует идентификатор кода Морзе, дополнительный голос и пару навигационных тонов. Радиальный азимут равен фазовому углу между запаздывающим и опережающим навигационным тоном.
Обычный сигнал кодирует идентификатор станции i ( t ) , дополнительный речевой сигнал a ( t ) , навигационный опорный сигнал в c ( t ) и изотропный (то есть всенаправленный) компонент. Опорный сигнал кодируется на поднесущей F3 (цвет). Сигнал навигационной переменной кодируется путем механического или электрического вращения направленной антенны g ( A , t ) для создания модуляции A3 (шкала серого). Приемники (парная цветная и полутоновая кривая) в разных направлениях от станции рисуют различное выравнивание демодулированного сигнала F3 и A3.
Допплеровский сигнал кодирует идентификатор станции i ( t ) , дополнительный голос a ( t ) , сигнал навигационной переменной в c ( t ) и изотропный (то есть всенаправленный) компонент. Сигнал навигационной переменной модулирован в формате A3 (оттенки серого). Навигационный опорный сигнал задерживается t + , t − за счет электрического вращения пары передатчиков. Циклический доплеровский синий сдвиг и соответствующий доплеровский красный сдвиг, когда передатчик закрывается и удаляется от приемника, приводят к модуляции F3 (цвет). Спаривание передатчиков, одинаково смещающих изотропную несущую частоту вверх и вниз, создает верхнюю и нижнюю боковые полосы. Равномерное смыкание и удаление на противоположных сторонах одного и того же круга вокруг изотропного передатчика производят модуляцию поднесущей F3, g ( A , t ) .
где радиус вращения R = F d C / (2 π F n F c ) равен 6,76 ± 0,3 м.
Ускорение передатчика 4 π 2 F n 2 R (24 000 g) делает механическое вращение непрактичным и уменьшает вдвое ( гравитационное красное смещение ) коэффициент изменения частоты по сравнению с передатчиками в свободном падении.
Математика, описывающая работу DVOR, гораздо сложнее, чем указано выше. Ссылка на «электронно вращаемый» является огромным упрощением. Основное осложнение связано с процессом, который называется «смешиванием». [ нужна цитата ]
Другая сложность заключается в том, что фазы сигналов верхней и нижней боковой полосы должны быть синхронизированы друг с другом. Композитный сигнал обнаруживается приемником. Электронная операция обнаружения эффективно сдвигает несущую вниз до 0 Гц, складывая сигналы с частотами ниже несущей поверх частот выше несущей. Таким образом, верхняя и нижняя боковые полосы суммируются. Если между этими двумя имеется фазовый сдвиг, то относительная амплитуда комбинации будет равна (1 + cos φ). Если бы φ составлял 180°, то приемник самолета не обнаружил бы никакой поднесущей (сигнал A3).
«Смешение» описывает процесс, посредством которого сигнал боковой полосы переключается с одной антенны на другую. Переключение не является прерывистым. Амплитуда следующей антенны возрастает по мере падения амплитуды текущей антенны. Когда одна антенна достигает максимальной амплитуды, следующая и предыдущая антенны имеют нулевую амплитуду.
При излучении двух антенн эффективный фазовый центр становится точкой между ними. Таким образом, опорная фаза непрерывно перемещается по кольцу, а не ступенчато, как в случае с прерывистым переключением между антеннами.
В электромеханических системах переключения антенн, использовавшихся до появления твердотельных систем переключения антенн, смешение было побочным продуктом работы моторизованных переключателей. Эти переключатели пропускали коаксиальный кабель через 50 (или 48) антенных фидеров. Когда кабель перемещался между двумя антенными фидерами, он передавал сигнал в оба.
Но смешивание усугубляет еще одну сложность ДВОРа.
Каждая антенна в DVOR использует всенаправленную антенну. Обычно это рамочные антенны Alford (см. Эндрю Алфорд ). К сожалению, антенны боковой полосы расположены очень близко друг к другу, поэтому примерно 55% излучаемой энергии поглощается соседними антеннами. Половина этого сигнала повторно излучается, а половина отправляется обратно по фидерам соседних антенн. В результате диаграмма направленности антенны больше не является всенаправленной. Это приводит к тому, что эффективный сигнал боковой полосы модулируется по амплитуде с частотой 60 Гц, что касается приемника самолета. Фаза этой модуляции может влиять на обнаруженную фазу поднесущей. Этот эффект называется «связкой».
Растушевка 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 взаимно нейтрализуются. Таким образом, по мере того, как сигнал «перемещается» от одной антенны к другой, искажения диаграммы направленности антенны будут увеличиваться, а затем уменьшаться. Максимальное искажение происходит в средней точке. Это создает полусинусоидальное искажение амплитуды частотой 1500 Гц в случае системы из 50 антенн (1440 Гц в системе из 48 антенн). Это искажение само по себе является амплитудной модуляцией с частотой 60 Гц (также около 30 Гц). Это искажение может добавляться или вычитаться вместе с вышеупомянутым искажением 60 Гц в зависимости от фазы несущей. Фактически можно добавить смещение к фазе несущей (относительно фаз боковой полосы), чтобы компоненты частотой 60 Гц стремились обнулить друг друга. Однако существует составляющая 30 Гц, которая имеет некоторые пагубные последствия.
В конструкциях DVOR используются всевозможные механизмы, пытающиеся компенсировать эти эффекты. Выбранные методы являются основным аргументом в пользу каждого производителя, каждый из которых превозносит преимущества своей технологии перед конкурентами.
Обратите внимание, что Приложение 10 ИКАО ограничивает амплитудную модуляцию поднесущей в наихудшем случае до 40%. DVOR, в котором не используется какой-либо метод компенсации эффектов связи и смешивания, не будет соответствовать этому требованию.
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 маяк VOR обычно переключается или отключается, когда ошибка пеленга превышает 1,0°. [10] Национальные власти воздушного пространства часто могут устанавливать более жесткие ограничения. Например, в Австралии предел первичной тревоги может быть установлен на уровне ±0,5° для некоторых доплеровских радиомаяков VOR. [ нужна цитата ]
ARINC 711–10 от 30 января 2002 г. гласит, 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 маяки должны контролировать собственный сигнал. Большинство из них имеют резервные системы, поэтому отказ одной системы приведет к автоматическому переключению на одну или несколько резервных систем. Требования к мониторингу и дублированию в некоторых системах посадки по приборам (ILS) могут быть очень строгими.
Общая философия заключается в том, что никакой сигнал не предпочтительнее плохого сигнала.
Маяки VOR контролируют себя, имея одну или несколько приемных антенн, расположенных вдали от маяка. Сигналы этих антенн обрабатываются для мониторинга многих аспектов сигналов. Контролируемые сигналы определены в различных стандартах США и Европы. Основным стандартом является стандарт Европейской организации по оборудованию гражданской авиации (EuroCAE) ED-52. Пять основных контролируемых параметров — это точность пеленга, опорный и переменный индексы модуляции сигнала, уровень сигнала и наличие провалов (вызванных неисправностями отдельных антенн).
Обратите внимание, что сигналы, принимаемые этими антеннами в доплеровском радиомаяке VOR, отличаются от сигналов, принимаемых самолетом. Это связано с тем, что антенны расположены близко к передатчику и на них влияет эффект близости. Например, потери на трассе в свободном пространстве от антенн ближней боковой полосы будут на 1,5 дБ отличаться (на частоте 113 МГц и на расстоянии 80 м) от сигналов, полученных от антенн дальней боковой полосы. Для дальнего самолета ощутимой разницы не будет. Аналогично, пиковая скорость изменения фазы, наблюдаемая приемником, определяется тангенциальными антеннами. Для самолета эти тангенциальные пути будут почти параллельны, но для антенны возле ДВОРа это не так.
Требования к точности пеленга для всех радиомаяков VOR определены в Приложении 10, том 1 Конвенции Международной организации гражданской авиации о международной гражданской авиации .
В этом документе наихудшая точность пеленга для обычного VOR (CVOR) установлена на уровне ±4°. Доплеровский VOR (DVOR) должен составлять ±1°.
Все радионавигационные маяки периодически проверяются на соответствие международным и национальным стандартам. Сюда входят маяки VOR, дальномерное оборудование (DME), системы посадки по приборам (ILS) и ненаправленные маяки (NDB).
Их характеристики измеряются самолетами, оснащенными испытательным оборудованием. Процедура проверки VOR заключается в облете маяка по кругу на определенных расстояниях и высотах, а также по нескольким радиалам. Эти самолеты измеряют мощность сигнала, показатели модуляции опорного и переменного сигналов, а также ошибку пеленга. Они также будут измерять другие выбранные параметры по запросу местных/национальных органов управления воздушным пространством. Обратите внимание, что та же процедура используется (часто в ходе одних и тех же летных испытаний) для проверки дальномерного оборудования (DME).
На практике погрешности направления в некоторых направлениях часто могут превышать значения, определенные в Приложении 10. Обычно это происходит из-за эффектов местности, зданий рядом с VOR или, в случае DVOR, некоторых эффектов противовеса. Обратите внимание, что в доплеровских маяках VOR используется приподнятая земляная пластина, которая используется для повышения эффективной диаграммы направленности антенны. Он создает сильный лепесток под углом места 30°, который дополняет лепесток 0° самих антенн. Эта земляная плоскость называется противовесом. Однако противовес редко работает именно так, как хотелось бы. Например, край противовеса может поглощать и переизлучать сигналы от антенн, и в некоторых направлениях он может делать это по-разному, чем в других.
Национальные 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 обеспечить достаточную мощность сигнала и точность пеленга только на одной траектории захода на посадку.
Доплеровские маяки VOR по своей сути более точны, чем обычные VOR, поскольку на них меньше влияют отражения от холмов и зданий. Переменным сигналом в DVOR является FM-сигнал частотой 30 Гц; в CVOR это AM-сигнал частотой 30 Гц. Если AM-сигнал от маяка CVOR отражается от здания или холма, самолет увидит фазу, которая 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 выглядеть как два FM-сигнала разной силы и разных фаз. Дважды за период 30 Гц мгновенное отклонение двух сигналов будет одинаковым, и система фазовой автоподстройки частоты (на короткое время) запутается. Поскольку два мгновенных отклонения снова расходятся, система фазовой автоподстройки частоты будет следовать сигналу с наибольшей силой, который будет сигналом прямой видимости. Однако, если фазовое разделение двух отклонений невелико, система фазовой автоподстройки частоты с меньшей вероятностью зафиксирует истинный сигнал для большей доли цикла 30 Гц (это будет зависеть от полосы пропускания выходного сигнала фазовой автоподстройки частоты). компаратор в самолете). В целом, некоторые отражения могут вызвать небольшие проблемы, но обычно они примерно на порядок меньше, чем в маяке CVOR.
Если пилот хочет приблизиться к станции VOR с востока, тогда самолету придется лететь строго на запад, чтобы добраться до станции. Пилот будет использовать OBS для вращения шкалы компаса до тех пор, пока цифра 27 (270°) не совместится с указателем (называемым основным указателем ) в верхней части шкалы. Когда самолет пересечет радиал 90° (к востоку от станции VOR), стрелка окажется в центре, а индикатор «Куда/Откуда» покажет «Куда». Обратите внимание, что пилот устанавливает VOR, чтобы указать взаимность; самолет будет следовать по радиалу 90 °, в то время как VOR указывает, что курс «к» станции VOR составляет 270 °. Это называется «движение по радиалу 090». Пилоту нужно только удерживать стрелку в центре, чтобы следовать курсом к станции VOR. Если игла отклоняется от центра, самолет будет поворачиваться к игле, пока она снова не окажется в центре. После того, как самолет пролетит над станцией VOR, индикатор «Куда/Откуда» отобразит «Откуда», и самолет начнет движение по радиалу 270°. Стрелка CDI может колебаться или достигать полной шкалы в «конусе замешательства» непосредственно над станцией, но снова центрируется, как только самолет пролетит на небольшом расстоянии от станции.
На рисунке справа обратите внимание, что кольцо курса установлено на 360° (север) по основному указателю, стрелка находится в центре, а индикатор «Куда/От» показывает «ТО». VOR показывает, что самолет находится на курсе 360° (север) к станции VOR (т. е. самолет находится к югу от станции VOR). Если бы индикатор «Куда/Откуда» показывал «Откуда», это означало бы, что самолет находился на 360° в радиальном направлении от станции VOR (т. е. самолет находился к северу от VOR). Обратите внимание, что нет абсолютно никаких указаний на то, в каком направлении летит самолет. Самолет мог лететь прямо на запад, и этот снимок VOR может быть моментом, когда он пересек радиал 360°.
Прежде чем использовать индикатор VOR в первый раз, его можно протестировать и откалибровать в аэропорту с помощью испытательного стенда VOR или VOT. VOT отличается от VOR тем, что он заменяет сигнал переменного направления другим всенаправленным сигналом, в некотором смысле передающим радиал на 360 ° во всех направлениях. Приемник НАВ настраивается на частоту ВОТ, затем поворачивается ОБС до тех пор, пока стрелка не окажется в центре. Если показания индикатора находятся в пределах четырех градусов от 000 с видимым флагом FROM или до 180 с видимым флагом TO, он считается пригодным для навигации. ФАУ требует тестирования и калибровки индикатора VOR не более чем за 30 дней до любого полета по ППП. [23]
Существует множество методов определения направления полета для перехвата радиала от станции или курса к станции. Самый распространенный метод использует аббревиатуру TITPIT. Аббревиатура расшифровывается как «Настроить – Идентифицировать – Повернуть – Параллельно – Перехватить – Отслеживать». Каждый из этих шагов весьма важен для обеспечения того, чтобы самолет направлялся туда, куда его направляют. Во-первых, настройте желаемую частоту VOR на навигационную радиостанцию, во-вторых, что наиболее важно, определите правильную станцию VOR, сверив услышанную азбуку Морзе с картой сечения. В-третьих, поверните ручку VOR OBS на нужный радиал (ОТ) или курс (ДО) станции. В-четвертых, поворачивайте самолет до тех пор, пока указатель курса не укажет радиал или курс, установленный в VOR. Пятый шаг – полететь к игле. Если игла находится слева, поверните ее на 30–45° влево и наоборот. Последний шаг: как только стрелка VOR окажется в центре, поверните курс самолета обратно к радиалу или курсу, чтобы отследить радиал или курс полета. При наличии ветра потребуется угол поправки на ветер, чтобы стрелка VOR оставалась в центре.
Существует еще один метод перехвата радиала VOR, который более тесно связан с работой HSI ( индикатора горизонтальной ситуации ). Первые три шага, описанные выше, одинаковы; настраивать, идентифицировать и крутить. В этот момент стрелку VOR следует сместить влево или вправо. Если посмотреть на индикатор VOR, цифры на той же стороне, что и стрелка, всегда будут курсами, необходимыми для возврата стрелки в центр. Затем курс самолета следует повернуть, чтобы он совпал с одним из этих заштрихованных курсов. Если все сделано правильно, этот метод никогда не приведет к обратному измерению. Использование этого метода обеспечит быстрое понимание того, как работает HSI, поскольку HSI визуально показывает, что мы мысленно пытаемся сделать.
На соседней диаграмме самолет летит по курсу 180°, находясь под углом 315° от VOR. После поворота ручки OBS на 360° игла отклоняется вправо. Стрелка закрашивает цифры от 360 до 090. Если самолет повернет курс в любом месте этого диапазона, самолет перехватит радиальный курс. Хотя стрелка отклоняется вправо, кратчайший путь поворота в заштрихованный диапазон — это поворот влево.
