ВОР- ВОР/ДМЕ
- ВОРТАК
Всенаправленная радионавигационная станция сверхвысокой частоты ( VOR ) [1] — это тип ближней УКВ- радионавигационной системы для самолетов , позволяющая самолетам с приемником VOR определять азимут (также радиальный), относительно магнитного севера, между самолетом и/или фиксированными наземными радиомаяками VOR . VOR [2] и первая система DME (1950) [3] (относится к 1950 году, поскольку отличается от сегодняшней DME/N) для определения наклонной дальности были разработаны в Соединенных Штатах в рамках гражданской/военной программы США по аэронавигационным средствам в 1945 году. Развертывание VOR и DME (1950) началось в 1949 году Управлением гражданской авиации США (CAA). ИКАО стандартизировала VOR и DME (1950) в 1950 году в Приложении ИКАО ed.1. [4] Частоты для использования VOR стандартизированы в диапазоне очень высоких частот (VHF) между 108,00 и 117,95 МГц [5] Глава 3, Таблица A. Для повышения точности азимута VOR даже в сложных условиях позиционирования в 1960-х годах были разработаны доплеровские VOR (DVOR). VOR согласно правилам ИКАО является основным средством навигационной системы для коммерческой и общей авиации, [6] [7] (D)VOR постепенно выводятся из эксплуатации [8] [9] и заменяются DME-DME RNAV (зональная навигация) [5] 7.2.3 и спутниковыми навигационными системами, такими как GPS в начале 21-го века. В 2000 году в мире работало около 3000 станций VOR, в том числе 1033 в США, но к 2013 году их число в США сократилось до 967. [10] Соединенные Штаты выводят из эксплуатации примерно половину своих станций VOR и других устаревших навигационных средств в рамках перехода к навигации, основанной на характеристиках , при этом сохраняя «минимальную оперативную сеть» станций VOR в качестве резерва для GPS. [11] В 2015 году Великобритания планировала сократить количество станций с 44 до 19 к 2020 году. [8]
Маяк VOR излучает через две или более антенны амплитудно-модулированный сигнал и частотно-модулированную поднесущую . Сравнивая фиксированный опорный сигнал 30 Гц с вращающимся азимутальным сигналом 30 Гц, определяется азимут от самолета к (D)VOR. Разность фаз указывает на пеленг от станции (D)VOR до приемника относительно магнитного севера. Эта линия положения называется «радиальной» VOR. При этом по воздуху на антенны приемника VOR передается тот же сигнал. DVOR основан на доплеровском сдвиге для модуляции азимутально-зависимого сигнала 30 Гц в пространстве путем непрерывного переключения сигнала примерно 25 пар антенн, которые образуют круг вокруг центральной опорной антенны 30 Гц.
Пересечение радиалов от двух разных станций VOR может использоваться для определения местоположения самолета, как и в более ранних системах радиопеленгации (RDF).
Станции VOR являются навигационными средствами ближнего действия, ограниченными прямой радиовидимостью ( RLOS) между передатчиком и приемником в самолете. В зависимости от высоты расположения VOR и высоты самолета могут быть достигнуты назначенные эксплуатационные покрытия (DOC) макс. около 200 морских миль (370 километров) [5] Доп.C, Рис.C-13 . Предпосылкой является то, что EIRP обеспечивает, несмотря на потери, например, из-за распространения и лепестков диаграммы направленности антенны, достаточно сильный сигнал на антенне VOR самолета, чтобы он мог быть успешно обработан приемником VOR. Каждая станция (D)VOR передает составной радиосигнал VHF , включая упомянутый навигационный и опорный сигнал, а также идентификатор станции и дополнительный голос. [5] 3.3.5 Идентификатор станции обычно представляет собой трехбуквенную строку в коде Морзе . Хотя голосовой канал определен в Приложении 10, в настоящее время он используется редко, например, для записанных рекомендаций, таких как ATIS . [5] 3.3.6
VORTAC — это радионавигационное средство для пилотов самолетов, состоящее из совмещенного всенаправленного диапазона VHF и маяка тактической воздушной навигационной 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 со спецификациями военного DME. Большинство установок VOR в Соединенных Штатах — это VORTAC. Система была спроектирована и разработана корпорацией Cardion. Контракт на исследования, разработки, испытания и оценку (RDT&E) был заключен 28 декабря 1981 года. [12]
Разработан на основе более ранних систем визуального слухового радиодиапазона (VAR). Разработка VOR была частью гражданской/военной программы США по авиационным навигационным средствам. [2] В 1949 году VOR для азимута/пеленга самолета на/от установки VOR и UHF DME (1950) [3] и первый стандарт ИКАО по дальномерному оборудованию [4] были введены в эксплуатацию Управлением гражданской авиации США (CAA). В 1950 году ИКАО стандартизировала VOR и DME (1950) в Приложении 10, изд. 1. [4]
VOR был разработан для обеспечения 360 курсов к станции и от нее, выбираемых пилотом. Ранние передатчики на электронных лампах с механически вращаемыми антеннами широко устанавливались в 1950-х годах и начали заменяться полностью твердотельными устройствами в начале 1960-х годов. DVOR были постепенно внедрены Они стали основной радионавигационной системой в 1960-х годах, когда они пришли на смену старым радиомаякам и четырехкурсовой (низко-/среднечастотной) системе . Некоторые из старых станций диапазона сохранились, с удаленными четырехкурсовыми направленными функциями, как ненаправленные низко- или среднечастотные радиомаяки ( NDB ).
Всемирная наземная сеть «воздушных магистралей», известная в США как Victor airways (ниже 18 000 футов или 5500 м) и «реактивные маршруты» (на высоте 18 000 футов и выше), была создана для связи VOR. Самолет может следовать по определенному пути от станции к станции, настраиваясь на последовательные станции на приемнике VOR, а затем либо следуя желаемому курсу на радиомагнитном индикаторе, либо устанавливая его на индикаторе отклонения от курса (CDI) или индикаторе горизонтальной обстановки (HSI, более сложная версия индикатора VOR) и удерживая указатель курса в центре дисплея.
Начиная с 2005 года, благодаря достижениям в области технологий, многие аэропорты заменяют заходы на посадку с использованием VOR и NDB на процедуры захода на посадку с использованием RNAV (GNSS); однако затраты на приемники и обновление данных [13] по-прежнему достаточно значительны, поэтому многие небольшие самолеты авиации общего назначения не оснащены оборудованием GNSS, сертифицированным для первичной навигации или заходов на посадку.
Сигналы VOR обеспечивают значительно большую точность и надежность, чем сигналы NDB, благодаря сочетанию ряда факторов. Наиболее важным является то, что VOR обеспечивает пеленг от станции до самолета, который не меняется в зависимости от ветра или ориентации самолета. Радиостанция VHF менее уязвима к дифракции (изгибу курса) вокруг особенностей рельефа и береговых линий. 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; [14] по сравнению с точностью неусовершенствованной Глобальной системы позиционирования (GPS), которая составляет менее 13 метров, 95%. [14]
Станции VOR, будучи VHF, работают на «прямой видимости». Это означает, что если в совершенно ясный день вы не можете видеть передатчик с антенны приемника, или наоборот, сигнал будет либо незаметным, либо непригодным для использования. Это ограничивает диапазон VOR (и DME ) до горизонта — или ближе, если вмешиваются горы. Хотя современное твердотельное передающее оборудование требует гораздо меньшего обслуживания, чем старые устройства, обширная сеть станций, необходимая для обеспечения разумного покрытия вдоль основных воздушных трасс, является существенной статьей расходов при эксплуатации современных систем воздушных путей.
Обычно идентификатор станции VOR представляет близлежащий город, город или аэропорт. Например, станция VOR, расположенная на территории международного аэропорта имени Джона Ф. Кеннеди, имеет идентификатор JFK.
VOR назначаются радиоканалы между 108,0 МГц и 117,95 МГц (с интервалом 50 кГц); это в диапазоне очень высоких частот (VHF). Первые 4 МГц используются совместно с полосой системы посадки по приборам (ILS). В Соединенных Штатах частоты в полосе пропускания от 108,00 до 111,95 МГц, которые имеют четную первую цифру 100 кГц после десятичной точки (108,00, 108,05, 108,20, 108,25 и т. д.), зарезервированы для частот VOR, в то время как частоты в полосе пропускания от 108,00 до 111,95 МГц с нечетной первой цифрой 100 кГц после десятичной точки (108,10, 108,15, 108,30, 108,35 и т. д.) зарезервированы для ILS. [15]
VOR кодирует азимут (направление от станции) как фазовое соотношение между опорным сигналом и переменным сигналом. Один из них модулирован по амплитуде, а другой - по частоте. На обычных VOR (CVOR) опорный сигнал 30 Гц модулируется по частоте (FM) на поднесущей 9960 Гц . На этих VOR амплитудная модуляция достигается вращением слегка направленной антенны точно в фазе с опорным сигналом со скоростью 30 оборотов в секунду. Современные установки - это доплеровские VOR (DVOR), которые используют круговую решетку из обычно 48 всенаправленных антенн и не имеют подвижных частей. Активная антенна перемещается по круговой решетке электронным способом для создания эффекта Доплера, что приводит к частотной модуляции. Амплитудная модуляция создается путем уменьшения мощности передачи антенн, например, в северном положении, чем в южном положении. Таким образом, в этом типе VOR меняются роли амплитудной и частотной модуляции. Декодирование в принимающем самолете происходит одинаково для обоих типов VOR: детектируются компоненты AM и FM 30 Гц , а затем сравниваются для определения фазового угла между ними.
Сигнал VOR также содержит модулированный непрерывный сигнал (MCW) с кодом Морзе со скоростью 7 слов в минуту, а также обычно содержит амплитудно-модулированный (AM) голосовой канал.
Затем эта информация передается через аналоговый или цифровой интерфейс на один из четырех распространенных типов индикаторов:
Во многих случаях станции VOR имеют совмещенное дальномерное оборудование (DME) или военную тактическую воздушную навигацию ( TACAN ) — последняя включает как функцию расстояния DME, так и отдельную функцию азимута TACAN, которая предоставляет военным пилотам данные, аналогичные гражданскому 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. Как VOR-DME, так и TACAN используют одну и ту же систему DME.
VORTAC и VOR-DME используют стандартизированную схему сопряжения частоты VOR с каналом TACAN/DME [15], 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 локализатором ILS , и в кабине обоих используется одна и та же антенна, приемное оборудование и индикатор. Когда выбрана станция VOR, OBS функционирует и позволяет пилоту выбирать желаемый радиал для использования в навигации. Когда выбрана частота локализатора, OBS не функционирует, а индикатор управляется преобразователем локализатора, обычно встроенным в приемник или индикатор.
Станция VOR обслуживает объем воздушного пространства, называемый ее Объемом обслуживания. Некоторые VOR имеют относительно небольшую географическую зону, защищенную от помех со стороны других станций на той же частоте, называемую «терминальной» или T-VOR. Другие станции могут иметь защиту до 130 морских миль (240 километров) или более. Распространено мнение, что существует стандартная разница в выходной мощности между T-VOR и другими станциями, но на самом деле выходная мощность станций установлена для обеспечения достаточной силы сигнала в объеме обслуживания конкретного участка.
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)). [17]
Кроме того, в 2021 году были добавлены два новых объема обслуживания – «VOR low» и «VOR high», что обеспечивает расширенное покрытие выше 5000 футов над уровнем земли. Это позволяет самолетам продолжать получать сигналы VOR вне маршрута, несмотря на сокращенное количество наземных станций VOR, предоставляемых минимальной рабочей сетью VOR. [18]
VOR и старые станции NDB традиционно использовались в качестве пересечений вдоль воздушных трасс . Типичная воздушная трасса будет перескакивать со станции на станцию по прямым линиям. При полете на коммерческом авиалайнере наблюдатель заметит, что самолет летит по прямым линиям, иногда прерываемым поворотом на новый курс. Эти повороты часто выполняются, когда самолет пролетает над станцией VOR или на пересечении в воздухе, определяемом одним или несколькими VOR. Навигационные опорные точки также могут быть определены точкой, в которой пересекаются два радиала от разных станций VOR, или радиалом VOR и расстоянием DME. Это базовая форма RNAV , которая позволяет осуществлять навигацию к точкам, расположенным вдали от станций VOR. Поскольку системы RNAV стали более распространенными, в частности, основанные на GPS , все больше и больше воздушных трасс определяются такими точками, устраняя необходимость в некоторых дорогостоящих наземных VOR.
Во многих странах существуют две отдельные системы дыхательных путей на нижних и верхних уровнях: нижние дыхательные пути (известные в США как Victor Airways ) и верхние дыхательные пути (известные в США как Jet Routes ).
Большинство самолетов, оборудованных для полетов по приборам (IFR), имеют по крайней мере два приемника VOR. Помимо обеспечения резерва для основного приемника, второй приемник позволяет пилоту легко следовать по радиалу к одной станции VOR или от нее, одновременно наблюдая за вторым приемником, чтобы видеть, когда пересекается определенный радиал от другой станции VOR, что позволяет определить точное положение самолета в этот момент и дает пилоту возможность перейти на новый радиал, если он этого захочет.
Начиная с 2008 года [update], космические глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS), такие как Глобальная система позиционирования ( GPS ), все чаще заменяют VOR и другие наземные системы. [20] В 2016 году GNSS была признана основным средством навигации для самолетов IFR в Австралии. [9]
Системы GNSS имеют более низкую стоимость передатчика на клиента и предоставляют данные о расстоянии и высоте. Будущие спутниковые навигационные системы, такие как Европейский союз Galileo , и системы дополнения GPS разрабатывают методы, которые в конечном итоге сравняются с точностью VOR или превзойдут ее. Однако низкая стоимость приемника VOR, широкая установленная база и общность приемного оборудования с ILS , вероятно, увеличат доминирование VOR в самолетах до тех пор, пока стоимость космического приемника не снизится до сопоставимого уровня. По состоянию на 2008 год в Соединенных Штатах подходы на основе GPS превосходили подходы на основе VOR, но самолеты IFR, оборудованные VOR, превосходят самолеты IFR, оборудованные GPS. [ необходима цитата ]
Существуют опасения, что навигация GNSS может быть подвержена помехам или саботажу, что приводит к тому, что во многих странах станции VOR сохраняются для использования в качестве резервных. [ требуется ссылка ] Сигнал VOR имеет преимущество статического картографирования на местности. [ требуется разъяснение ]
FAA США планирует [21] к 2020 году вывести из эксплуатации примерно половину из 967 [22] станций VOR в США, сохранив «минимальную оперативную сеть» для обеспечения покрытия всех воздушных судов на высоте более 5000 футов над землей. Большинство выведенных из эксплуатации станций будут находиться к востоку от Скалистых гор , где покрытие между ними будет перекрываться больше. [ необходима цитата ] 27 июля 2016 года было опубликовано окончательное политическое заявление [23], в котором указаны станции, подлежащие выводу из эксплуатации к 2025 году. В общей сложности 74 станции должны быть выведены из эксплуатации на этапе 1 (2016–2020 гг.), а еще 234 станции планируется вывести из эксплуатации на этапе 2 (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 оставшиеся 25 должны пройти оценку в период с 2015 по 2020 год. [24] [25] Аналогичные усилия предпринимаются в Австралии [26] и других странах.
В Великобритании и США передатчики DME планируется сохранить в ближайшем будущем даже после вывода из эксплуатации совмещенных VOR. [8] [11] Однако существуют долгосрочные планы по выводу из эксплуатации DME, TACAN и NDB.
Сигнал VOR кодирует идентификатор кода Морзе, необязательный голос и пару навигационных тонов. Радиальный азимут равен фазовому углу между запаздывающим и опережающим навигационным тоном.
Обычный сигнал кодирует идентификатор станции, i ( t ) , необязательный голос a ( t ) , опорный навигационный сигнал в c ( t ) и изотропный (т.е. всенаправленный) компонент. Опорный сигнал кодируется на поднесущей F3 (цвет). Сигнал переменной навигации кодируется механическим или электрическим вращением направленной, g ( A , t ) , антенны для получения модуляции A3 (серая шкала). Приемники (парный цвет и след серой шкалы) в разных направлениях от станции рисуют разное выравнивание демодулированного сигнала F3 и A3.
Доплеровский сигнал кодирует идентификатор станции, i ( t ) , необязательный голос, a ( t ) , навигационный переменный сигнал в c ( t ) и изотропный (т. е. всенаправленный) компонент. Навигационный переменный сигнал модулируется A3 (оттенки серого). Навигационный опорный сигнал задерживается, t + , t − , путем электрического вращения пары передатчиков. Циклический доплеровский синий сдвиг и соответствующий доплеровский красный сдвиг, когда передатчик приближается к приемнику и удаляется от него, приводят к модуляции F3 (цвет). Спаривание передатчиков, смещенных одинаково высоко и низко относительно изотропной несущей частоты, создает верхнюю и нижнюю боковые полосы. Закрытие и удаление одинаково на противоположных сторонах одного и того же круга вокруг изотропного передатчика создают 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 нецелесообразным и вдвое уменьшает ( гравитационное красное смещение ) коэффициент изменения частоты по сравнению с передатчиками, находящимися в свободном падении.
Математика для описания работы DVOR гораздо сложнее, чем указано выше. Ссылка на «электронно вращаемый» является огромным упрощением. Основное осложнение связано с процессом, который называется «смешивание». [ необходима цитата ]
Еще одна сложность заключается в том, что фазы сигналов верхней и нижней боковой полосы должны быть зафиксированы друг относительно друга. Композитный сигнал обнаруживается приемником. Электронная операция обнаружения эффективно сдвигает несущую 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 есть сдвиг фаз, то комбинация будет иметь относительную амплитуду (1 + cos φ). Если φ было 180°, то приемник самолета не обнаружил бы ни одной поднесущей (сигнал A3).
«Смешивание» описывает процесс, посредством которого сигнал боковой полосы переключается с одной антенны на другую. Переключение не является прерывистым. Амплитуда следующей антенны увеличивается по мере того, как амплитуда текущей антенны падает. Когда одна антенна достигает своей пиковой амплитуды, следующая и предыдущая антенны имеют нулевую амплитуду.
При излучении от двух антенн эффективный фазовый центр становится точкой между ними. Таким образом, фазовый эталон непрерывно перемещается по кольцу, а не ступенчато, как это было бы в случае прерывистого переключения антенны на антенну.
В электромеханических системах коммутации антенн, которые использовались до внедрения твердотельных систем коммутации антенн, смешивание было побочным продуктом работы моторизованных переключателей. Эти переключатели задевали коаксиальный кабель за 50 (или 48) антенных фидеров. Когда кабель перемещался между двумя антенными фидерами, он соединял сигнал в оба.
Однако смешивание подчеркивает еще одну сложность DVOR.
Каждая антенна в DVOR использует всенаправленную антенну. Обычно это антенны Alford Loop (см. Andrew Alford ). К сожалению, антенны боковой полосы расположены очень близко друг к другу, так что примерно 55% излучаемой энергии поглощается соседними антеннами. Половина из них переизлучается, а половина отправляется обратно по антенным фидерам соседних антенн. В результате получается диаграмма направленности антенны, которая больше не является всенаправленной. Это приводит к тому, что эффективный сигнал боковой полосы модулируется по амплитуде на частоте 60 Гц, что касается приемника самолета. Фаза этой модуляции может влиять на обнаруженную фазу поднесущей. Этот эффект называется «связью».
Смешивание усложняет этот эффект. Это происходит потому, что когда две соседние антенны излучают сигнал, они создают составную антенну.
Представьте себе две антенны, которые разнесены на длину волны/3. В поперечном направлении два сигнала будут суммироваться, но в тангенциальном направлении они будут гаситься. Таким образом, по мере того, как сигнал «перемещается» от одной антенны к другой, искажение в диаграмме направленности антенны будет увеличиваться, а затем уменьшаться. Пиковое искажение возникает в средней точке. Это создает полусинусоидальное искажение амплитуды 1500 Гц в случае 50-антенной системы (1440 Гц в 48-антенной системе). Это искажение само по себе модулируется амплитудой с 60-герцовой модуляцией амплитуды (а также около 30 Гц). Это искажение может добавляться или вычитаться с вышеупомянутым 60-герцовым искажением в зависимости от фазы несущей. Фактически, можно добавить смещение к фазе несущей (относительно фаз боковой полосы), так что 60-герцевые компоненты будут стремиться свести друг друга на нет. Однако есть 30-герцовый компонент, который имеет некоторые пагубные эффекты.
Конструкции DVOR используют всевозможные механизмы, чтобы попытаться компенсировать эти эффекты. Выбранные методы являются основными коммерческими аргументами для каждого производителя, каждый из которых расхваливает преимущества своей технологии над конкурентами.
Обратите внимание, что Приложение 10 ИКАО ограничивает наихудший случай амплитудной модуляции поднесущей до 40%. DVOR, который не использует 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 ошибку менее ±0,35° [ требуется ссылка ] . 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°. [14] Национальные органы по управлению воздушным пространством часто могут устанавливать более жесткие ограничения. Например, в Австралии предел первичной тревоги может быть установлен на уровне ±0,5° на некоторых доплеровских маяках VOR. [ требуется ссылка ]
ARINC 711 – 10 30 января 2002 г. утверждает, что точность приемника должна быть в пределах 0,4° со статистической вероятностью 95% при различных условиях. Любой приемник, соответствующий этому стандарту, может, как ожидается, работать в пределах этих допусков.
Все радионавигационные маяки должны контролировать свой собственный выход. Большинство имеют избыточные системы, так что отказ одной системы приведет к автоматическому переключению на одну или несколько резервных систем. Требования к мониторингу и избыточности в некоторых системах посадки по приборам (ILS) могут быть очень строгими.
Общая философия заключается в том, что лучше отсутствие сигнала, чем плохой сигнал.
Маяки VOR контролируют себя, имея одну или несколько приемных антенн, расположенных вдали от маяка. Сигналы с этих антенн обрабатываются для контроля многих аспектов сигналов. Контролируемые сигналы определены в различных стандартах США и Европы. Основным стандартом является стандарт ED-52 Европейской организации по оборудованию для гражданской авиации (EuroCAE). Пять основных контролируемых параметров — это точность пеленга, опорные и переменные индексы модуляции сигнала, уровень сигнала и наличие зазубрин (вызванных отказами отдельных антенн).
Обратите внимание, что сигналы, принимаемые этими антеннами в доплеровском маяке VOR, отличаются от сигналов, принимаемых самолетом. Это происходит потому, что антенны находятся близко к передатчику и подвержены эффектам близости. Например, потери на трассе в свободном пространстве от соседних антенн боковой полосы будут отличаться на 1,5 дБ (на частоте 113 МГц и на расстоянии 80 м) от сигналов, принимаемых от антенн дальней боковой полосы. Для удаленного самолета не будет никакой измеримой разницы. Аналогично пиковая скорость изменения фазы, наблюдаемая приемником, исходит от тангенциальных антенн. Для самолета эти тангенциальные пути будут почти параллельны, но это не относится к антенне вблизи DVOR.
Спецификация точности пеленга для всех маяков VOR определена в Конвенции Международной организации гражданской авиации о международной гражданской авиации , Приложение 10, Том 1.
В этом документе наихудшая точность пеленга для обычного VOR (CVOR) устанавливается на уровне ±4°. Для доплеровского VOR (DVOR) требуется значение ±1°.
Все радионавигационные маяки периодически проверяются, чтобы гарантировать, что они работают в соответствии с надлежащими международными и национальными стандартами. Это включает в себя маяки VOR, дальномерное оборудование (DME), системы посадки по приборам (ILS) и ненаправленные маяки (NDB).
Их производительность измеряется самолетами, оснащенными испытательным оборудованием. Процедура испытания VOR заключается в облете маяка по кругу на определенных расстояниях и высотах, а также вдоль нескольких радиалов. Эти самолеты измеряют уровень сигнала, индексы модуляции опорных и переменных сигналов и погрешность пеленга. Они также измеряют другие выбранные параметры по запросу местных/национальных органов управления воздушным пространством. Обратите внимание, что та же процедура используется (часто в том же летном испытании) для проверки дальномерного оборудования (DME).
На практике ошибки пеленга часто могут превышать те, которые определены в Приложении 10, в некоторых направлениях. Обычно это происходит из-за эффектов рельефа местности, зданий вблизи VOR или, в случае DVOR, некоторых эффектов противовеса. Обратите внимание, что доплеровские маяки VOR используют приподнятую заземляющую плоскость, которая используется для подъема эффективной диаграммы направленности антенны. Она создает сильный лепесток под углом возвышения 30°, который дополняет лепесток 0° самих антенн. Эта заземляющая плоскость называется противовесом. Однако противовес редко работает именно так, как хотелось бы. Например, край противовеса может поглощать и переизлучать сигналы от антенн, и он может делать это по-разному в некоторых направлениях, чем в других.
Национальные органы управления воздушным пространством будут принимать эти ошибки пеленга, когда они происходят вдоль направлений, которые не являются определенными маршрутами воздушного движения. Например, в горных районах VOR может обеспечивать достаточную силу сигнала и точность пеленга только вдоль одного пути захода на посадку на взлетно-посадочную полосу.
Doppler VOR beacons are inherently more accurate than conventional VORs because they are less affected by reflections from hills and buildings. The variable signal in a DVOR is the 30 Hz FM signal; in a CVOR it is the 30 Hz AM signal. If the AM signal from a CVOR beacon bounces off a building or hill, the aircraft will see a phase that appears to be at the phase centre of the main signal and the reflected signal, and this phase center will move as the beam rotates. In a DVOR beacon, the variable signal, if reflected, will seem to be two FM signals of unequal strengths and different phases. Twice per 30 Hz cycle, the instantaneous deviation of the two signals will be the same, and the phase locked loop will get (briefly) confused. As the two instantaneous deviations drift apart again, the phase locked loop will follow the signal with the greatest strength, which will be the line-of-sight signal. If the phase separation of the two deviations is small, however, the phase locked loop will become less likely to lock on to the true signal for a larger percentage of the 30 Hz cycle (this will depend on the bandwidth of the output of the phase comparator in the aircraft). In general, some reflections can cause minor problems, but these are usually about an order of magnitude less than in a CVOR beacon.
If a pilot wants to approach the VOR station from due east then the aircraft will have to fly due west to reach the station. The pilot will use the OBS to rotate the compass dial until the number 27 (270°) aligns with the pointer (called the primary index) at the top of the dial. When the aircraft intercepts the 90° radial (due east of the VOR station) the needle will be centered and the To/From indicator will show "To". Notice that the pilot sets the VOR to indicate the reciprocal; the aircraft will follow the 90° radial while the VOR indicates that the course "to" the VOR station is 270°. This is called "proceeding inbound on the 090 radial." The pilot needs only to keep the needle centered to follow the course to the VOR station. If the needle drifts off-center the aircraft would be turned towards the needle until it is centered again. After the aircraft passes over the VOR station the To/From indicator will indicate "From" and the aircraft is then proceeding outbound on the 270° radial. The CDI needle may oscillate or go to full scale in the "cone of confusion" directly over the station but will recenter once the aircraft has flown a short distance beyond the station.
In the illustration on the right, notice that the heading ring is set with 360° (north) at the primary index, the needle is centred and the To/From indicator is showing "TO". The VOR is indicating that the aircraft is on the 360° course (north) to the VOR station (i.e. the aircraft is south of the VOR station). If the To/From indicator were showing "From" it would mean the aircraft was on the 360° radial from the VOR station (i.e. the aircraft is north of the VOR). Note that there is absolutely no indication of what direction the aircraft is flying. The aircraft could be flying due West and this snapshot of the VOR could be the moment when it crossed the 360° radial.
Before using a VOR indicator for the first time, it can be tested and calibrated at an airport with a VOR test facility, or VOT. A VOT differs from a VOR in that it replaces the variable directional signal with another omnidirectional signal, in a sense transmitting a 360° radial in all directions. The NAV receiver is tuned to the VOT frequency, then the OBS is rotated until the needle is centred. If the indicator reads within four degrees of 000 with the FROM flag visible or 180 with the TO flag visible, it is considered usable for navigation. The FAA requires testing and calibration of a VOR indicator no more than 30 days before any flight under IFR.[27]
There are many methods available to determine what heading to fly to intercept a radial from the station or a course to the station. The most common method involves the acronym T-I-T-P-I-T. The acronym stands for Tune – Identify – Twist – Parallel – Intercept – Track. Each of these steps are quite important to ensure the aircraft is headed where it is being directed. First, tune the desired VOR frequency into the navigation radio, second and most important, Identify the correct VOR station by verifying the Morse code heard with the sectional chart. Third, twist the VOR OBS knob to the desired radial (FROM) or course (TO) the station. Fourth, bank the aircraft until the heading indicator indicates the radial or course set in the VOR. The fifth step is to fly towards the needle. If the needle is to the left, turn left by 30–45° and vice versa. 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.
Another method to intercept a VOR radial exists and more closely aligns itself with the operation of an HSI (Horizontal Situation Indicator). 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 never produce reverse sensing.[definition needed] 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 shades 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.
{{cite book}}: External link in |title=