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 был разработан доплеровский 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, при этом четырехкурсовые направленные функции были удалены, как ненаправленные низко- или среднечастотные радиомаяки ( NDB ).
Была создана всемирная наземная сеть «воздушных магистралей», известных в США как Victor airways (ниже 18 000 футов или 5500 м) и «реактивные маршруты» (на высоте 18 000 футов и выше), связывающая 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. В обычных VOR (CVOR) опорный сигнал 30 Гц модулируется по частоте (FM) на поднесущей 9960 Гц . В 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 область, 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 [обновлять], 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 резерва. [ необходима ссылка ] Сигнал VOR имеет преимущество статического картографирования на местности. [ необходимо 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 планируется сохранить передатчики DME 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 серая шкала следа) 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 [ нужна цитата ] . Половина этой энергии переизлучается, а половина отправляется обратно по антенным фидерам соседних антенн [ нужна цитата ] . 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/2. 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 амплитудную модуляцию поднесущей в худшем случае 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 устанавливается наихудшая точность пеленга для обычного VOR (CVOR) в размере ±4°. Доплеровский VOR (DVOR) должен составлять ±1°.
Все радионавигационные маяки периодически проверяются, чтобы гарантировать, что они работают в соответствии с надлежащими международными и национальными стандартами. Это включает 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 опорного и переменного 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.
Доплеровские маяки VOR по своей сути более точны, чем обычные VOR, поскольку на них меньше влияют отражения от холмов и зданий. Переменный сигнал в DVOR — это сигнал FM 30 Гц; в CVOR — это сигнал AM 30 Гц. Если сигнал AM от маяка CVOR отражается от здания или холма, самолет увидит фазу, которая, по-видимому, 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 отражается, будет казаться двумя сигналами FM неравной силы и разных фаз. Дважды за цикл 30 Гц мгновенное отклонение двух сигналов будет одинаковым, и контур фазовой автоподстройки частоты (на короткое время) сбивается с толку. Поскольку два мгновенных отклонения снова расходятся, контур фазовой автоподстройки частоты будет следовать за сигналом с наибольшей силой, который будет сигналом прямой видимости. Однако, если фазовое разделение двух отклонений невелико, то фазовая автоподстройка частоты с меньшей вероятностью будет захватывать истинный сигнал для большего процента 30-герцового цикла (это будет зависеть от полосы пропускания выходного сигнала фазового компаратора в самолете). В общем, некоторые отражения могут вызывать незначительные проблемы, но они обычно примерно на порядок меньше, чем в маяке CVOR.
Если пилот хочет приблизиться к станции VOR с востока, то самолету придется лететь на запад, чтобы достичь станции. Пилот будет использовать OBS для вращения циферблата компаса до тех пор, пока число 27 (270°) не совпадет с указателем (называемым первичным индексом ) в верхней части циферблата. Когда самолет пересечет радиал 90° (строго на восток от станции VOR), стрелка будет в центре, а индикатор To/From покажет «To». Обратите внимание, что пилот устанавливает VOR для указания обратного; самолет будет следовать радиалу 90°, в то время как VOR указывает, что курс «к» станции VOR составляет 270°. Это называется «продолжать движение по радиалу 090». Пилоту нужно только удерживать стрелку в центре, чтобы следовать курсу к станции VOR. Если стрелка сместится от центра, самолет будет поворачиваться к стрелке, пока она снова не станет в центре. После того, как самолет пролетит над станцией VOR, индикатор To/From покажет "From", и самолет затем продолжит движение по радиалу 270°. Стрелка CDI может колебаться или перейти на полную шкалу в "конусе неразберихи" непосредственно над станцией, но вернется в центр, как только самолет пролетит небольшое расстояние за станцией.
На иллюстрации справа обратите внимание, что кольцо курса установлено на 360° (север) на основном индексе, стрелка находится в центре, а индикатор To/From показывает «TO». VOR указывает, что самолет находится на курсе 360° (север) к станции VOR (т. е. самолет находится к югу от станции VOR). Если бы индикатор To/From показывал «From», это означало бы, что самолет находится на радиале 360° от станции VOR (т. е. самолет находится к северу от VOR). Обратите внимание, что нет абсолютно никаких указаний на то, в каком направлении летит самолет. Самолет мог лететь строго на запад, и этот снимок VOR мог быть моментом, когда он пересек радиал 360°.
Перед первым использованием индикатора VOR его можно протестировать и откалибровать в аэропорту с помощью испытательного оборудования VOR или VOT. VOT отличается от VOR тем, что он заменяет переменный направленный сигнал другим всенаправленным сигналом, в некотором смысле передавая радиал на 360° во всех направлениях. Приемник NAV настраивается на частоту VOT, затем OBS поворачивается до тех пор, пока стрелка не окажется в центре. Если показания индикатора находятся в пределах четырех градусов от 000 с видимым флагом FROM или 180 с видимым флагом TO, он считается пригодным для навигации. FAA требует тестирования и калибровки индикатора VOR не более чем за 30 дней до любого полета по ППП. [27]
Существует множество методов определения направления полета для перехвата радиала от станции или курса к станции. Наиболее распространенный метод включает аббревиатуру TITPIT. Аббревиатура означает Tune – Identify – Twist – Parallel – Intercept – Track. Каждый из этих шагов весьма важен для обеспечения того, чтобы самолет летел туда, куда его направляют. Во-первых, настройте нужную частоту VOR в навигационном радио, во-вторых, и это самое важное, определите правильную станцию VOR, сверив услышанный код Морзе с секционной диаграммой. В-третьих, поверните ручку VOR OBS на нужный радиал (FROM) или курс (TO) станции. В-четвертых, накрените самолет, пока указатель курса не покажет радиал или курс, установленный в VOR. Пятый шаг – лететь к стрелке. Если стрелка находится слева, поверните влево на 30–45° и наоборот. Последний шаг – как только стрелка VOR окажется в центре, поверните курс самолета обратно к радиалу или курсу, чтобы отследить пройденный радиал или курс. При наличии ветра потребуется корректировка угла ветра для удержания стрелки VOR в центральном положении.
Существует еще один метод перехвата радиала VOR, который более точно соответствует работе HSI ( горизонтального индикатора положения ). Первые три шага выше одинаковы: настройка, идентификация и поворот. В этот момент стрелка VOR должна быть смещена либо влево, либо вправо. Если посмотреть на индикатор VOR, цифры на той же стороне, что и стрелка, всегда будут направлениями, необходимыми для возврата стрелки обратно в центр. Затем курс самолета следует повернуть, чтобы совместиться с одним из этих затененных направлений. Если все сделано правильно, этот метод никогда не даст обратного обнаружения. [ необходимо определение ] 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 на пеленге 315° от VOR. После поворота ручки OBS на 360° стрелка отклоняется вправо. Стрелка затеняет числа между 360 и 090. Если самолет поворачивает на курс в любом месте этого диапазона, он пересечет радиал. Хотя стрелка отклоняется вправо, кратчайший путь к затененному диапазону — поворот влево.
{{cite book}}: Внешняя ссылка в |title=