儀表著陸系統淺談

摘 要:儀表著陸系統作為一種精密儀表進近系統，已被廣泛用于國際、國內各機場的著陸引導系統中，它能在氣象條件惡劣以及低能見度條件下為飛行員提供引導信息。本文介紹了儀表著陸系統的作用和工作原理，并對儀表著陸系統的優越性和相關問題進行了分析和探討，讓我們能更加深刻地了解儀表著陸系統。

1949年，儀表著陸系統(ILS:instrument landing system)被國際民航組織采納為飛機進近著陸引導的標準設備。飛機著陸時，駕駛員可以目視外界地標操縱飛機著陸，但為保證著陸安全，在目視著陸飛行條例中規定，目視著陸的水平能見度必須大于4.8km，云底高不小于300m。當著陸機場氣象條件不能滿足該條件時，著陸飛機只能依靠飛行儀表系統的引導進行著陸，該系統稱為“儀表著陸系統”。盲降是儀表著陸系統的俗稱，因為它能在低天氣標準或飛行員看不到任何目視參考的天氣下，引導飛機進近著陸，所以人們通常稱其為盲降。

儀表著陸系統是一種引導飛機進近著陸的設備，它由地面電臺向空中的飛機提供沿跑道橫向平面(航向道)和垂直平面(下滑道)著陸的信息。當飛機到達目的地機場上空，就需借助地面航向臺和下滑臺發射的波束引導著陸。ILS提供的引導信號，駕駛員根據儀表的指示操縱飛機或使用自動駕駛儀“跟蹤”儀表的指示，使飛機沿著跑道中心線的垂直距離和規定的下滑角，從450m的高空引導到跑道入口水平面的一定高度上，再由駕駛員看著跑道操縱飛機目視著陸。因此，ILS只能引導飛機到達看見跑道的最低允許高度—— 決斷高度(DH:Decision Height)上。那何為DH呢，它是指駕駛員對飛機著陸或復飛作出判斷的最低高度。在決斷高度上，駕駛員必須看到跑道才能著陸，否則應放棄著陸進行復飛。

儀表著陸系統包括三個分系統:提供航向引導的航向信標、提供垂直引導的下滑信標和提供距離引導的指點信標。每一個分系統又由地面發射設備和機載設備組成。地面設施包括1個甚高頻航向臺，1個超高頻下滑臺和1組(2個或3個)甚高頻指點標臺;在機載ILS系統中，一般有3個接收機:1個甚高頻航向接收機，1個超高頻下滑接收機和1個甚高頻指點接收機。

航向信標天線產生的輻射場，在通過跑道中心延長線的垂直平面內，形成航向面或叫航向道，用來提供飛機偏離航向道的航向引導信號。機載接收機收到信號經航向接收機處理后，輸出飛機相對于航向道的偏離信號，經電子飛行儀表系統符號發生器加到駕駛艙儀表板上的電子水平姿態指示器的航向指針。若飛機在航向道上，即對準跑道中心線，偏離指示為零;如果飛機在航向道的左邊或右邊，航向指針就向右或左指，給駕駛員提供“飛右”或“飛左”的指令。下滑信標臺天線產生的輻射場形成下滑面，下滑面和跑道水平平面的夾角，根據機場的凈空條件，可在2°～4°之間選擇。下滑信標用來產生飛機偏離下滑面的垂直引導信號，機載下滑接收機收到信號處理后，輸出相對于下滑面的偏離信號，加到儀表著陸系統上的下滑指示器。如飛機在下滑面上，下滑指針在中心零位;若飛機在下滑面的上面或下面，指針向下或向上指，給駕駛員“飛下”或“飛上”的指令。航向面和下滑面的交線定義為下滑道，飛機沿著這條交線著陸，就對準了跑道中心線和規定的下滑角，在離跑道入口300m處著地。指點信標臺裝在順著著陸方向的跑道中心延長線的規定距離上，分別叫內、中、外指點信標。每個指點信標臺發射垂直向上的倒錐形波束。當飛機飛越指點信標臺上空的有效范圍時，機載接收機才能收到信號。由于各指點信標臺發射信號的調制頻率和識別碼不同，機載接收機就分別使駕駛艙儀表板上不同顏色的識別燈亮，同時駕駛員也可以通過耳機聽到不同頻率的音調和識別碼來判斷飛機在哪個信標臺的上空，即知道飛機離跑道入口的距離。

然而，隨著空中交通量的劇增以及交通狀況的日益復雜，ILS在某些方面暴露出本身的缺點和局限性。局限性來自它只能提供單一而又固定的下滑道。隨著飛機種類的增多，飛機性能的提高和更先進技術的出現，ILS的進近方式也顯得適應不了發展，由于ILS進近航線規定在跑道中心延長線所在的平面內，下滑角又很小，這會引起大型飛機接近城市和居民區飛行時產生低空噪聲污染進近;而對于具有短距起降和垂直起降的飛機來說，由于固定的下滑角很小，不能發揮其優越性。ILS在單一下滑道的前提下，顯得缺乏足夠的靈活性，所以它從根本上限制了諸如曲線進近、分段進近和大下滑角進近等各種靈活進近方式的使用。局限性還來源于它所采用的頻率。ILS的航向臺和下滑臺分別工作在VHF和UHF頻段，天線尺寸較大，信號波束也寬，其工作在很大程度上受到機場及其附近建筑物所產生的多徑干擾的影響。航向臺對其較為敏感，信號波束容易受到干擾而產生扭曲。另外，ILS的航向臺和下滑臺成對提供約40個有用頻道。在某些空中比較繁忙的機場，頻道擁擠的問題已變得日益顯著。同時，隨著各地調頻無線電臺的增加和升級，處于其低頻段的ILS航向臺的工作頻率會受到調頻臺信號的干擾。

微波著陸系統是基于克服ILS存在的問題提出的，主要提高了工作頻率(5031MHz～ 5090.7MHz)，采用時間基準掃描波束和時分多址傳輸方式，從而提高了精度，減少了天線的尺寸，減少了地面建筑物反射信號的影響，可選頻道多達200個，引導范圍大(方位±60°，仰角0°～20°)。隨著科學技術的日益發展，儀表著陸系統將會日臻完善，許多大型飛機上已安裝了全球衛星引導的著陸系統，它已經越來越先進，也越來越完善，為飛機著陸提供更加安全可靠的技術保障。

參考文獻

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