儀表著陸系統（ILS）航向信號外場測試方法的改進

姜楠

摘 要：針對現有儀表著陸系統航向信號外場測試方法的安全隱患，本文研究了一種改進的儀表著陸系統航向信號外場測試方法。實踐證明，該方法提高了作業(yè)效率，減小了作業(yè)人員體力消耗，避免了疲勞作業(yè)以及手持設備較多而造成跑道FOD（可能損傷航空器的外來物）等安全隱患，同時具有較強的經濟性、實用性以及安全性。

關鍵詞：外場測試;安全隱患;效率;跑道FOD

中圖分類號：V351.37 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）20-0008-03

Improvement of Field Test Method for Instrument

Landing System （ILS） Heading Signal

JIANG Nan

（Navigation Room， Flight Zone Management Department， Henan Province Airport Group，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Aiming at the safety hazard of the outdoor field test method of the heading system of the existing instrument landing system， this paper studied an improved field test method for the heading signal of the instrument landing system. Practice has proved that this method improves the work efficiency， reduces the physical exertion of the operators， avoids the fatigue work and safety hazards such as runway FOD （foreign objects that may damage aircraft）? due to more handheld devices， and has strong economy， practicability and safety.

Keywords： field test;safety hazard;efficiency;runway FOD

儀表著陸系統（ILS）是應用最廣泛、性能最穩(wěn)定的飛機精密進近著陸引導系統，可以為飛機進近階段提供所需的航向和下滑引導信息，飛機通過接收儀表著陸系統發(fā)射的引導信號，實現安全著陸。因此，儀表著陸系統設備本身提供的基準點是否準確對于航班能否安全運行起至關重要的作用[1]。為確保儀表著陸系統提供正確可靠的引導信號，除了固定時間的飛行校驗與內部信號監(jiān)視檢查外，儀表著陸系統運行維護人員還要到跑道上各個固定外場測試點進行外場測試。儀表著陸系統組成如圖1所示。

目前，鄭州機場12L方向儀表著陸系統為二類運行，每周至少要進行一次外場測試，12R、30L、12L、30R四套儀表著陸系統每月要至少進行一次月度外場測試，在設備不穩(wěn)定期，會繼續(xù)加大外場測試頻率。同時，外場測試一般在每日航班結束后的凌晨2：30—5：30進行，時間緊，任務重。另外，原始的外場測試方式需要人工手持紙質記錄本、筆、照明燈、外場測試儀以及配套天線等相關測試工具接收、人工記錄跑道上各個固定外場測試點的測試參數，通過判斷記錄的參數正常穩(wěn)定與否來判斷儀表著陸系統提供的信號是否正確可靠，工作人員極易出現疲勞作業(yè)情況，加上其攜帶設備、工具較多，易造成跑道FOD等安全隱患。

為消除儀表著陸系統運行維護人員疲勞作業(yè)情況以及攜帶設備、工具較多而造成跑道FOD等安全隱患，同時更加直接、形象、全面地驗證盲降外場信號是否正常，本文對原始的外場測試方法進行改進。通過駕駛外場測試車輛[2，3]搭載外場測試儀（PIR）、數據分析處理計算機以及測試天線，工作人員在測試車上操作PIR和計算機完成測試數據的分析和對比處理，生成更為形象直觀的測試信號連續(xù)曲線來驗證ILS信號是否正常，提高了作業(yè)效率，減小了作業(yè)人員體力消耗，避免了疲勞作業(yè)以及手持設備較多而造成跑道FOD等安全隱患。

1 改進方法

1.1 天線固定裝置的設計

為了在測試車中實現外場測試，人們需要將外場測試天線固定到車輛上方。圖2為設計的天線固定裝置，將其加裝在車輛行李架上，同時將外場測試天線加裝在固定裝置上（見圖3）。

1.2 NM7710外場測試儀與數據處理計算機的連接

連接NM7710外場測試儀與數據處理計算機，如圖4所示。原始的測試方法是通過手持紙質記錄本、筆、照明燈、外場測試儀以及配套天線等相關測試工具接收、記錄跑道上各個固定外場測試點的參數，雖然該方式可以反映設備的正常與否，但記錄的固定點數據量有限且不夠全面。

本文提出的改進方法首先借助DHCP服務器，利用網絡連接的方式將NM7710外場測試儀（PIR）與數據處理計算機連接起來，然后將更全面的外場測試值記錄并保存下來。具體操作步驟如下：打開NM7710的外場測試儀;使用普通網線，一端插入PIR的“LAN”口和計算機網線端口連接起來;按PIR的[Setup]鍵;按PIR的[Network]鍵;按PIR的[Dhcp on]，然后按[Init network]。DHCP分配的IP地址服務器將在幾秒鐘內顯示地址字段;啟動電腦Web瀏覽器，在瀏覽器的地址字段中鍵入PIR上顯示的IP地址;瀏覽器顯示頁面“NavAnalyser Administration”。

1.3 測試數據的分析處理

航向信標技術指標規(guī)范[4]要求：從0.000DDM至跑道中心線兩邊0.180DDM范圍內，角位移和DDM值必須基本呈線性變化，從0°角度到±10°，DDM變化不得小于0.180DDM;±10°到±35°，DDM不得小于0.155DDM。圖5為原始的外場測試方式;表1為原有的外場測試方式進行一次外場測試所記錄的部分數據（由于數據過多，只列舉少數部分）;圖6為本文提出的外場測試方式;圖7為外場測試車輛[5]從-35°開始測量到35°位置截止，以20km/h的行駛速度，以每秒10次數據采集頻率采集數據而繪制的連續(xù)曲線;圖8為車輛從35°開始測量到-35°位置截止，以20km/h的行駛速度，以每秒10次數據采集頻率采集數據而繪制的連續(xù)曲線。

由圖5可以看出，原始的外場測試方式需要工作人員攜帶較多的工具以及沉重的設備，步行去尋找外場測試點，并且月度測試的點較多，體力消耗較大，極易出現疲勞作業(yè)情況以及形成跑道FOD等安全隱患。由表1可以看出，固定測試點的數據記錄雖然可以驗證設備信號是否正常，但是手工記錄較為煩瑣，也不夠形象、全面。由圖6可以看出，本次改進的外場測試方式，通過駕駛車輛搭載工作人員操作PIR與數據采集處理計算機記錄數據，工作人員全程不用下車，減少了體能消耗，同時避免了手持工具較多而形成跑道FOD等安全隱患。

由圖7、圖8可以看出，本次改進的外場測試方式采集到的數據量更大，記錄更加全面，并且不需人工記錄，生成的曲線中從0.000DDM至跑道中心線兩邊0.180DDM范圍內，角位移和DDM值基本呈線性變化，從0°角度到±10°，DDM值變化不小于0.180DDM，同時從±10°到±35°，DDM不小于0.155DDM，滿足航向信標技術指標。

2 創(chuàng)造性與先進性

本研究設計了天線固定裝置，將外場測試天線固定在車輛上方，用駕駛測試車代替人工步行查找外場測試點，工作人員全程不用下車，減小了工作人員體能消耗，避免了攜帶工具較多而形成跑道FOD等安全隱患;將數據處理計算機與PIR相連，利用計算機以每秒10次的數據采集頻率代替人工記錄，得到更多、更全面的外場測試數據;使用生成數據曲線的方式代替觀察離散的數據點，通過曲線更形象、全面地說明設備信號是否正常。

3 技術的成熟程度及安全性

本文提到的外場測試方法已經得到實際應用，結果表明，該方法在月度測試時所需時間僅為原始的外場測試方式所需時間的四分之一，且生成的連續(xù)曲線可以更為直觀形象地驗證設備信號的正確性。該方法適合所有Normarc 7000B型儀表著陸系統的周、月度外場測試。

該方法不會對ILS以及導航附屬設施造成不利影響，同時避免了人員疲勞作業(yè)以及攜帶工具較多而造成跑道FOD等安全隱患。該方法所需的測試車、外場測試儀（PIR）、測試天線等主要工具都是導航室現有工具設備，設計的天線固定裝置所需經濟成本很小。但是，由于試驗性投入的成本較低，天線固定裝置設計較為簡單，焊接工藝需要進一步提高，同時測試車在測試過程中的行駛速度需保持適中，不能過快或過慢。

參考文獻：

[1]羅允曼.儀表著陸系統外場測試方法討論[J].民航管理，2018（1）：59-61.

[2]任培韻.儀表著陸系統外場信號測試車的設計及應用[J].空中交通，2014（12）：35-37.

[3]楊興耀.儀表著陸與伏爾導航系統的研究與實現[D].西安：西安電子科技大學，2010.

[4]王金頂.儀表著陸系統航向設備外場信號失常的分析與解決[J].硅谷，2010（22）：72.

[5]周春林.導航測試車在儀表著陸系統（ILS）的應用[J].科學與財富，2017（19）：18-20.

[6]高國坪，鄧衛(wèi)軍.導航ILS/VOR外場信號測試車的設計與實現[J].民航科技，2008（4）：14-15.