DVOR和DME區域導航的仿真研究及性能分析

徐振宇

摘 要：區域導航是一種由國際民用航空組織，所提出的一種領先的航空器飛行導航技術，并在當下我國航空事業的發展中，得到了較為廣泛的應用。這樣的技術使用中，主要利用地面導航設備，或者利用飛機自主導航設備，因此也相應的可以實現綜合性的導航，保障飛機在飛行中的導航需求。在本文的分析中，就主要針對當下在DVOR和DME區域導航，進行仿真方面的研究以及性能方面的分析。

關鍵詞：國際民用航空;地面導航設備;測距儀;高頻全向信標

引言：在當下使用多普勒甚高頻全向信標，加上使用測距儀，是當下國際民用航空組織使用的重要無線電導航的裝置。

1 DVOR信標的基本工作原理

在所謂多普勒效應，就是在發射天線與接受天線之間，存在著一定彼此相對的運動，使得天線接受到的電動勢頻率，與發射天線的頻率并不一致。

在接受天線的時候由于是固定的，就使得發射天線可以無線的接近天線，因此導致接收到天線頻率會出現不斷的上升或者下降。

在使用DVOR設備的時候，由于設備的天線是分布在一個固定的半圓上，以此就實際的分析中，要基于多普勒效應，進行針對性的分析，同時保障航空器相較于天線保持靜止。同時，在一些接收天線的處理上，由于是一種固定的存在，因此天線就會圍繞圓形軌道運行。具體而言，DVOR信標的基本工作原理與流程見圖1：

我國在當下的民航發展中，使得在全國各大機場以及航路當中，都需要配備專門的甚高頻段的相關設備。因此，在這樣的情況下，就需要明確出當下使用的DVOR設備，在頻譜設計分布中的具體情況。在DVOR設備的運行中，所形成的頻率信號始終都會形成幅度調制，因此就可以在分析的過程中，將其載波頻率當做中心，并在兩側位置上進行語音、識別以及可變相位信號方面的調制。

2 DME基本工作原理

在當下的航空系統組塊升級過程中，所使用的NDB、VOR等測角設備都已經被淘汰。在當下DME設備的分類上，基本上可以分為地面設備與機載設備這兩種不同的類型。

DME為測距儀，是一種國際民用航空組織批準的短程導航系統，以此在測距儀的使用過程中，就往往需要使用DME天線與地面DME站，與機載設備進行有效的協作，實現良好的處理。而在機載DME設備測量發送信號之后，就需要將其與信號接收之間進行時間差進行良好的寫作，保障DME測量信號進行傳輸，之后在進行信號接受之后，使得飛機運行中，相比較與地面站的距離之間，所形成的是一種傾斜距離，并不是一種直線的距離。在進行測量的過程中，就需要進行合理的測量分析，可以重視起飛機與地面之間的水平距離把控。

DME要求下脈沖對之間，呈現出較為隨機的間隔方式，因此就使得在不同架飛機進行詢問、應答以及脈沖間隔的方面，呈現出一定的有效性，使得在統一空域當中，使得多個飛機都能夠使用同一個系統，以此可以有效的幫助飛機進行不同應答信號的應答和識別。在DME系統當中，實現了頻閃效應，以此可以對空域當中諸多的信號，進行針對性的訪問和識別。另外，對于當下每一個DME地面站而言，都是可以基于周期性的方式，進行莫爾斯碼的發送，以此充分的保障飛機可以接收到一些具體的信號。

另外，在使用DME地面站的時候，也可以與VOR實現組合使用，以此能夠實現綜合性的發射頻率的發出。當下DME距離當中，可以直接在無線電的距離此磁指示器，在主飛行顯示器中直接的顯示。

3 基于DCOR/DME設備實現區域導航

3.1 仿真研究

在當下使用這兩種設備的過程中，所構成的導航系統，成為了當下全世界范圍內進行導航服務的重要組成方式，可以很好的對特定區域實現良好的導航服務，同時也相應的控制了成本的投入。

在進行實際應用過程中，基本上都是需要將這兩個設備安裝在一起，進而在地面上構建出一個地網，以此可以反射信號，保障在空間當中構建出良好的覆蓋包絡，同時在地網外圍會出現一圈天線，這個天線是DVOR的邊帶天線，以此可以很好的利用旋轉的方式，進行可變性為信號的產生。另外，在圓心正中央，就是一種DVOR的載波天線，并發生基準相位信號。而在DME天線的運行中，則可以將其安裝在地網上方，主要使用收發天線與監控天線。

在這種組合設備運行的過程中，飛機的機載設備便可以基于DVOR測量相對臺站的方位角，以此可以很好的基于DME測量到地面站的實際斜距離。同時，在機載設備的運行中，往往會在顯示器上顯示出這些信號。另外，在機載設備的運行中，也會相應的調用出存儲器當中的一些飛行信息，進而保障對測得的位置點進行比較分析，進而保障在航路點經過之后，就會使得飛機顯示屏上進行及時的顯示，以此引導飛越航路的具體信息和位置。

3.2 DVOR/DME區域導航下的導航精度分析

在該組合設備的運行中，首先可以很好的保障在其設備的運行中，能夠有效的實現精度方面的有效提升。其中。在飛機飛行的過程中，由于是在一個三維空間當中，因此就使得導航設備需要在運行中，為飛機提供水平以及垂直方面的引導。但是，在DVOR/DME系統當中，僅僅可以提供水平方面的信息引導。因此就需要在合裝設備的使用中，受到系統誤差的影響，使得造成橫向誤差以及縱向方面的誤差。當下橫向誤差的出現，主要就是一種在實際的飛行過程中，可以有效的利用飛行路徑的方式，可以對其中心線之間的距離進行有效的分析，避免誤差的出現。

在民用航空的長期發展中，在全世界范圍內都逐漸應用了DME設備，以此為飛機的飛行提供可靠的服務。在實際的工作過程匯總，是一種利用機載設備與地面設備進行交互的方式，使得成為交互脈沖，這樣就可以在飛機的飛行中，可以提供斜距、地速以及飛行過程中諸多需要的信息內容，這樣就可以很好的保障飛機的飛行能夠得到有效的應用。而在加上DVOR設備之后，便進一步的提升了設備的信息精確度。

總結：

綜上所述，本文主要針對當下所采用的DVOR/DME合裝設備方式，在飛機飛行過程中所能夠提供的導航信息，進行多方面的分析，并在仿真分析中，相比較傳統的導航點的提供方式進行了比較，發現這個設備的使用，可以為飛機提供更加全面的導航信息，同時信號質量也比較高。

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作者簡介：

徐振宇（1993.04.22），男，漢族，籍貫：浙江富陽，最高學歷：本科，目前職稱：助理工程師，研究方向：民航導航方面。