浅析仪表着落系统

孙政远

民用航空华东地区空中交通管理局福建分局 350001

浅析仪表着落系统

孙政远

民用航空华东地区空中交通管理局福建分局 350001

ILS----仪表着陆系统，俗称盲降，是一种广泛应用在民用航空领域辅助飞机在近地面准确实施进近的导航系统。本文从ILS地面设备和机载设备的组成以及设备的性能特点入手，分析了下滑道和航向道形成原理，讨论了由于ILS本身内部结构以及ILS在飞行中所起到的作用。

仪表着陆系统；进近；下滑道；航向道

仪表着陆系统（ILS）是1939年美国首先研制成功的，它具有准确、可靠 、方法简单等特点，收到了使用者的青睐，1949年被国际民航组织确认为国际标准着陆设备。ILS俗称盲降，因为它能在低于天气标准或飞行员看不到任何目视参考的天气条件下给飞机提供一个可靠的进近着陆通道，使飞行员准确掌握飞机的位置、方向、下降高度，从而实现安全着陆。

一、ILS系统组成及其性能特点

ILS（仪表着陆系统）的组成包括地面设备和机载设备两部分。

ILS的地面设备包括三个系统：提供航向道的航向信标台（LLZ或LOC-Localizer）；提供下滑坡度的下滑信标台（GS-Glide slope）；提供距离引导的指点标（MB-Mark Beacon）。航向信标台通过航向台天线阵所产生的辐射场，在通过跑到中心线延长线的垂直平面内形成航向道，用来提供飞机偏离航向道的横向引导信号。下滑信标台通过下滑天线所产生的辐射场形成下滑面，下滑面与跑到水平面的夹角为下滑角。下滑角最佳角度为3º，但根据机场净空和条件，亦可在2º-4º间调整。配合仪表着陆系统的使用的指点标架设在进近方向的跑道中心的延长线上，它向上辐射一个锥形波束，发射功率为12W。指点标是低功率信标台，因此，只有当飞机飞越信标台上空时，机载信标接收机才能接收到信号，座舱中的信标灯就点亮，并伴有摩尔斯电码的音频信号，飞行员可据此判断飞机与跑道的大致相对位置。

二、机载设备

仪表着陆系统的机载设备包括：接收机、控制盒、指示器和天线。机载接收机包括VOR/LOC接收机（108.00MHz-118.00MHz），GS接收机（329.15MHz-335.00MHz），和MB接收机（75MHz）。前两者常装在一个机盒里。仪表着陆系统的机载设备的控制一般是通过甚高频导航（VHF NAV）控制盒实现的。在控制盒上可以选择航向接收机的频率（也相应的选择了下滑接收机的频率）。ILS指示器可以在几种不同类型的仪表上显示，VOR/ LOC信息可以在RMI和航道指示器显示，下滑道可以在HIS指示器上显示，GS和LOC可以在姿态指引仪和飞行指引仪上显示。仪表着陆系统需要三种机载天线：第一种是水平极化的VOR/LOC共用天线；第二种是用于下滑接收机的折叠式偶极天线；第三种是用于指点标接收机的环状天线。

飞行员只需在控制器上选择好ILS台的频率，机载接收机将自动接收航向台和下滑台信号，经过LOC线路和GS线路处理向飞行仪表HSI和ADI输出航道和下滑道偏离信号，飞行员则通过HIS和ADI掌握飞机偏离ILS航道和下滑道的情况，从而操作飞机进行偏离修正。

三、ILS的工作原理及下滑道的形成

航向信标系统的工作原理及航向道的形成

ILS航向信标台的VHF振荡器产生108.10-111.95MHz频段中的任意一个航向信标频率，分别加到两个调节器；一个载波用90Hz的低频信号调幅，另一个用150Hz低频信号调幅，两个通道的调幅度相同，调节后的信号通过两个水平极化天线阵发射。在空间产生两个辐射场，有一边重叠的相同形状的定向波束，左波束用90Hz正弦波调幅，右波束用150Hz正弦波调幅，两个波束组合的航道宽度为4º，在两个波束相重叠的中心线部分，90Hz和150Hz调制信号的幅度相等，形成航向面，并调整它与跑到中心线重合。

下滑信标系统的工作原理及下滑道的形成

下滑信号由天线接收后送到预选器，预选器选择出有用的下滑道信号，而滤除其他信号，预选出的信号与频率合成器送来的本振信号相混合产生中频信号送到检波器，分离出90赫兹和150赫兹低频信号及监听信号。检波后的下滑信号分成两路：一路至监控电路，用来检查信号的有效性和信号的强度；另一路至仪表偏离电路，用来比较90赫兹和150赫兹的低频信号的强度，并产生相当于两个低频信号之差的信号电压，此电压用于驱动ADI和HIS中的下滑偏离指针。两波速叠交的等强度信号面成为下滑面。机载设备接收下滑台发射的信号，并把接收到的信号与下滑道正常参数进行比较。ILS机载设备求出150赫兹与90赫兹调节高度差显示在指示器上，或是把信号输送到飞行指引或自动驾驶仪，由飞行员或自动驾驶仪进行偏差修正，使飞机维持在正常的下滑线上。

综上所述，ILS（Instrument Langding System）它以无线电信号简历一条从跑到延伸向空中的狭窄通道，飞机通过机载ILS接收设备，确定自身与通道的相对位置，飞行员只要将飞机保持在通道内飞行，就可沿正确的方向进近，并能最终使飞机安全的降落在跑道上。ILS作为辅助系统，如何更好的了解它，如何更好的利用它为我们服务，还是一个值得让我们更加深入学习和探讨的问题。

［1］洪伦耀.航空无线电导航原理［M］.北京：中国人民解放军空军通信学院.

［2］何光勤，朱代武.目视和仪表飞行程序设计［M］.成都：西南交通大学出版社，2004年9月.

［3］中国民用航空局.中国民用航空局空中交通管制程序标准［M］.1991年12月.

［4］以光衢.航空机载电子系统与设备［M］.北京：北京航天航空大学出版社，1993年4月.

［5］魏光顺，郑玉簋. 无线电导航原理［M］.北京：国防工业出版社.

［6］美国联邦航空局（FAA）.FAR/AIM［C］.2003.