偏置航向信标飞行校验的研究和探讨

张天璐

（中国民用航空飞行校验中心，北京100000）

1 引言

仪表着陆系统的航向信标天线阵列通常都安装于跑道延长线上距离跑道出口300m 左右的位置，其所发射的航向信号在空中合成一条与跑道中心线基本重合的航道线。飞机上的机载导航接收机接收该航道信号，给飞行员以飞机偏离航道位置的指示，同时机载自动驾驶仪可以跟踪该信号引导飞机落地。但在极其特殊的情况下，如本该安装航向天线的位置场地受限制，或跑道中线延长线上有障碍物高度超标导致无法沿着跑道方向设计进近程序，这时就需要将航向信标天线阵列偏置安装，以使航向信标既满足场地规范又能有效地支持仪表着陆系统进近程序。

2 偏置航向信标的航向宽度计算

对于非偏置航向信标来说，航向道宽度由跑道入口与航向天线阵列的距离决定，如图1所示。

图1 非偏置航向信标宽度计算示意

对于偏置程序，在虚拟跑道入口点（FTP 点）计算航道宽度。当最终进近段航道偏离跑道中线时，FTP 点与着陆入口点（LTP 点）等同。该点定义为最终进近段航道线跟穿过LTP 点且与最终进近段航道线垂直的那条直线的交点，如图2所示。

图2 FAA 计算偏置航向信标宽度的FTP 点定义视图

根据图2可得，FAA 计算偏置航道宽度以FTP 点与航向天线距离来计算偏置航道宽度。国内的偏置航道不采用这一做法，而是根据航向天线在跑道上投影点与跑道入口点之间的距离来计算[1]。

3 偏置航向信标的飞行校验方法

对于偏置航向信标的飞行校验来说，由于航道线与跑道延长线不在同一条直线上，所以包括与航向信标相配套的下滑信标，其校验飞行方法与非偏置航向略有不同，主要集中在非进近科目的取值中心线是参考航向道还是跑道延长线，具体如表1所示。

从表1中可见，包括航道宽度、覆盖及航向余隙的校验飞行方法与非偏置航向信标相同，以航道线中心为基准，进行左右横切平飞取值即可。对于配套的下滑信标来说，检查下滑宽度、下滑余隙和下滑覆盖时，校验飞机飞行取值的航段，也是航班正常进近所使用的，所以飞机需要保持在航道线而不是跑道延长线上进行取值，这点也容易理解。

表1 偏置航向与非偏置航向的飞行校验方法对比

但对于进近科目的检查，在特殊情况下，如航向信号的线性区半宽度W 小于偏置航向的偏置角度θ，此时飞机在进近取值时，对于航向校直和航向结构、下滑角/入口高度及下滑结构来说，偏置航向信标和非偏置航向信标的飞行取值方法有所不同。具体如下：

当检查航向校直和航道结构时，如图3所示，校验飞机需要保持在航道线上直至取值结束，而不是转向跑道方向，这是因为以航道线为中心，航向信号的线性区半宽度W 范围内，航向偏移是随角度线性变化的，超出了航道宽度范围之外，航向偏移失去线性，机载校验系统无法根据角度和偏移微安值反向推算航道结构和校直，往往会得到超限的结果。

图3 特殊情况下的偏置航向信标校验飞行示意图

当检查下滑角/入口高度及下滑结构时，与航向校直/结构的检查相反，校验飞机需转向跑道方向进行取值[2]，如图4所示。这是因为与偏置航向信标配套的下滑信标其台址选择与非偏置航向是一样的，如果校验飞机如果还是在保持偏置航道上检查下滑角/入口高度及下滑结构，由于飞行轨迹与跑道方向夹角过大，也超出了下滑偏移的线性区，机载校验系统无法根据角度和偏移微安值反向推算下滑角/入口高度及下滑结构，往往会得到超限的结果。

图4 与偏置航向信标配套的下滑信标校验飞行示意图

当然，如果偏置航向信标的偏置角度非常小，即航向信号的线性区半宽度W 远大于偏置航向的偏置角度θ，飞机进近取值转向跑道方向后没有超出航向偏移线性区，则可对偏置航向采用非偏置航向信标的校验方法。

4 结语

偏置航向信标在我国民航机场中非常少见，目前仅有三、四套，随着我国新建民航机场的日益增多，偏置航向信标的数量也可能会随之增加。偏置航向信标解决了因场地受限或者障碍物高度超标，航向信标天线无法安装于跑道中线延长线上的问题。偏置航向信标的运行对天气的标准要求也往往高于非偏置航向，同时其飞行校验科目也比非偏置航向稍微复杂，本文对其飞行校验方法进行了研究和探讨，为民航通信导航从业者提供参考。