仪表着陆系统（ILS）运行数据研究及分析

韩楠

摘 要：本文针对某机场仪表着陆系统的运行数据进行研究和分析，围绕ILS设备的使用时长、DME运行故障、设备监控参数和外场测试四方面展开研究，分析引起参数变化的原因，希望对以后的维护工作有一定的帮助。

关键词：仪表着陆系统;DME;外场测试

中图分类号：V351.37     文献标识码：A       文章编号：1003-5168（2021）30-0037-03

Abstract： This paper makes a detailed research and analysis on the operation data of an airport instrument landing system. Four aspects are focused on： service time of ILS equipment， DME operation fault， equipment monitoring parameters and field test， the causes of parameter changes are analyzed， which hopes to be helpful for future maintenance.

Keywords： instrument landing system; DME; field test

仪表着陆系统，作为民航界各大运输机场的非目视进近和着陆系统，又被业内人士称为盲降系统[1]。自1949年以来，该系统一直是世界上应用最广泛的精密进近系统[2]，对飞机的安全着陆、机场的安全运行、航班正点率的保障都有着巨大的影响。仪表着陆系统发生故障将会导致航班大面积延误，影响机场的安全运行，因此对仪表着陆系统的运行数据进行研究和分析具有重要的意义。某机场包括南北跑道12L、12R、30L、30R四套导航设备，其型号均为NORMARC7000B。本文针对该机场仪表着陆系统的运行数据进行统计，研究其变化规律，分析引起参数变化的原因。

1 不同导航设备使用时长分析比较

该机场运行至今，南跑道导航设备受二平滑施工影响，其余时间均处于开放状态;北跑道导航设备受换头影响，始终有一套导航设备处于关闭状态。南北跑道导航设备自安装以来，运行时间较长，数据量较大，不便于统计，因此本文以2020年全年数据为例，对该机场导航设备的使用时长进行了统计，如表1所示。

由表1统计结果可以看出，3—9月由于南跑道导航设备关闭，只使用北跑道降落，因此南跑道两套导航设备的使用时长均为0;北跑道导航设备12L的使用时长大于30R的使用时长，南跑道导航设备12R的使用时长大于30L的使用时长。以上数据分析表明，该机场东风居多，主用北跑道12L方向。因此，在此后的安全保障工作中，导航监控人员和设备维护人员应在正常维护四套盲降设备的同时，增加对12L的维护频次。

2 DME运行故障原因分析

2020年全年DME运行平稳，未出现重大故障。然而，在南跑道关闭期间，先后出现三次故障，其中两起自动恢复正常，一起设备维护人员去现场查看后设备恢复正常。故障现象描述：南跑道巡台期间发现30L下滑DME1号监控器中DELAY指示灯熄灭，PRIMARY指示灯告警，设备参数中1号监控器系统延时为48.7 us。经主备机转换、互换1号、2号测试询问器后，判断为1号测试询问器波形不稳定导致故障，更换备件调试后恢复正常。故障原因分析：南跑道30 LDME设备已连续运行近十年，设备板件有老化趋势，建议逐步储备关键备品备件，确保发生故障后能够迅速更换备件恢复运行。

3 不同导航设备监控主参数运行分析

ILS设备的航向信标和下滑信标使用时间过长，设备参数也会产生漂移，进而造成安全隐患。根据仪表着陆系统设备的原理可知，CL、DS、CLR是从每一根发射天线耦合取样射频信号，然后传入监控混合网络MCU，再由监控混合网络MCU传回到ILS设备中，因此基本不受外界干扰[3]。然而，近场监控信号NF从天线辐射的信号进行取样，再经过120 m的射频电缆传输，送至设备主机监控单元[4]。该设备主机近场参数变化与外界的场型变化有重大关系，因此监控信号会产生较大的波动。本文分别对该机场的四套盲降设备的CL、DS、CLR、NF四个信号的DDM、SDM、RF进行统计。结果表明，四个监控信号的主参数均在正常范围内波动，没有发生参数预警和告警。图1～3为该机场2021年1—6月12L下滑盲降设备CL、DS、CLR、NF的DDM、SDM、RF参数的变化曲线，由曲线可以看出NF的DDM有明显变化，其他参数相对稳定。

由图1至图3可以看出，12L下滑盲降设备的CL、DS、CLR、NF四个信号的DDM、SDM、RF参数指标保持稳定且偏差在正常范围内，能够保障设备正常运行。但是该套导航设备的NF信号的DDM和RF参数随着时间的增加，波动较大。长此以往，可能会导致12L下滑导航设备发生故障，造成安全事故。参数波动的原因分析：①在北跑道综合养护期间，导航设备维护人员对12L下滑的ILS机柜进行测量，发现DDM、SDM值均正常，因此排除發射机故障;②利用PIR对天线分配单元和监控混合网络进行测量，发现示数均正常，因此确定这两个模块正常可用;③通过拍打及遮挡上、中、下天线，排查是否为天线故障，多次试验测试结果表明，在寒冷的夜晚，拍打及遮挡下天线，导航设备参数会发生波动，甚至会出现关机现象，因此，初步判定为下天线故障。考虑到航班运行的安全，在2021年7月以后对12L下滑设备进行持续观察，如参数继续增大，则考虑更换天线配件，并进行投产校验。

4 外场测试

为保证仪表着陆系统稳定运行，除了对必要的内部参数测试分析外，还需要定时对机场着陆点进行外场测试[5]。外场测试运用外场测试仪，选定所测航向台的对应频率后，对地面发射台的调制度、调制度差进行测量[6]。设备维护人员每次对外场测试点的调制度差进行详细记录，图4为该机场在2021年某月对南北跑道12L、30R、12R、30L四套航向设备的月外场测试数据。

从图4可以看出，四套盲降设备外场测试的调制度差在0.00DDM到0.18DDM范围内变动。角位移和调制度差基本成线形关系：从0度到±10度，调制度差均大于0.18DDM;±10度到±35度范围内，调制度差均大于0.155DDM，所有数据均符合外场测试要求。

5 总结

本文对某机场日常维护的导航数据进行全面分析，重点围绕不同盲降设备的运行时长、DME运行故障、盲降监控主参数变动、外场测试四个方面进行研究。本文的研究数据可以为导航维护人员提供重点维护的方向，尽早规避出现门限告警造成设备关机的可能。

参考文献：

[1] 飞机如何盲降？为你揭秘仪表着陆系统[J].新疆农垦科技，2019（9）：52.

[2] 荣锋，苗长云，徐伟.仪表着陆系统信号监视仪的研制[J].电子测量与仪器学报，2010（9）：872-877.

[3] 宋贵春.仪表着陆系统下滑信号不稳定原因的分析[J].中国科技纵横，2012（21）：17，19.

[4] 刘志刚，郭艳颖.NM7000B仪表着陆系统实训平台设备改造方案[J].现代电子技术，2015（20）：96-99.

[5] 罗允曼.仪表着陆设备外场测试方法讨论[J].民航管理，2018（3）：58-60.

[6] 鲍焕荣.电子仪器、仪表的智能化介绍ILS系统的外场测试仪[C]//2001天津信息技术、电子、仪器仪表学术会议论文集.2001.