航空無線電領航
正文
測定無線電發射台的方位、距離或距離差，以確定飛機位置線，藉以引導飛機航行，是航空領航的方法之一。航空無線電領航是由船舶無線電導航發展而來的。航空無線電領航按飛機的飛行階段可分為航線導航和航站區域著陸引導，不同的無線電領航使用不同性能的無線電導航設施。
航線導航 引導飛機在航線上的飛行。航線導航主要使用下列無線電導航設施。
導航台 工作頻率在 200～1750千赫範圍內的無線電發射台（電台）。由機上自動定向機(無線電羅盤)測量導航台的方位線。兩個以上導航台方位線的交點為飛機的位置。一條導航台方位線可用於飛機對正電台飛行，這種飛行叫做歸航。如果在航線所經過的主要地點設定導航台，則可利用導航台方位線歸航的方法使飛機沿預定的方位線從一個電台飛至另一個電台，直至目的地。
全向信標 又稱伏爾(VOR),是甚高頻近程導航系統，在108.0～118.0兆赫頻段工作。它利用兩個每秒30周的調製信號的相位差來確定方位。這兩個調製信號疊加在甚高頻載波上，一個是基準信號，在發射台0°～360°各個方位上相位相同；另一個是可變信號，其相位隨方位而變化。這兩個調製信號在全向信標台的磁北方位上相位一致(相位差為0°)，在其他方位上可變信號與基準信號之間的相位差等於飛機對全向信標台的方位。機上全向信標接收機接收來自地面全向信標台的基準信號和可變信號，比較其相位差別並轉換成方位指示，即為電台至飛機的徑向方位，同時駕駛員可以在航道羅盤上選定預計的徑向方位，根據實測方位與預選方位的相位差指示飛機偏離預選方位的程度，操縱飛機沿預選方位飛行。
測距機 國際標準測距系統,在960～1215兆赫頻段工作，包括飛機詢問器和地面測距台的應答器兩部分。飛機詢問器向地面測距台發射詢問脈衝，脈衝重複率任意變化，地面測距台收到飛機的詢問脈衝後，經一定的時間延遲，在同飛機發射頻率間隔63兆赫的頻率發射相應的回答脈衝。飛機在收到地面所有的回答脈衝中按照詢問脈衝任意變化的脈衝重複率辨別相應的回答脈衝，而後與它自己的詢問脈衝比較，其間的時間延遲減去固定延遲後按每海里 12.36微秒換算成距離(海里數)。按照國際民用航空組織的規定,測距系統的準確度為±0.5海里或所測距離的3％，要求達到的測量範圍為200海里，飛行高度為 22900米。測距台一般和全向信標台裝在同一地點,叫作全向信標/測距台。這是國際民用航空組織採用的標準近程導航系統。在航路上設定的全向信標/測距台，能同時為航路飛行的飛機提供航跡引導和飛機至測距台的距離，從而可使飛機按方位距離確定自己的位置。
全向信標/測距台 用於區域導航時,飛機上全向信標／測距接收機必須與計算機結合組成區域導航系統。在各個全向信標/測距台的有效距離內選擇航路點,確定區域導航航線。航路點的坐標為相對於航線側方的全向信標/測距台的方位和距離。在飛行中,區域導航系統的計算機使所有航路點成為假想的全向信標／測距台。飛行前，駕駛員將各個航路點的坐標輸入計算機，飛行中全向信標/測距接收機仍然調諧到實際全向信標/測距台，計算機根據接收的實際方位和距離與預先輸入的方位和距離進行比較，在航道羅盤上訂入飛向航路點的預選方位後，計算機立即輸出信號用以指示相對預選方位（區域導航航線）的偏航情況，使駕駛員操縱飛機沿預選方位飛向航路點，同時計算機還提供至航路點的距離。
塔康和伏塔克 塔康(TACAN)是軍用的特高頻(UHF)近程導航系統，工作頻率 960～1215兆赫，在同一波道向飛機提供方位和距離信息。其測距部分與上述測距機相同，方位部分採用“粗測”和“精測”系統，以提高方位的精度和減少地面台址的影響。塔康地面台發射15赫和135赫兩個疊加的調幅信號,當每個調幅信號的最大值通過磁東方位時，分別發出一組基準脈衝和輔助基準脈衝。機上接收機接收15赫調幅信號與基準脈衝的相位差,得到塔康台至飛機的方位,相位差1°相當於1°方位角。方位的精測是用 135赫調幅信號與輔助基準脈衝相比，由於135赫調幅信號的相位變化360°相當於方位角40°，因此相位測量的誤差1°只影響方位角1°/9，即方位準確度比全向信標提高 9倍。塔康為美國和北大西洋公約國家軍用的標準近程導航系統。為便於空中交通管制使軍用和民用飛機納入相同的航路飛行，在全向信標航路上各個全向信標台的位置裝設塔康台，稱為伏塔克 (VORTAC)。民用飛機可用全向信標/測距台接收設備接收全向信標台的方位和塔康測距部分的距離信息；軍用飛機可用機上塔康接收機接收塔康台的方位和距離信息。
羅蘭 遠程導航系統。第二次世界大戰中設定的羅蘭(LORAN)為羅蘭-A,其羅蘭鏈一般由一個主台和兩個副台組成,主、副台之間的距離約200海里。主台發射脈衝信號，經過一個固定延遲後副台也發射脈衝信號。主、副台的脈衝重複率相同。飛機接收主、副台脈衝信號，測量這兩個信號到達飛機的時間差，從而得到飛機至主台和副台的距離差，可確定一條以主、副台地理位置為焦點的雙曲線（羅蘭位置線）。在一個羅蘭鏈內可測得主台和兩個副台的時間差，得到兩條羅蘭位置線，其交點即為飛機的位置。羅蘭-A的工作頻率在1750～1950千赫中頻範圍，嚴重地限制了它的有效作用距離，白天為700海里,夜間為1400海里，因此羅蘭-A已於1980年全部由羅蘭-C代替。
羅蘭-C的發射台使用統一的發射頻率100千赫,在這個頻率發射的電磁波有效作用距離超過1000海里，因此主、副台的間隔可達800海里。羅蘭-C由一個主台和2～4個副台組成台鏈，每一個台鏈的主台發射9個脈衝組成的脈衝組，重複率為每秒10～25個脈衝組。在主台發射一個脈衝組以後經一段時間延遲，副台發射由 8個脈衝組成的脈衝組，再經一段時間延遲，另一個副台發射同樣的脈衝組。主台和副台脈衝組中每個脈衝的載波相位按同相或反相編碼，以便識別電台。飛機的羅蘭-C接收機搜尋主台脈衝信號，按照脈衝重複率和相位編碼識別電台，而後鎖定跟蹤主台和副台信號進行比相，確定主台和副台信號到達飛機的時間差，得到兩條以上的羅蘭位置線。先進的羅蘭-C接收機自動搜尋、鎖定和跟蹤信號，比相所得的時間差讀數直接輸入數字計算機進行計算,為駕駛員提供飛機位置、左/右駕駛指示及沿航跡飛行的距離。羅蘭-C的有效距離，陸上為1200海里，海面為2000海里。
奧米加 在全世界範圍內為飛機、船舶設定的遠程導航設施。在甚低頻的10～14千赫頻段工作，電波在電離層與地球表面之間以波導方式傳播，信號傳播衰減小，作用距離很遠，兩台之間的距離可達6000海里。只要有8個發射台，輸出功率為10千瓦，即可覆蓋全球。這8個發射台的命名和位置是：A──挪威，B──賴比瑞亞，C──夏威夷，D──北達科他，E──留尼旺島，F──阿根廷，G──澳大利亞，H──日本（圖1）
航空無線電領航飛機的接收機與計算機結合,測算工作完全自動,由駕駛員輸入飛機的起始位置、日期、世界時後，可根據信號強度和奧米加台地理位置自動選擇最佳的 3個電台，計算飛機位置，並能按日期、世界時、位置對電波傳播的日變化和地形傳導性進行必要的修正。在世界各地定位精度可達1～2海里。
此外，用於航線飛行的無線電導航設施還有台卡、康索爾和衛星導航系統等。
航站區域著陸引導 引導飛機由航線進入航站區並進行著陸。使用的主要無線電導航設施有儀表著陸系統和雷達。
儀表著陸系統 精密儀表進近系統。它為利用儀表著陸系統進入著陸的飛機提供準確的方向引導和下滑坡度引導。儀表著陸系統包括航向台、下滑台、指點標和進近燈4部分。標準儀表著陸系統布置如圖2所示。
航空無線電領航②下滑台：為飛機以準確的下滑角下降高度提供引導，工作頻帶為328.6～335.4兆赫。下滑台發射天線設定在跑道入口以內約300米，偏於跑道中線一側約150米，向下降著陸的飛機發射上下兩個調幅波(上面為90赫,下面為150赫)。這兩個調幅波的重疊部分形成一條與水平面相交一定角度的等信號帶即為下滑道。下滑角必須根據進近區內飛越障礙物的安全要求在2.5°～3.5°之間進行調整,一般使用下滑角3°,下滑道的厚度為1.4°，有效距離為18公里。
③指點標：垂直向上發射扇形波束，用於標誌下滑道上某點的高度與離跑道入口的距離的關係。標準的Ⅰ類儀表著陸系統要求在著陸航跡上設定兩個指點標，Ⅱ類儀表著陸系統要求設定第 3個指點標。這些指點標都在75兆赫工作，用不同的音頻調製和編碼呼號以資識別。
外指點標用於標誌飛機在適當的高度進入下滑道的位置，一般位於距跑道入口6.5～11.1公里;中指點標位於離跑道入口1050米±150米,飛機按下滑道下降至中指點標的高度約為60米。Ⅱ類儀表著陸系統另增設一個內指點標，用於標誌飛機沿下滑道在中指點標與跑道入口之間下降至決斷高度的位置。
④進近燈：見目視助航設施。
雷達 利用超短波的反射特性探測目標的電子設備。它不僅能顯示目標的影象，測量目標的方位距離，而且通常能表示目標的性質。在領航上，無論是地面雷達或機載雷達都可作為定位的工具，但民航飛機主要利用機載的氣象雷達，觀測雷雨、飛機、障礙物，以防止誤入雷雨區，以及避免與其他飛機和地面障礙物相撞。空中交通管制部門利用地面設定的精密進近雷達系統引導航站區域內的飛機依次對正著陸航跡下降著陸。精密進近雷達系統包括機場監視雷達和精密進近雷達兩部分。
①機場監視雷達：用於探測60海里範圍內空間活動的飛機，雷達螢光屏上顯示每架飛機的位置。空中交通管制員可根據飛機的方位距離引導飛機對正跑道中線延長線，而後按儀表飛行的航向和下滑信號下降著陸或由精密進近雷達引導飛機下降著陸。機場監視雷達只能探測飛機的方位和距離，不能顯示飛機的高度。
②精密進近雷達：用於探測在最後進近階段直至著陸的飛機,跟蹤飛機的航跡。在10000兆赫工作，設定在跑道入口以內915～1200米偏於跑道中線一側 120～185米的位置上，用兩副天線對著陸飛機分別發射方位和高度兩條波束，方位波束高1.5°×寬0.6°，在跑道中線兩側各10°的扇面內掃描;高度波束高0.4°×寬3°,在下滑路線的-1°至+6°範圍內作垂直掃描。有效距離不小於 9海里。進入著陸的飛機回波影象顯示在兩個螢光屏上，一個螢光屏顯示飛機的方位和距離；另一個螢光屏顯示飛機的高度和距離。雷達管制員觀測飛機回波影象，指揮飛機沿進近航跡和正確的下滑路線下降著陸。
參考書目
R. F. Hansford, Radio Aids to Civil Aviation,London,1960.
