淺談西安咸陽國(guó)際機(jī)場(chǎng)DME設(shè)備限用問題的解決方案

【摘要】西安咸陽國(guó)際機(jī)場(chǎng)05L跑道THALES DME設(shè)備于2011年11月安裝開放。在2012年9月初進(jìn)行定期飛行校驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)DME的信號(hào)局部覆蓋不足。經(jīng)校飛機(jī)組多次驗(yàn)證，設(shè)備信號(hào)在部分區(qū)域仍未通過飛行校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，被規(guī)定限制使用?；谏鲜霰尘埃P者結(jié)合咸陽市無線電委員會(huì)多次進(jìn)行的周邊場(chǎng)地勘測(cè)結(jié)果開展專題研究探討，初步擬定出問題解決方法。并在東方航空公司、飛行校驗(yàn)中心、管制中心和導(dǎo)航技術(shù)人員的聯(lián)合測(cè)試下，最終實(shí)施并解決了DME設(shè)備限用問題，為安全運(yùn)行提供了更加優(yōu)質(zhì)的保障服務(wù)，也為其它機(jī)場(chǎng)解決類似問題提供了經(jīng)驗(yàn)和參考。

【關(guān)鍵詞】飛行程序變更；測(cè)距機(jī)（DME）；信號(hào)覆蓋；限制使用；飛行校驗(yàn)

1.引言

作為無線電導(dǎo)航設(shè)備中較為重要的一種，測(cè)距機(jī)（DME）是在第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的有源脈沖式近程測(cè)距導(dǎo)航系統(tǒng)，從1959年起，它已成為國(guó)際民航組織批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)距系統(tǒng)，獲得廣泛的應(yīng)用。盡管測(cè)距機(jī)已經(jīng)在民用航空運(yùn)用了較長(zhǎng)的時(shí)間，但是其在導(dǎo)航中所起的作用并沒有減弱；相反，隨著區(qū)域?qū)Ш?、PBN導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，DME—DME定位可以獲得更高的精度，因此DME的作用顯得越來越重要。

2.飛行程序變更后產(chǎn)生限制使用區(qū)域的原因

西安咸陽國(guó)際機(jī)場(chǎng)05L跑道的 DME設(shè)備安裝于2011年11月，同期通過了飛行校驗(yàn)并順利投產(chǎn)。2012年5月咸陽機(jī)場(chǎng)二期工程完成后，由單跑道運(yùn)行程序升級(jí)為為雙跑道運(yùn)行程序。但在2012年9月初雙跑道運(yùn)行后的設(shè)備定期飛行校驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)DME設(shè)備的信號(hào)在13.5至16.5海里處信號(hào)強(qiáng)度過低，經(jīng)反復(fù)調(diào)整設(shè)備參數(shù)仍無法達(dá)到飛行校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，05L DME被限制使用。

3.對(duì)信號(hào)盲區(qū)產(chǎn)生原因的理論分析

在校飛后進(jìn)行原因分析時(shí)，通過查看設(shè)備歷史資料，發(fā)現(xiàn)該DME設(shè)備是單跑道運(yùn)行時(shí)安裝的，在雙跑道運(yùn)行后才出了限用問題。比對(duì)雙跑道的管制進(jìn)近程序，該DME設(shè)備由單跑道運(yùn)行時(shí)的11海里更改為雙跑道運(yùn)行的17.7海里。THALES FSD-45 DME設(shè)備參數(shù)的信號(hào)覆蓋項(xiàng)，當(dāng)飛機(jī)在20000米以上高空時(shí)，測(cè)距不少于400公里。管制進(jìn)近程序短短6.7海里的變更，怎么會(huì)影響幾百公里輻射范圍的設(shè)備信號(hào)覆蓋呢？本文將其原因歸結(jié)如下：

①05L#下滑DME進(jìn)近方向有干擾存在；

②飛機(jī)姿態(tài)，飛機(jī)在13.5至16.5海里不是平飛；

③DME天線發(fā)射的信號(hào)在13.5至16.5海里有盲區(qū)；

④ 地形因素。

4.測(cè)試方案、結(jié)果及推論

4.1 實(shí)驗(yàn)課目及結(jié)果

為查明原因，根據(jù)校飛程序討論并協(xié)調(diào)校驗(yàn)中心制訂了校飛方案逐次進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，如更換頻率，現(xiàn)象不變；（證實(shí)沒有接近頻段的無線電干擾）；調(diào)整功率，超限缺口改變，但是無法完全消除；（證實(shí)功率對(duì)輻射距離產(chǎn)生的印象不大）等。由于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果并未找出明顯問題點(diǎn)，經(jīng)討論在之后的12月10日儀表著陸系統(tǒng)校飛過程中繼續(xù)了兩次校飛試驗(yàn)。首先判斷在05L#進(jìn)近方向13.5到16.5海里之間可能存在無線電干擾。隨后導(dǎo)航技術(shù)人員協(xié)調(diào)西北空管局監(jiān)控中心和咸陽市無線電委員會(huì)工作人員多次在現(xiàn)場(chǎng)及周邊測(cè)試排查了無線電干擾和超高建筑遮擋干擾導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度過低的可能。

4.2 場(chǎng)地因素情況排查

4.2.1 無線電導(dǎo)航臺(tái)站電磁環(huán)境要求

根據(jù)測(cè)距機(jī)場(chǎng)地規(guī)范（GB6364-86航空無線電導(dǎo)航臺(tái)站電磁環(huán)境要求；MH/T4006.3-1998航空無線電導(dǎo)航設(shè)備第3部分測(cè)距儀技術(shù)要求；MH/T4003-1996航空無線電導(dǎo)航臺(tái)和空中交通管制雷達(dá)站設(shè)置場(chǎng)地規(guī)范；）對(duì)DME設(shè)備的場(chǎng)地要求，應(yīng)符合以下3個(gè)條件，如以天線為中心，半徑100m 以內(nèi)不應(yīng)有建筑物（機(jī)房除外）；半徑100m-300m之間金屬結(jié)構(gòu)；半徑50m以內(nèi)不應(yīng)有樹木；半徑100m以內(nèi)不應(yīng)有金屬柵欄和拉線及流量大的鐵路、公路等。

4.2.2 場(chǎng)地影響理論分析

①在DME設(shè)備天線安裝理論中，由于天線的固有特征，垂直輻射模式的主瓣會(huì)有一個(gè)傾斜，傾斜角度相對(duì)于地平線上升3至5o。主天線的波瓣的垂直寬度通常是約8o，其在水平線上的幅度比在水平線上3到5o輻射的最大值小2到3dB。因此，該天線系統(tǒng)受場(chǎng)地影響較小。

②在超短波、微波波段，電波在傳播過程中遇到障礙物會(huì)對(duì)電波產(chǎn)生反射，緩坡可能造成多徑傳播現(xiàn)象，使到達(dá)飛機(jī)接收天線的信號(hào)存在多種反射波。多徑傳輸能夠使得信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的空間分布變得相當(dāng)復(fù)雜，其對(duì)地方信號(hào)場(chǎng)的強(qiáng)弱也有很大影響。上述兩種分析與這段處于跑道延長(zhǎng)線上的20.5米左右高度的緩坡場(chǎng)地環(huán)境有關(guān)。

5.制定解決方案

DME系統(tǒng)工作在L波段的962至1213MHz，發(fā)射的信號(hào)屬于超短波，頻率很高，波長(zhǎng)很短，它的地表面波衰減很快，因此主要是由空間波進(jìn)行傳播。空間波是在空間范圍內(nèi)沿直線方向傳播的波，根據(jù)視距計(jì)算公式r0=4.12（）（km），在同等發(fā)射功率的情況下，電磁波的傳播距離與發(fā)射天線的高度和接收天線的高度有關(guān)。當(dāng)進(jìn)近程序中飛機(jī)的接收天線高度（1500米左右）基本確定的情況下，如果適當(dāng)增加發(fā)射天線的架設(shè)高度就可以增加信號(hào)的接收距離。

5.1 方案的驗(yàn)證

在2013年5月下旬的儀表著陸系統(tǒng)定期校驗(yàn)前，導(dǎo)航室工作人員提前做出升高天線的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，協(xié)調(diào)東方航空公司使用升降車升高05L#DME天線，同時(shí)由校驗(yàn)飛機(jī)在限用區(qū)域接收信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，最終試驗(yàn)結(jié)果如下：

①升高05L#DME天線到 14.2米時(shí)，信號(hào)可滿足要求；

②升高05L#DME天線到12米時(shí)，信號(hào)滿足要求；

③升高05L#DME天線到10米時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度較低，不能滿足要求。

5.2 方案的確定與實(shí)施

比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)天線架高到12米以上時(shí)，該現(xiàn)象消失。理論通過，技術(shù)可行，導(dǎo)航室立即著手進(jìn)行天線桿的改造。技術(shù)人員決定重新制作天線基座，將05L DME設(shè)備發(fā)射天線升高至13.5米。5月30日晚，導(dǎo)航室人員精心組織，合理分工，進(jìn)行了天線的升高架設(shè)工作，及時(shí)將天線安裝固定到位。

6.結(jié)束語

5月31日凌晨，當(dāng)貝克對(duì)講機(jī)中傳出校飛機(jī)組校驗(yàn)員“DME參數(shù)合格”的聲音，DME限用問題被徹底解決了。從2012年9月初到2013年5月下旬的9個(gè)月時(shí)間里，通過技術(shù)人員不懈的研究與努力，終于解決了DME設(shè)備在信號(hào)覆蓋上的疑難問題。為航空安全保障提供了更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，也為全國(guó)其它機(jī)場(chǎng)解決相關(guān)設(shè)備的類似問題提供了經(jīng)驗(yàn)和參考。

參考文獻(xiàn)

[1]《航空無線電導(dǎo)航臺(tái)站電磁環(huán)境要求》.本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)務(wù)院、中央軍委無線電管理部門提出，空軍司令部組織起草，主要起草人郭恒謀、閻榮澤.

[2]王建.天線原理.

[3]高峻.測(cè)距機(jī).甘肅空管分局.

[4]劉彥弘.THALES FSD-45 DME設(shè)備.西北空管局.

[5]校驗(yàn)飛行程序.中國(guó)民用航空飛行校驗(yàn)中心.