儀表著陸系統(tǒng)（ILS）航向信號(hào)外場(chǎng)測(cè)試方法的改進(jìn)

姜楠

摘 要：針對(duì)現(xiàn)有儀表著陸系統(tǒng)航向信號(hào)外場(chǎng)測(cè)試方法的安全隱患，本文研究了一種改進(jìn)的儀表著陸系統(tǒng)航向信號(hào)外場(chǎng)測(cè)試方法。實(shí)踐證明，該方法提高了作業(yè)效率，減小了作業(yè)人員體力消耗，避免了疲勞作業(yè)以及手持設(shè)備較多而造成跑道FOD（可能損傷航空器的外來(lái)物）等安全隱患，同時(shí)具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性以及安全性。

關(guān)鍵詞：外場(chǎng)測(cè)試;安全隱患;效率;跑道FOD

中圖分類(lèi)號(hào)：V351.37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）20-0008-03

Improvement of Field Test Method for Instrument

Landing System （ILS） Heading Signal

JIANG Nan

（Navigation Room， Flight Zone Management Department， Henan Province Airport Group，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Aiming at the safety hazard of the outdoor field test method of the heading system of the existing instrument landing system， this paper studied an improved field test method for the heading signal of the instrument landing system. Practice has proved that this method improves the work efficiency， reduces the physical exertion of the operators， avoids the fatigue work and safety hazards such as runway FOD （foreign objects that may damage aircraft）? due to more handheld devices， and has strong economy， practicability and safety.

Keywords： field test;safety hazard;efficiency;runway FOD

儀表著陸系統(tǒng)（ILS）是應(yīng)用最廣泛、性能最穩(wěn)定的飛機(jī)精密進(jìn)近著陸引導(dǎo)系統(tǒng)，可以為飛機(jī)進(jìn)近階段提供所需的航向和下滑引導(dǎo)信息，飛機(jī)通過(guò)接收儀表著陸系統(tǒng)發(fā)射的引導(dǎo)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)安全著陸。因此，儀表著陸系統(tǒng)設(shè)備本身提供的基準(zhǔn)點(diǎn)是否準(zhǔn)確對(duì)于航班能否安全運(yùn)行起至關(guān)重要的作用[1]。為確保儀表著陸系統(tǒng)提供正確可靠的引導(dǎo)信號(hào)，除了固定時(shí)間的飛行校驗(yàn)與內(nèi)部信號(hào)監(jiān)視檢查外，儀表著陸系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員還要到跑道上各個(gè)固定外場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行外場(chǎng)測(cè)試。儀表著陸系統(tǒng)組成如圖1所示。

目前，鄭州機(jī)場(chǎng)12L方向儀表著陸系統(tǒng)為二類(lèi)運(yùn)行，每周至少要進(jìn)行一次外場(chǎng)測(cè)試，12R、30L、12L、30R四套儀表著陸系統(tǒng)每月要至少進(jìn)行一次月度外場(chǎng)測(cè)試，在設(shè)備不穩(wěn)定期，會(huì)繼續(xù)加大外場(chǎng)測(cè)試頻率。同時(shí)，外場(chǎng)測(cè)試一般在每日航班結(jié)束后的凌晨2：30—5：30進(jìn)行，時(shí)間緊，任務(wù)重。另外，原始的外場(chǎng)測(cè)試方式需要人工手持紙質(zhì)記錄本、筆、照明燈、外場(chǎng)測(cè)試儀以及配套天線(xiàn)等相關(guān)測(cè)試工具接收、人工記錄跑道上各個(gè)固定外場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)的測(cè)試參數(shù)，通過(guò)判斷記錄的參數(shù)正常穩(wěn)定與否來(lái)判斷儀表著陸系統(tǒng)提供的信號(hào)是否正確可靠，工作人員極易出現(xiàn)疲勞作業(yè)情況，加上其攜帶設(shè)備、工具較多，易造成跑道FOD等安全隱患。

為消除儀表著陸系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員疲勞作業(yè)情況以及攜帶設(shè)備、工具較多而造成跑道FOD等安全隱患，同時(shí)更加直接、形象、全面地驗(yàn)證盲降外場(chǎng)信號(hào)是否正常，本文對(duì)原始的外場(chǎng)測(cè)試方法進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)駕駛外場(chǎng)測(cè)試車(chē)輛[2，3]搭載外場(chǎng)測(cè)試儀（PIR）、數(shù)據(jù)分析處理計(jì)算機(jī)以及測(cè)試天線(xiàn)，工作人員在測(cè)試車(chē)上操作PIR和計(jì)算機(jī)完成測(cè)試數(shù)據(jù)的分析和對(duì)比處理，生成更為形象直觀的測(cè)試信號(hào)連續(xù)曲線(xiàn)來(lái)驗(yàn)證ILS信號(hào)是否正常，提高了作業(yè)效率，減小了作業(yè)人員體力消耗，避免了疲勞作業(yè)以及手持設(shè)備較多而造成跑道FOD等安全隱患。

1 改進(jìn)方法

1.1 天線(xiàn)固定裝置的設(shè)計(jì)

為了在測(cè)試車(chē)中實(shí)現(xiàn)外場(chǎng)測(cè)試，人們需要將外場(chǎng)測(cè)試天線(xiàn)固定到車(chē)輛上方。圖2為設(shè)計(jì)的天線(xiàn)固定裝置，將其加裝在車(chē)輛行李架上，同時(shí)將外場(chǎng)測(cè)試天線(xiàn)加裝在固定裝置上（見(jiàn)圖3）。

1.2 NM7710外場(chǎng)測(cè)試儀與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)的連接

連接NM7710外場(chǎng)測(cè)試儀與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)，如圖4所示。原始的測(cè)試方法是通過(guò)手持紙質(zhì)記錄本、筆、照明燈、外場(chǎng)測(cè)試儀以及配套天線(xiàn)等相關(guān)測(cè)試工具接收、記錄跑道上各個(gè)固定外場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)的參數(shù)，雖然該方式可以反映設(shè)備的正常與否，但記錄的固定點(diǎn)數(shù)據(jù)量有限且不夠全面。

本文提出的改進(jìn)方法首先借助DHCP服務(wù)器，利用網(wǎng)絡(luò)連接的方式將NM7710外場(chǎng)測(cè)試儀（PIR）與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，然后將更全面的外場(chǎng)測(cè)試值記錄并保存下來(lái)。具體操作步驟如下：打開(kāi)NM7710的外場(chǎng)測(cè)試儀;使用普通網(wǎng)線(xiàn)，一端插入PIR的“LAN”口和計(jì)算機(jī)網(wǎng)線(xiàn)端口連接起來(lái);按PIR的[Setup]鍵;按PIR的[Network]鍵;按PIR的[Dhcp on]，然后按[Init network]。DHCP分配的IP地址服務(wù)器將在幾秒鐘內(nèi)顯示地址字段;啟動(dòng)電腦Web瀏覽器，在瀏覽器的地址字段中鍵入PIR上顯示的IP地址;瀏覽器顯示頁(yè)面“NavAnalyser Administration”。

1.3 測(cè)試數(shù)據(jù)的分析處理

航向信標(biāo)技術(shù)指標(biāo)規(guī)范[4]要求：從0.000DDM至跑道中心線(xiàn)兩邊0.180DDM范圍內(nèi)，角位移和DDM值必須基本呈線(xiàn)性變化，從0°角度到±10°，DDM變化不得小于0.180DDM;±10°到±35°，DDM不得小于0.155DDM。圖5為原始的外場(chǎng)測(cè)試方式;表1為原有的外場(chǎng)測(cè)試方式進(jìn)行一次外場(chǎng)測(cè)試所記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)（由于數(shù)據(jù)過(guò)多，只列舉少數(shù)部分）;圖6為本文提出的外場(chǎng)測(cè)試方式;圖7為外場(chǎng)測(cè)試車(chē)輛[5]從-35°開(kāi)始測(cè)量到35°位置截止，以20km/h的行駛速度，以每秒10次數(shù)據(jù)采集頻率采集數(shù)據(jù)而繪制的連續(xù)曲線(xiàn);圖8為車(chē)輛從35°開(kāi)始測(cè)量到-35°位置截止，以20km/h的行駛速度，以每秒10次數(shù)據(jù)采集頻率采集數(shù)據(jù)而繪制的連續(xù)曲線(xiàn)。

由圖5可以看出，原始的外場(chǎng)測(cè)試方式需要工作人員攜帶較多的工具以及沉重的設(shè)備，步行去尋找外場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)，并且月度測(cè)試的點(diǎn)較多，體力消耗較大，極易出現(xiàn)疲勞作業(yè)情況以及形成跑道FOD等安全隱患。由表1可以看出，固定測(cè)試點(diǎn)的數(shù)據(jù)記錄雖然可以驗(yàn)證設(shè)備信號(hào)是否正常，但是手工記錄較為煩瑣，也不夠形象、全面。由圖6可以看出，本次改進(jìn)的外場(chǎng)測(cè)試方式，通過(guò)駕駛車(chē)輛搭載工作人員操作PIR與數(shù)據(jù)采集處理計(jì)算機(jī)記錄數(shù)據(jù)，工作人員全程不用下車(chē)，減少了體能消耗，同時(shí)避免了手持工具較多而形成跑道FOD等安全隱患。

由圖7、圖8可以看出，本次改進(jìn)的外場(chǎng)測(cè)試方式采集到的數(shù)據(jù)量更大，記錄更加全面，并且不需人工記錄，生成的曲線(xiàn)中從0.000DDM至跑道中心線(xiàn)兩邊0.180DDM范圍內(nèi)，角位移和DDM值基本呈線(xiàn)性變化，從0°角度到±10°，DDM值變化不小于0.180DDM，同時(shí)從±10°到±35°，DDM不小于0.155DDM，滿(mǎn)足航向信標(biāo)技術(shù)指標(biāo)。

2 創(chuàng)造性與先進(jìn)性

本研究設(shè)計(jì)了天線(xiàn)固定裝置，將外場(chǎng)測(cè)試天線(xiàn)固定在車(chē)輛上方，用駕駛測(cè)試車(chē)代替人工步行查找外場(chǎng)測(cè)試點(diǎn)，工作人員全程不用下車(chē)，減小了工作人員體能消耗，避免了攜帶工具較多而形成跑道FOD等安全隱患;將數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)與PIR相連，利用計(jì)算機(jī)以每秒10次的數(shù)據(jù)采集頻率代替人工記錄，得到更多、更全面的外場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù);使用生成數(shù)據(jù)曲線(xiàn)的方式代替觀察離散的數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過(guò)曲線(xiàn)更形象、全面地說(shuō)明設(shè)備信號(hào)是否正常。

3 技術(shù)的成熟程度及安全性

本文提到的外場(chǎng)測(cè)試方法已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用，結(jié)果表明，該方法在月度測(cè)試時(shí)所需時(shí)間僅為原始的外場(chǎng)測(cè)試方式所需時(shí)間的四分之一，且生成的連續(xù)曲線(xiàn)可以更為直觀形象地驗(yàn)證設(shè)備信號(hào)的正確性。該方法適合所有Normarc 7000B型儀表著陸系統(tǒng)的周、月度外場(chǎng)測(cè)試。

該方法不會(huì)對(duì)ILS以及導(dǎo)航附屬設(shè)施造成不利影響，同時(shí)避免了人員疲勞作業(yè)以及攜帶工具較多而造成跑道FOD等安全隱患。該方法所需的測(cè)試車(chē)、外場(chǎng)測(cè)試儀（PIR）、測(cè)試天線(xiàn)等主要工具都是導(dǎo)航室現(xiàn)有工具設(shè)備，設(shè)計(jì)的天線(xiàn)固定裝置所需經(jīng)濟(jì)成本很小。但是，由于試驗(yàn)性投入的成本較低，天線(xiàn)固定裝置設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，焊接工藝需要進(jìn)一步提高，同時(shí)測(cè)試車(chē)在測(cè)試過(guò)程中的行駛速度需保持適中，不能過(guò)快或過(guò)慢。

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