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摘 要：飞机导航功能的实现必须以飞机定位为基础，而飞机定位是利用组合的DME以及VOR所形成的刚角距来实现的。文章首先阐述了民用航空VOR/DME导航系统的工作原理，然后对民用航空VOR/DME导航系统的设备构成进行了分析，保证了飞行安全。
关键詞：VOR/DME导航系统；组合导航；机载设备
中图分类号：V249.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0194-02
1 VOR/DME导航系统概述
组合VOR-甚高频全向无线电信标以及DME-测距机所形成的导航系统便是VOR/DME导航系统。而测量电台方位以及飞机的测角系统是通过VOR来实现的。VOR作为一种区域性的导航设备，可以将不同的方位信息由地面台传递至空中飞机，这样飞机便很容易对地面台的位置进行确立。而实现二次雷达系统的测量是通过测距机实现固定应答器与询问器之间的距离来实现的。因此，飞机定位的实现便应用了VOR/DME导航系统，利用此系统，可以将等待飞行的飞机引导进场、避开保护的空域，并实现航路与航路之间的间隔等。
2 民用航空VOR/DME导航系统的工作原理
从系统的工作原理来看，民用航空VOR/DME导航系统可以在机载设备的基础上对飞机的磁方位进行定位，实现测量信号之间的相位差，并接收由地面VOR台所发射的不同信号等。以上磁方位又名VOR或径向方位，而要想获取电台的磁方位，仅需将其反向180°便可获得，在指示器上，飞机以及电台的方位均可显示出来。如果将VOR地面台比作一个灯塔，那么光线便可以通过周边不同的方位进行发射，并且可以发射旋转光束等。同时，要想计算出观察者的磁方位角，只需知道光速的旋转速度以及记录所发射的全方位光线转为旋转光束的间隔时间便可[1]。信号由VOR台所发射时是一种低频的信号，分为相当于全方位光线的基本相位信号以及相对于旋转光束的可变相位信号。可变相位信号在VOR台四周随着径向方位的不同，其相位也不同程度的发生着变化；而基本相位信号则不同，其在VOR台四周任一方位上均拥有相同的相位。而飞机的磁方位决定了存在于可变相位信号与基准之间的相位差。机载设备利用接收的VOR台所发射信号将实现测量信号相位差，至此VOR方位以及飞机的磁方位便因此获取了。而系统测距机测量工作的开始是利用机载询问器将询问脉冲对发射进程来开展的，地面信标台将会对以上脉冲进行接收，并出现50μs的延迟。以此为基础，地面信标台将对发射的脉冲对进行回答，而机载询问器利用脉冲对接收以及发射的经过时间便可计算地面台与飞机之间的斜距。最终，系统将利用距离指示器来将计算得出的信息显示出来当做一个常用的参数，3×108m/s的速度为电波的传播速度。利用式（1）可以将地面信标台以及飞机间的斜距计算出来。
R=C/2（Tr-Td）-（Tr-Td）/τ（1）
式（1）中：τ-射频电波的传播速度为12.359，m/s；C-地面水平距离，m；Td-延迟时间，μs；Tr-脉冲从发射到接收的时间，μs；R-斜距，nm。
3 民用航空VOR/DME导航系统的设备构成
3.1 VOR设备构成
机载接收机以及地面全向方位导航台从结构组成上看构成了VOR系统。其中定位误差因较远的系统距离而相对较大，因此便出现了配合使用的DME。
3.1.1 地面设备
地面全方位导航台发射功率高达50W，在25nm的不同距离中都可接收到，且一共有40个不同的波道，其频率基本上都在108～111.95Hz中间，又名终端VOR台。该导航台相对于其它相同频率的VOR台来说，因其发射技术为低频发射，所以并不会有干扰产生。但VOR的精度将由于密集的机场建筑物布局而受到影响，只可应用在短距离的导航中。一般情况下，极坐标定位系统的构成是由DME以及终端VOR台共同安装的。终端VOR台会与DME一起安装，从而构成极坐标定位系统。将其与LOC安装在一起，终端VOR台将与跑道中心拥有一致的方位线，可以引导飞机着陆。而航路上的VOR为航路VOR，通常安装在山顶等无障碍物地点，能够减少其所受干扰。此种设备的频率在112～117.95Hz之间，共拥有频道就120个。而若从工作的范围出发，视距限制会影响到系统的工作范围，VOR工作距离在飞机高达3万英尺时要想达到200nm，那么其决定的因素包含了接受机的灵敏度、飞机高度以及发射功率等等。
3.1.2 机载设备
VOR机载设备如果从结构组成出发，其构成成分有天线、甚高频接收机、指示仪表以及控制盒等，其方位处理措施各式各样，设备的型号也丰富多彩，但却拥有相似的功能。其中，驾驶员在导航与飞机定位时，将依据展示在指示器上的由接收机所供给的导航信息来确认；而台识别以及语音信息、向/背台信号和方位信号等不同种信号便是由接收机来提供的，其接收并处理地面发射的方位信息；VOR的控制显示由控制器来进行控制，其功能也不尽相同，包含了音量的控制、频率的选择以及按钮的试验等等。控制盒在现代的飞机上共同使用了ILS、DME以及VOR系统。另外，为了避免机身将电波阻挡，一般会在垂直安定面或机身上进行安装天线，此天线也是由LOC以及VOR所共用的天线。全向水平极化的方向图在现实的应用中出现在天线中，目的是为了在工作范围内接收更高频率的信号。
3.2 DME设备构成
DME系统二次雷达系统其构成也包含了地面信标以及机载设备等，其工作频率在962～1213Hz之间，波道就有252个，间隔相邻的波道的距离有1Hz。
3.2.1 土地面设备
DME地面信标设备的类型丰富多彩，其中包括了控制单元、监视器、电键盘、应答器以及机内测试设备等等。而由视频信号处理、发射以及接收机的电路所构成的应答器是其中的主要设备。而接收、译码以及放大询问信号的工作是由运行在DME中的接收器来完成的，发送、放大并产生脉冲对的进程则是由工作在DME中的发射机实现的。机载设备和地面设备在频率的收发上一一对应，与询问频率相比，测距信标台所发射的频率以63Hz为标准，或高或低。而在民用DME中有52个不用波道，分别为60～69X、Y以及1～16X。地面DME在设计时便可在同一时间服务于不同的近百架飞机。
3.2.2 机载设备
距离指示器、控制盒、询问器以及天线等设备从结构组成出发便构成了机载DME设备。其中的控制盒可以转换电路以及控制发信机，其与VOR使用了一个相同的控制盒。收发信机构成了询问器，而脉冲对之间的接收、放大、译码、发射以及产生等均可在其中实现。而飞机到地面信标台斜距的计算以及回答脉冲的有效性均等是由询问器中的距离计算电路来进行确保[2]。指示斜距的是距离指示器，其能显示时间以及地速，而单个L波段天线的准确数据唯有在飞机沿着径向线时才可获取，其能接收以及发射信号，其工作频率与VOR地面台相配套存在。调定DME频率的基础是调谐好ILS频率以及VOR，而DME设备将在工作时不间断地对地面信标台进行询问。
4 结束语
综上所述，国内民机利用现有的技术平台以及技术进一步设计了适于民用飞机的导航系统，目的是为了更加安全地保障运行中的民用飞机，而为了飞行安全，在飞机的引导以及定位上可应用VOR/DME导航系统。所以，通过文章的探讨，相信可为未来相关的工作者带来启发。
参考文献
[1]杨 银.基于DVOR和DME区域导航的仿真研究及性能分析[D].南昌：南昌大学，2015.
[2]沈笑云，褚世超，焦卫东，等.DME/DME区域导航的导航台优选算法[J].中国民航大学学报，2014，32（03）：31～36.
收稿日期：2018-8-12
作者简介：刘永顺（1989-），男，山东青岛人，本科，从事航务技术保障工作。
关键詞：VOR/DME导航系统；组合导航；机载设备
中图分类号：V249.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0194-02
1 VOR/DME导航系统概述
组合VOR-甚高频全向无线电信标以及DME-测距机所形成的导航系统便是VOR/DME导航系统。而测量电台方位以及飞机的测角系统是通过VOR来实现的。VOR作为一种区域性的导航设备，可以将不同的方位信息由地面台传递至空中飞机，这样飞机便很容易对地面台的位置进行确立。而实现二次雷达系统的测量是通过测距机实现固定应答器与询问器之间的距离来实现的。因此，飞机定位的实现便应用了VOR/DME导航系统，利用此系统，可以将等待飞行的飞机引导进场、避开保护的空域，并实现航路与航路之间的间隔等。
2 民用航空VOR/DME导航系统的工作原理
从系统的工作原理来看，民用航空VOR/DME导航系统可以在机载设备的基础上对飞机的磁方位进行定位，实现测量信号之间的相位差，并接收由地面VOR台所发射的不同信号等。以上磁方位又名VOR或径向方位，而要想获取电台的磁方位，仅需将其反向180°便可获得，在指示器上，飞机以及电台的方位均可显示出来。如果将VOR地面台比作一个灯塔，那么光线便可以通过周边不同的方位进行发射，并且可以发射旋转光束等。同时，要想计算出观察者的磁方位角，只需知道光速的旋转速度以及记录所发射的全方位光线转为旋转光束的间隔时间便可[1]。信号由VOR台所发射时是一种低频的信号，分为相当于全方位光线的基本相位信号以及相对于旋转光束的可变相位信号。可变相位信号在VOR台四周随着径向方位的不同，其相位也不同程度的发生着变化；而基本相位信号则不同，其在VOR台四周任一方位上均拥有相同的相位。而飞机的磁方位决定了存在于可变相位信号与基准之间的相位差。机载设备利用接收的VOR台所发射信号将实现测量信号相位差，至此VOR方位以及飞机的磁方位便因此获取了。而系统测距机测量工作的开始是利用机载询问器将询问脉冲对发射进程来开展的，地面信标台将会对以上脉冲进行接收，并出现50μs的延迟。以此为基础，地面信标台将对发射的脉冲对进行回答，而机载询问器利用脉冲对接收以及发射的经过时间便可计算地面台与飞机之间的斜距。最终，系统将利用距离指示器来将计算得出的信息显示出来当做一个常用的参数，3×108m/s的速度为电波的传播速度。利用式（1）可以将地面信标台以及飞机间的斜距计算出来。
R=C/2（Tr-Td）-（Tr-Td）/τ（1）
式（1）中：τ-射频电波的传播速度为12.359，m/s；C-地面水平距离，m；Td-延迟时间，μs；Tr-脉冲从发射到接收的时间，μs；R-斜距，nm。
3 民用航空VOR/DME导航系统的设备构成
3.1 VOR设备构成
机载接收机以及地面全向方位导航台从结构组成上看构成了VOR系统。其中定位误差因较远的系统距离而相对较大，因此便出现了配合使用的DME。
3.1.1 地面设备
地面全方位导航台发射功率高达50W，在25nm的不同距离中都可接收到，且一共有40个不同的波道，其频率基本上都在108～111.95Hz中间，又名终端VOR台。该导航台相对于其它相同频率的VOR台来说，因其发射技术为低频发射，所以并不会有干扰产生。但VOR的精度将由于密集的机场建筑物布局而受到影响，只可应用在短距离的导航中。一般情况下，极坐标定位系统的构成是由DME以及终端VOR台共同安装的。终端VOR台会与DME一起安装，从而构成极坐标定位系统。将其与LOC安装在一起，终端VOR台将与跑道中心拥有一致的方位线，可以引导飞机着陆。而航路上的VOR为航路VOR，通常安装在山顶等无障碍物地点，能够减少其所受干扰。此种设备的频率在112～117.95Hz之间，共拥有频道就120个。而若从工作的范围出发，视距限制会影响到系统的工作范围，VOR工作距离在飞机高达3万英尺时要想达到200nm，那么其决定的因素包含了接受机的灵敏度、飞机高度以及发射功率等等。
3.1.2 机载设备
VOR机载设备如果从结构组成出发，其构成成分有天线、甚高频接收机、指示仪表以及控制盒等，其方位处理措施各式各样，设备的型号也丰富多彩，但却拥有相似的功能。其中，驾驶员在导航与飞机定位时，将依据展示在指示器上的由接收机所供给的导航信息来确认；而台识别以及语音信息、向/背台信号和方位信号等不同种信号便是由接收机来提供的，其接收并处理地面发射的方位信息；VOR的控制显示由控制器来进行控制，其功能也不尽相同，包含了音量的控制、频率的选择以及按钮的试验等等。控制盒在现代的飞机上共同使用了ILS、DME以及VOR系统。另外，为了避免机身将电波阻挡，一般会在垂直安定面或机身上进行安装天线，此天线也是由LOC以及VOR所共用的天线。全向水平极化的方向图在现实的应用中出现在天线中，目的是为了在工作范围内接收更高频率的信号。
3.2 DME设备构成
DME系统二次雷达系统其构成也包含了地面信标以及机载设备等，其工作频率在962～1213Hz之间，波道就有252个，间隔相邻的波道的距离有1Hz。
3.2.1 土地面设备
DME地面信标设备的类型丰富多彩，其中包括了控制单元、监视器、电键盘、应答器以及机内测试设备等等。而由视频信号处理、发射以及接收机的电路所构成的应答器是其中的主要设备。而接收、译码以及放大询问信号的工作是由运行在DME中的接收器来完成的，发送、放大并产生脉冲对的进程则是由工作在DME中的发射机实现的。机载设备和地面设备在频率的收发上一一对应，与询问频率相比，测距信标台所发射的频率以63Hz为标准，或高或低。而在民用DME中有52个不用波道，分别为60～69X、Y以及1～16X。地面DME在设计时便可在同一时间服务于不同的近百架飞机。
3.2.2 机载设备
距离指示器、控制盒、询问器以及天线等设备从结构组成出发便构成了机载DME设备。其中的控制盒可以转换电路以及控制发信机，其与VOR使用了一个相同的控制盒。收发信机构成了询问器，而脉冲对之间的接收、放大、译码、发射以及产生等均可在其中实现。而飞机到地面信标台斜距的计算以及回答脉冲的有效性均等是由询问器中的距离计算电路来进行确保[2]。指示斜距的是距离指示器，其能显示时间以及地速，而单个L波段天线的准确数据唯有在飞机沿着径向线时才可获取，其能接收以及发射信号，其工作频率与VOR地面台相配套存在。调定DME频率的基础是调谐好ILS频率以及VOR，而DME设备将在工作时不间断地对地面信标台进行询问。
4 结束语
综上所述，国内民机利用现有的技术平台以及技术进一步设计了适于民用飞机的导航系统，目的是为了更加安全地保障运行中的民用飞机，而为了飞行安全，在飞机的引导以及定位上可应用VOR/DME导航系统。所以，通过文章的探讨，相信可为未来相关的工作者带来启发。
参考文献
[1]杨 银.基于DVOR和DME区域导航的仿真研究及性能分析[D].南昌：南昌大学，2015.
[2]沈笑云，褚世超，焦卫东，等.DME/DME区域导航的导航台优选算法[J].中国民航大学学报，2014，32（03）：31～36.
收稿日期：2018-8-12
作者简介：刘永顺（1989-），男，山东青岛人，本科，从事航务技术保障工作。