Қашықтықты өлшеуге арналған жабдық - Distance measuring equipment

Бұл мақала авиацияда қолдану туралы. Жалпы қашықтықты өлшеу үшін қараңыз қашықтық өлшеуіш.
D-VOR / DME жердегі станция
DME транспондерлік панасының жанында DME антеннасы

Қашықтықты өлшеуге арналған жабдық (DME) өлшейтін радионавигациялық технология көлбеу диапазон (қашықтық) әуе кемесі мен жердегі станция арасындағы уақытты белгілеу арқылы көбеюдің кідірісі 960 және 1215 мегагерц (МГц) арасындағы жиілік диапазонындағы радиосигналдар. Әуе кемесі мен жердегі станция арасындағы көріну сызығы қажет. Анықтаушы (әуедегі) транспондерлік жер станциясына импульстік жұпты берілген «арнада» беру арқылы алмасуды бастайды. Арнаның тағайындалуы тасымалдаушының жиілігін және импульстар арасындағы аралықты анықтайды. Белгілі бір кідірістен кейін транспондер жауап алу жиілігінен 63 МГц-ке ығысқан және белгілі бір бөлінуді алған жиілікке импульс жұбын беру арқылы жауап береді.[1]

DME жүйелері Халықаралық азаматтық авиация ұйымы (ИКАО) белгілеген стандарттарды қолдана отырып, бүкіл әлемде қолданылады,[1] RTCA,[2] Еуропалық Одақтың авиациялық қауіпсіздік агенттігі (EASA)[3] және басқа органдар. Кейбір елдер әуе кемелерінің астында жұмыс жасауын талап етеді аспаптардың ұшу ережелері (IFR) DME анықтаушысымен жабдықталған. Кейбір басқа елдерде DME анықтаушысы тек белгілі бір операцияларды жүргізу үшін қажет.

Автономды DME транспондерлеріне рұқсат етілгенімен, DME транспондерлері әуе кемелерін екі өлшемді навигация мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін азимутты басқару жүйесімен жұптасады. Кең таралған тіркесім - а VHF бағыттық диапазоны (VOR) бір жердегі станциядағы таратқыш. Бұл кезде VOR және DME жабдықтарының жиіліктері жұптасады.[1] Мұндай конфигурация әуе кемесіне станциядан азимуттық бұрыш пен қашықтықты анықтауға мүмкіндік береді. VORTAC (VOR-мен бірге орналасқан VOR TACAN ) қондырғы азаматтық әуе кемелеріне бірдей мүмкіндіктер береді, сонымен қатар әскери ұшақтарға екі өлшемді навигация мүмкіндіктерін ұсынады.

Төмен қуатты DME транспондерлері кейбіреулерімен байланысты қондыру жүйесі (ILS), ILS локализаторы және микротолқынды қондыру жүйесі (MLS) қондырғылары. Мұндай жағдайларда DME транспондер жиілігі / импульс аралығы ILS, LOC немесе MLS жиіліктерімен жұптасады.

ИКАО DME берілістерін ультра жоғары жиілік (UHF) ретінде сипаттайды. L-band термині де қолданылады.[4]

Австралияда жасалған DME Джеймс «Джерри» Герранд ойлап тапты[5] басшылығымен Эдвард Джордж «Тэфи» Боуэн радиофизика бөлімінің бастығы болып жұмыс істеген кезде Достастық ғылыми-өндірістік зерттеу ұйымы (CSIRO). Жүйенің тағы бір жобаланған нұсқасы орналастырылды Amalgamated Wireless Australasia Limited 1950 жылдардың басында 200 МГц жиілікте жұмыс істеді VHF топ. Бұл австралиялық ішкі нұсқаны Федералды азаматтық авиация департаменті DME (D) (немесе DME Domestic) деп атады, ал кейінірек халықаралық нұсқа қабылдады ИКАО DME (I) ретінде.

DME принципі бойынша ұқсас екінші радар жабдықтың әуе кемесіндегі және жердегі рөлдерін қоспағанда, ауқымды функция. DME соғыстан кейінгі даму болды идентификациялық дос немесе дұшпан (IFF) жүйелері Екінші дүниежүзілік соғыс. Үйлесімділікті сақтау үшін DME функционалды түрде TACAN арақашықтықты өлшеу компонентімен бірдей.

Пайдалану

DME-мен жабдықталған ұшақ өзінің алғашқы қайталануында импульстік жұптарды жіберу және қабылдау арқылы құрлықтағы транспондерден қашықтығын анықтау және көрсету үшін жабдықты пайдаланды. Әдетте жердегі станциялар VOR немесе VORTAC-пен біріктіріледі. Төмен қуатты DME-ді ILS немесе MLS-мен біріктіруге болады, егер ол ILS-мен басқаша қарастырылған болса, жанасуға дейін дәл қашықтықты қамтамасыз етеді. маркер маяктары (және көптеген жағдайларда, соңғысын жоюға мүмкіндік береді).

DME үшін жаңа рөл DME / DME аймағында навигация (RNAV) болып табылады.[6][7] DME-дің VOR-ға қатысты жалпы жоғары дәлдігінің арқасында екі DME-ді пайдалану (трилатерацияны / қашықтықты пайдалану) VOR / DME-мен (азимут / қашықтықты пайдалану) жүрмейтін операцияларға мүмкіндік береді. Алайда, бұл ұшақтың RNAV мүмкіндіктеріне ие болуын талап етеді, ал кейбір операцияларда инерциялық анықтамалық блок қажет.

Маршруттық немесе терминалдық навигацияға арналған DME типті жер транспондерінде белгіленген UHF арнасында импульстің 1 кВт шыңы болады.

Жабдық

DME қашықтығы және VOR / ADF кабинасының дисплей құралдары

DME жүйесі әуе кемесіндегі UHF (L-диапазоны) таратқышы / қабылдағышы (анықтаушы) және UHF (L-диапазоны) қабылдағышы / таратқышы (транспондер ) жерде.

Хронометраж

Іздеу режимі

Секундына 150 жауап пульс-жұбы. Әуе кемесі жердегі транспондерді бірқатар серпіндік жұптармен сұрастырады (сұраулар) және нақты уақыт кідірісінен кейін (әдетте 50 микросекундта) жер станциясы импульстік жұптардың бірдей реттілігімен жауап береді. Әуе кемесіндегі DME қабылдағышы жауап беру импульстік жұптарын (X-режимі = 12 микросекундалық аралықты) дұрыс интервалмен және бастапқы жауап алу үлгісіне жауап үлгісімен іздейді. (Жеке әуе кемесінің жауап алу үлгісімен сәйкес келмейтін импульстік жұптар, мысалы синхронды емес, толтырғыш импульстік жұптар деп аталады немесе скиттер. Сондай-ақ, синхронды емес басқа ұшақтарға жауаптар сквиттер ретінде көрінеді).

Жол режимі

Секундына 30-дан аз жауап Пульс-жұп, себебі SEARCH және TRACK-дағы импульстардың орташа саны секундына 30 импульстік жұппен шектеледі. Әуе кемесінің жауап берушісі белгілі бір жауап импульстің бірізділігі алғашқы жауап алу ретімен бірдей аралыққа ие болғаннан кейін DME жер станциясына құлыпталады. Ресивер құлыптаулы болғаннан кейін, оның жаңғырығы ізделетін тар терезе болады және құлыпты сақтай алады.

Қашықтықты есептеу

Радио сигнал 1 жүру үшін шамамен 12,36 микросекундты алады теңіз милі Мақсатқа және артқа (1852 м). Сұрақ пен жауап арасындағы уақыт айырмашылығы, жердегі транспондерлік 50 микросекундтық кідірісті және жауап импульстарының импульстік енін алып тастағанда (X режимінде 12 микросекунд және Y режимінде 30 микросекунд), анықтаушының уақыт схемасы бойынша өлшенеді және арақашықтықты өлшеуге ауысады. (көлбеу диапазон ), теңіз милінде, содан кейін кабинаның DME дисплейінде көрсетіледі.

Қашықтық формуласы, арақашықтық = жылдамдық * уақыт, DME қабылдағышымен DME жер станциясынан қашықтығын есептеу үшін қолданылады. Есептеудегі жылдамдық дегеніміз жарық импульсінің жылдамдығы (шамамен 300,000,000) радио импульсінің жылдамдығыХаным немесе 186,000миль / с ). Есептеу уақыты (жалпы уақыт - 50 импульстің жауап импульсінің ені) / 2.

Дәлдік

DME жер станциясының дәлдігі 185 м құрайды (± 0,1) nmi ).[8] DME әуе кемесінің антеннасы мен DME транспондерлік антеннасы арасындағы физикалық қашықтықты қамтамасыз ететіндігін түсіну маңызды. Бұл қашықтық көбінесе «көлбеу диапазон» деп аталады және тригонометриялық тұрғыдан әуе кемесінің транспондерден биіктігіне және олардың арасындағы жер қашықтығына байланысты.

Мысалы, DME станциясының үстінен 6,076 фут (1 нми) биіктікте орналасқан әуе кемесі DME көрсеткішінде 1,0 нми (1,9 км) көрсетеді. Ұшақ техникалық жағынан бір миль қашықтықта, тікелей миляда орналасқан. Қиғаштық қателігі жоғары биіктікте DME станциясына жақын болған кезде айқын көрінеді.

Радионавигациялық құралдар халықаралық стандарттар, FAA, белгілі бір дәлдікті сақтауы керек,[9] EASA, ИКАО және т.с.с. ұшуды тексеру ұйымдар DME дәлдігін калибрлеу және сертификаттау үшін тиісті жабдықталған ұшақтармен мезгіл-мезгіл маңызды параметрлерді тексереді.

ИКАО 0,25 нми қосындысынан аз дәлдікті және өлшенген қашықтықтың 1,25% -ын ұсынады.

Техникалық сипаттама

Әдеттегі DME жердегі жауап беретін маяк секундына 2700 жауап алу шегіне ие (импульс жұбы секундына - пп). Осылайша, ол бір уақытта 100 әуе кемесіне қашықтық туралы ақпарат бере алады - әуе кемелерінің 95% бақылау режимінде (әдетте 25 пп) және іздеу режимінде 5% (әдетте 150 пп). Бұл шекарадан жоғары транспондер қабылдағыштың сезімталдығын (күшейтуін) шектеу арқылы шамадан тыс жүктеме болдырмайды. Транспондер жүктемесін төмендету үшін әлсіз (әдетте неғұрлым алыс) жауапқа жауаптар еленбейді.

Радио жиілігі және модуляция туралы мәліметтер

DME жиіліктері VOR жиіліктерімен жұптастырылған және DME сұраушысы байланысты VOR жиілігі таңдалған кезде сәйкес DME жиілігін автоматты түрде баптауға арналған. Ұшақтың DME тергеушісі 1025-тен 1150 МГц-ке дейінгі жиілікті қолданады. DME транспондерлері 962-ден 1213 МГц диапазонындағы арнаға тарайды және сәйкес каналда 1025 мен 1150 МГц аралығында қабылданады. арналар жауап алу үшін және жауап беру үшін 126 арна. Жауап алу және жауап беру жиіліктері әрқашан 63 МГц-тен ерекшеленеді. Барлық арналардың арақашықтықтары 1 МГц құрайды, сигнал спектрінің ені 100 кГц.

X және Y арналарына техникалық сілтемелер тек DME импульс жұбындағы жекелеген импульстардың аралықтарына, X арналар үшін 12 микросекундтық және Y арналар үшін 30 микросекундалық аралыққа қатысты.

DME қондырғылары өздерін 1,350 Гц-ке теңестіреді Морзе коды үш әріптік сәйкестік. Егер VOR немесе ILS-мен біріктірілсе, онда ол ата-аналық мекемемен бірдей жеке кодына ие болады. Сонымен қатар, DME өзін негізгі мекемемен сәйкестендіреді. DME идентификациясы VOR немесе ILS локализаторының 1020 Гц тонусынан ерекшелену үшін 1350 Гц құрайды.

DME транспондер түрлері

АҚШ FAA-да үш DME транспондер типі орнатылды (қондыру жүйесімен байланысты емес): Терминал транспондерлері (көбінесе аэропортта орнатылады) әдетте жердің ең төменгі биіктігіне 12000 фут және 25 теңіз миліне дейінгі қашықтықта қызмет көрсетеді; Төмен биіктіктегі транспондерлер әдетте минималды биіктігі 18000 фут және 40 теңіз милін құрайды; Әдетте минималды биіктігі 45000 фут және 130 теңіз милі аралығында қызмет көрсететін жоғары биіктіктегі транспондерлер. Алайда, көбінде көру шектеулеріне негізделген операциялық шектеулер бар, ал нақты өнімділік әр түрлі болуы мүмкін.[10] АҚШ-тың аэронавигациялық ақпараты жөніндегі нұсқаулықта DME транспондерлерінің жоғары биіктігі туралы айтылған: «сенімді сигналдар көру биіктігінің line сызығында 199 мильдік қашықтыққа дейінгі қашықтықта қабылдануы мүмкін».

Ане-мен байланысты DME транспондерлері ILS немесе басқа аспаптық қондырғы белгілі бір ұшу-қону жолағына жақындау кезінде бір немесе екі жақта пайдалануға арналған. Оларға жалпы навигацияға рұқсат етілмеген; минималды диапазон да, биіктік те көрсетілмеген.

Жиілікті пайдалану / канализация

DME жиілігін пайдалану, каннизация және басқа навигациялармен (VOR, ILS және т.б.) жұптастыру ИКАО-мен анықталады.[1] 252 DME арналар олардың жауап алу жиілігі, сұрақтың импульс аралығы, жауап жиілігі және жауап импульстері аралықтарының тіркесімі арқылы анықталады. Бұл арналар 1X, 1Y, 2X, 2Y, ... 126X, 126Y деп белгіленеді. X арналарында (олар бірінші келген) жауап алу және жауап беру импульсінің жұптары 12 микросекундта орналасқан. Y арналарында (сыйымдылықты арттыру үшін қосылған) сұраудың импульстік жұбы 36 микросекундта орналасқан, ал жауап мифесінде 30 микросекундта орналасқан.

DME сұрақтары мен жауаптары үшін барлығы 252 жиіліктер анықталған (бірақ барлығы қолданылмайды), атап айтқанда 962, 963, ... 1213 мегагерц. Жауап алу жиілігі 1025, 1026, ... 1150 мегагерц (барлығы 126), ал X және Y арналары үшін бірдей. Берілген арна үшін жауап беру жиілігі жауап алу жиілігінен 63 мегагерц төмен немесе одан жоғары. Жауап беру жиілігі X және Y арналары үшін әр түрлі, ал нөмірлері 1-63 және 64-126 үшін әртүрлі.

Барлық анықталған арналар / жиіліктер тағайындалмаған. 1030 және 1090 мегагерц орталықтандырылған қайталама бақылау радиолокациялық жүйесі үшін қорғауды қамтамасыз ететін «тесіктер» бар. Көптеген елдерде GPS L5 жиілігін қорғау үшін 1176,45 мегагерцке бағытталған «тесік» тағайындалуы бар. Осы үш «тесік» шамамен 60 мегагерцті қолдануға болатын жиіліктерден алып тастайды.

Микротолқынды қондыру жүйесінің құрамдас бөлігі болып табылатын дәлдік DME (DME / P) жауап алу және жауап импульстері аралықтарының үшінші жиынтығына ие Z арналарына бекітілген. Z арналары Y арналарымен мультиплекстелген және арна жоспарына айтарлықтай әсер етпейді.

Келешек

DME жұмысы ғарышқа негізделген навигациялық жүйелерге балама навигация көзі ретінде жалғасады және мүмкін кеңейеді жаһандық позициялау жүйесі және Галилей.[11]

2020 жылы бір компания өзінің «Бесінші буын DME» ұсынды. Қолданыстағы жабдықпен үйлесімді болғанымен, бұл қайталану үлкен дәлдікті қамтамасыз етеді (DME / DME триангуляциясын қолдана отырып 5 метрге дейін), ал одан әрі жетілдіре отырып, 3 метрге дейін төмендетеді. 3 метрлік жабдық Еуропаның бір бөлігі ретінде қарастырылуда SESAR жобасы, 2023 жылға қарай орналастыру мүмкін.

Жиырма бірінші ғасырда аэронавигация жерсеріктік басшылыққа көбірек тәуелді бола бастады. Алайда жердегі навигация үш себепке байланысты жалғасады:

  • Спутниктік сигнал өте әлсіз, жалған болуы мүмкін және әрқашан бола бермейді;
  • A Еуропа Одағы ереже мүше мемлекеттерден жердегі навигациялық құралдарды сақтауды және ұстауды талап етеді;
  • Егемендік сезімі немесе мемлекеттің өзінің навигациялық құралдарын басқару. «Кейбір штаттар өз территориялары бойынша навигацияны өздері басқаратын құралдарға сенгенді қалайды. Әрбір елде АҚШ сияқты шоқжұлдыз жоқ». GPS немесе Еуропаның Галилейі. «

2020 жылы ұсынылған бесінші буын жабдықтарының бір артықшылығы - оның функционалды тексерілу мүмкіндігі ұшқышсыз ұшулар, бұл шығындарды едәуір азайтуға мүмкіндік береді және алдыңғы басқарылатын сертификаттық ұшу сынақтарының кешігуіне әкеледі.[12]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б в г. Халықаралық азаматтық авиация туралы конвенцияға 10-қосымша, I том - Радионавигациялық көмек; Халықаралық азаматтық авиация ұйымы; Халықаралық стандарттар және ұсынылатын тәжірибелер.
  2. ^ 960-1215 Мегагерц радиожиілік диапазонында жұмыс істейтін әуедегі қашықтықты өлшейтін жабдықтың (DME) минималды жұмыс өнімділігі стандарттары; RTCA; DO-189; 20 қыркүйек 1985 ж.
  3. ^ 960-1215 Мегагерц радиожиілік диапазонында жұмыс істейтін қашықтықты өлшейтін құрал-жабдық (DME); Еуропалық Одақтың авиациялық қауіпсіздік агенттігі; ETSO-2C66b; 24 қазан 2003 ж.
  4. ^ «B қосымшасы: IEEE радиолокациялық жолақтарға арналған стандартты белгілер». Ғылыми мақсаттағы жиіліктерді бөлу және спектрді қорғауға арналған анықтамалық (2-ші басылым). Ұлттық ғылымдар, инженерия және медицина академиялары. 2015 ж. дои:10.17226/21774. ISBN  978-0-309-37659-4.
  5. ^ «Инженер көптеген салаларда мифтерді жарды». 9 қаңтар 2013 - Сидней таңғы хабаршысы арқылы.
  6. ^ АҚШ терминалы және бағыттағы навигация (RNAV) операциялары; Федералдық авиация басқармасы; Айнымалы ток 90-100А; 1 наурыз 2007 ж.
  7. ^ «DME / DME балама позицияға, навигацияға және уақытқа арналған (APNT)», Роберт В. Лилли және Роберт Эриксон, Федералдық авиация басқармасы, ақ қағаз
  8. ^ АҚШ қорғаныс министрлігі және көлік министрлігі (желтоқсан 2001). «2001 Федералды Радионавигациялық Жүйелер» (PDF). Алынған 5 шілде 2011.
  9. ^ АҚШ-тың Федералды авиация басқармасы (1982 ж. 2 қыркүйек). «VOR / DME / TACAN жүйелеріне арналған АҚШ-тың ұлттық авиациялық стандарты».
  10. ^ Аэронавигациялық ақпарат жөніндегі нұсқаулық Мұрағатталды 5 қыркүйек 2008 ж Wayback Machine; Федералдық авиация басқармасы; 12 қазан 2017.
  11. ^ АҚШ қорғаныс министрлігі, ұлттық қауіпсіздік және көлік министрлігі (қаңтар 2009 ж.). «2008 Федералды Радионавигациялық Жоспар» (PDF). Алынған 8 қыркүйек 2010.
  12. ^ Фалес бесінші буынның DME-ін ұсынады (AW&ST, 11 наурыз 2020 ж.)

Сыртқы сілтемелер