第五章交通管制与飞行安全警告系统

第五章交通管制与飞行安全警告系统第五章交通管制与飞行安全警告系统5.1ATC应答机系统5.2气象雷达系统5.3近地警告系统5.4TCASII防撞系统5.1ATC应答机系统空中交通管制雷达系统包括：一次监视雷达、空中交通管制雷达信标系统。空中交通管制雷达信标系统也可以称为航管二次监视雷达系统。通常，把系统的地面二次监视雷达简称为二次雷达，而把机载应答机称为应答机。5.1.1ATC雷达信标系统5.1.2机载应答机系统5.1.3S模式应答机5.1.1ATC雷达信标系统一、二次雷达的工作方式它是由地面二次雷达——询问器与机载应答器配合，采用问答方式工作的。地面二次雷达发射机产生询问脉冲信号由其天线辐射；机载应答机在接收到有效询问信号后产生相应的应答信号发射；地面二次雷达接收机接收这一应答信号，在进行一系列处理后获得所需的飞机代码等信息。二、二次雷达系统的组成及工作概况二次雷达系统询问发射频率1030MHZ接收频率1090MHZ二次雷达系统组成二次雷达系统工作概况1.编码器的控制下，产生一定模式的询问脉冲对信号，2.通过条形方向性天线辐射。3.在其天线波束照射范围内的机载应答机对所接收到的询问信号进行接收处理与译码识别，如果判明为有效的询问信号，则由应答机中的编码电路控制发射电路产生应答发射信号发射。4.所产生的应答信号是由多个射频脉冲组成的射频脉冲串，它代表飞机的识别代码或高度信息。5.与此同时，向同一方位辐射的一次雷达也会接收到飞机所产生的回波信号，它的接收机所产生的飞机视频回波信号也同时输往数据处理与显示系统。在控制中心的圆形平面位置显示器上的同一位置，显示飞机的一次雷达回波图像与二次雷达系统所获得的飞机识别代码及高度信息。可见，航管二次雷达系统可以获得的信息主要有：1.飞机的距离与方位信息2.目标的识别信息，即飞机（军用或民用）的代码3.飞机的气压高度4.一些紧急告警信息，如飞机发生紧急故障、无线电通讯故障或飞机被劫持等三、二次雷达的询问模式与信号技术参数机载应答机所回答的信息内容，决定于地面二次雷达的询问信号。询问信号的模式与询问的方式，由管制中心确定。地面二次雷达发射的是射频脉冲信号。这种信号由间隔不同的脉冲对信号组成。脉冲信号的脉冲编码方式称为询问模式。目前，国际民航组织规定的航管二次雷达询问模式共有6种，分别称为模式1.2.3/A、B、C和D。询问模式1.A：询问空中飞机代码2.B:询问民航飞机代码（国外使用）3.C：询问飞机高度4.D:尚未分配应答信号识别码与高度码机载应答机在收到地面二次雷达的有效询问信号后，将根据询问模式产生相应的应答发射信号。当地面二次雷达所发射的是A模式的识别询问时，应答机产生识别码应答信号；对于高度询问，则回答飞机的实时气压高度编码信息。应答机只对事先约定的识别询问模式产生识别应答信号。高度询问模式C，在应答机控制盒上的高度报告开关（ALT）置于接通位的情况下，应答机是自动应答的。飞机代码由空中交通管制部门指定识别码是空中交通管制中用于表明飞机身份的代码。识别码为四位八进制码。可利用应答机控制合面板上的识别码设定旋钮来设定。信息脉冲共有12个，分为A、B、C、D四组，每组三个脉冲。分别为A1、A2、A4，B1、B2、B4，C1、C2、C4，D1、D2、D4。这12个脉冲在应答脉冲序列中的排列顺序为A1、C1、A2、C2、A4、C4、B1、D1、B2、D2、B4、D4。紧急代码7500---用于飞机受到非法干扰7600---用于双向无线电通信设备出现故障7700---用于飞机处于紧急状态0000---通用码高度应答码当应答机回答模式C的询问时，它的应答脉冲串表示飞机的气压高度信息。气压高度信息是由大气数据计算机提供的5.1.2机载应答机系统一、机载组成二、控制盒介绍三、使用特点1.滑行时，一般应将应答机放在“STBY”；起飞后，才将应答机从“STBY”旋至“A”。2.着陆后，应将应答机放在“STBY”。3.ATC要求识别时，应按下应答机识别按钮并保持一会儿再松开。4.改变应答机代码时，不应随意将应答机置定为7500、7600、7700，一面引起误会。5.1.3S模式应答机一、离散寻址信标系统的基本原理离散寻址信标系统的基本思想，是以选择性的询问-应答方式，取代ATCRBS的广播式询问-应答方式，从而从根本上消除ATCRBS的相互串扰等缺陷。为此，赋予每一架飞机一个独特的24位地址码。地面雷达以数字式询问信号，询问指定地址码的飞机。离散寻址信标系统的机载应答机称为S模式应答机。二、离散寻址信标系统的询问信号离散寻址信标系统可以产生多种不同类型的询问信号，以满足不同的需要。以下说明ATCRBS／S模式全呼叫、S模式只呼叫等几种主要的询问信号的格式与调制方式。ATCRBS／S模式全呼叫DABS只呼叫在需要询问常规的A、C应答机而不希望S模式应答机应答时，二次雷达所发射的是ATCRBS只呼叫询问信号。它与上述ATCRBS／S模式全呼叫询问信号十分相似，只是其中的P4脉冲的宽度改为0.8μs三、应答信号四、S模式应答机的基本工作这种应答机是和现行的ATCRBS是兼容的，因此，它的接收机应既能接收A、C模式的询问信号，又能接收S模式的询问信号。它的发射机既能够产生A、C模式的识别应答信号，又能产生S模式的数字式应答信号。•工作概况1.离散寻址信标系统地面询问机首先对其管辖范围内的所有飞机做一个全呼叫询问；--意在让所有应答机报个模式2.A/C模式应答机以A/C模式回答；S模式应答机以S模式回答;3.地面询问机收到回答信号后，确定飞机方位，并对回答信号做处理；—A/C模式信号：显示飞机代号/高度、位置S模式信号：回答信号是飞机的地址4.对于S模式应答机回答的信号，地面询问机把回答信号中的地址和位置飞别存入存储器，并核实确是本询问站所负责管辖的飞机，则把这些飞机的位置和地址分别编入到各个飞机点名的字段内，并把这些信息送到邻近空域管制台。5.地面询问机确定了S模式应答机的位置和地址后，就切断全呼叫询问，而以带有飞机字段的S模式询问格式对飞机作点名式询问。被点名飞机以S模式询问格式进行回答。回答飞机代号或飞机高度由接收到的询问格式确定。复习思考题空中交通管制应答机的用途是什么？模式是根据什么划分的？询问飞机代码和高度的模式各是什么？已知飞机代号1240、5466，如何编码？S模式应答机有什么特点？5.2气象雷达系统气象雷达基本功用气象雷达基本原理、基本工作方式气象雷达系统组成与部件功用气象雷达系统使用注意事项气象雷达基本功用机载气象雷达系统用于在飞行中实时地探测飞机前方航路上的危险气象区域，以选择安全的回避航路，保障飞行安全1.飞行员提供飞机前方航路及其两侧扇形区域中的气象状况2.其它障碍物的平面显示图象气象雷达基本原理机载气象雷达能够将飞机前方航路上的气象目标或其它目标的存在及分布状况呈现在显示器上。气象雷达的这一基本工作过程，可以看成是对目标的探测过程和确定目标的距离与方位的过程。以下分别说明气象雷达探测目标、确定目标距离、方位的基本原理。基本工作方式1.气象探测危险气象目标EFIS控制板选择工作方式、接通WXR开关气象雷达控制板选择WXEHSI上显示工作方式、量程、天线俯仰信息2.气象+湍流还可探测带有一定雨滴的湍流距离范围选择小于或等于40NM3.地图用于识别地形特征一般和TILT旋钮配合使用，天线下俯气象雷达系统组成与部件功用基本组件为雷达收发组、雷达天线、显示器、控制盒和波导系统。此外，还需由IRU提供倾斜和俯仰稳定信号。气象雷达系统的操作显示距离选择最大320nm，巡航时一般选择40nm、80nm等天线俯仰调节30000-40000FT巡航时建议俯仰角度选择距离显示陆上水上40nm-50-8.2080-3.30-5.10气象雷达系统使用注意事项飞机加油或其他飞机加油时要注意机头朝着近距离建筑物时要注意飞机前方有人时要注意地面检查气象雷达时，天线尽量上仰复习思考题彩色气象雷达的功用与探测原理彩色气象雷达的基本工作方式有那些？彩色气象雷达在EHSI上的显示情况气象雷达系统使用注意事项5.3近地警告系统5.3.1GPWS的系统概述一、功用近地警告系统（GPWS）是一种保障飞行安全的重要电子设备。它的功用是当飞机处于不安全的接地飞行状态，或飞机进入风切变区域时向机组发出警告，以使飞行员意识到飞机所处的危险状态并立即采取纠正措施，使飞机脱离不安全的接地飞行状态。二、GPWS的基本工作原理三、近地警告系统工作方式第一种方式是过大的下降率警告方式。飞机的离地高度较低时，如果飞机的下降率超出了安全飞行的极限。第二种方式是过大的接近率警告方式。由于地形的上升，即使飞机的飞行姿态没有改变，也可能导致飞机与上升的地面之间的接近率过大。第三种方式是掉高度过大警告方式。飞机不在着陆形态，或飞机在爬高期间（起飞或复飞）过大地掉高度。第四种方式是飞机离地净高太小警告方式。当飞机不在着陆形态（起落架收上和／或襟翼小于或等于15单位）时飞机离地净高太小时发出警告。第五种方式是低于下滑道过大警告方式。飞机在进近过程中起落架放下后，如低于下滑道过大则系统发出警告。第六种方式为高度报告方式。当飞机在下降过程中通过某些规定的高度时第七种方式是风切变警告方式。5.3.2GPWS系统组成与部件功能1、GPWS控制板GPWC根据所设定的各种近地警告方式的极限值，监测飞机的飞行参数和地形净空状况参数，将这些参数与所建立的极限值比较，以在飞机进入其中一种近地警告方式时，发出相应的警告或警戒信息。计算机还可将系统故障资料贮存在非易失性内存中，并可通过前面板上的显示窗显示。2、近地警告计算机3、EADI红色风切变信息显示WINDSHEAR4、警告灯用于提供近地警告系统的目视指示。方式1、2、3、4、红色pullup灯亮方式5琥珀色bellowg/s灯亮5.3.3GPWS系统工作方式1.飞行参数输入离散信号模拟信号数字信号2.信号输出目视信号灯、EADI音响信息不工作提醒灯（1）飞机的速度；（2）飞机的无线电高度；（3）飞机的气压高度；（4）飞机的升降速度；（5）飞机相对于下滑道的偏离量（6）飞机的航向；（7）飞机的经纬度；（8）飞机的俯仰与倾斜角及俯仰变化率；（9）飞机的加速度数据；（10）飞机的襟翼位置；（11）飞机的起落架位置；（12）空地状态等。EG.方式3起飞或复飞后掉高度方式3警告有二种子方式：方式3A和3B。方式7风切变警告当进近或起飞中具有水平和垂直风切变情况时发出风切变是大容积的空气迅速改变流动方向的效应，最危险的风切变是下冲微暴。当飞机在地形附近，一个下冲微暴使驾驶员没有时间去修正风切变的影响。飞机遭遇微暴时，其初始影响为增加空速和升力，由于增加升力，飞机增加高度。当飞机继续通过微暴时，其影响迅速改变为丧失空速和升力，此时飞行高度迅速减小。GPWS能够提供风切变的音响和目视警告。音响警告包括两声警笛声，接着是语音警告“WINDSHEAR、WINDSHEAR、WINDSHEAR”（风切变）。目视警告是两部PFD（或EADI）上显示的红色风切变警告信息。思考题功用信号输出有哪些？包络调制的目的基本工作原理5.4TCASII防撞系统TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystemACASAirborneCollisionAvoidanceSystem5.4.1系统概述一、机载防撞系统的基本概念随着空中交通的迅速发展，一些中心机场终端区和其他繁忙空域中的飞机密度不断增大，飞机之间的水平间隔和垂直间隔也随之减小，飞机之间出现危险接近的情况时有发生。机载防撞系统的基本设想，是研制一种装备在飞机上的电子系统，设法监视本架飞机周围空域中其它飞机的存在、位置以及运动状况，以使飞行员在明了本机邻近空域交通状况的情况下，主动地采取回避措施，防止与其它飞机危险接近。功用•为防止飞机之间的危险接近，保障空中交通安全，研制的一种独立于地面设备的机载电子系统。•它通过询问和监听周围飞机的ATC应答机，来监视本架飞机周围空