Ускорение измерений параметров станций ILS на взлетно-посадочной полосе

Благодаря высокой скорости измерений анализатор уровня и модуляции R&S®EVS300 идеально подходит для надежных измерений параметров ILS на взлетно-посадочной полосе (ВПП) при максимальной скорости движения.

Измерительный автомобиль для проверки станций ILS.
Измерительный автомобиль для проверки станций ILS.

Измерительная задача

Инструментальные системы посадки (ILS) помогают пилоту воздушного судна во время захода на посадку, особенно в условиях ограниченной видимости из-за плохих погодных условий и ночью. В зависимости от дальности видимости на ВПП (RVR) и других критериев определены различные категории таких систем (CAT I, II, IIIa, IIIb). ILS CAT III — это наиболее ответственная категория, обеспечивающая заход на посадку и посадку при минимальном значении RVR 46 м (CAT IIIb). Станции CAT III обычно устанавливаются в важных международных аэропортах с высокой интенсивностью воздушного движения.

Исходя из максимальных требований к безопасности, Международная организация гражданской авиации (ИКАО) стандартизировала критически важные параметры систем ILS, которые должны проверяться во время наземных и воздушных инспекций. Поставщики услуг и организации воздушной инспекции регулярно контролируют, проверяют, калибруют и сертифицируют эти системы посадки, чтобы обеспечить точную работу.

ILS состоит из двух независимых подсистем: курсовой посадочный маяк (LLZ) обеспечивает наведение по курсу; глиссадный маяк (GS или GP) — наведение в вертикальной плоскости. В двухчастотных системах ILS (для категорий CAT II и CAT III) предусмотрено две несущих частоты в каждой подсистеме, чтобы разделить курс и клиренс и улучшить покрытие ILS и точность одновременно.

Помимо систем непрерывного мониторинга требуются ежемесячные наземные инспекции оборудования ILS, включая:

  • Измерение параметров LLZ на ВПП (схема курса)
  • Покрытие LLZ (измерение курса/клиренса)
  • Линейность LLZ (линейность курса поперек ВПП)
  • Покрытие GS (на пороге ВПП)

Измерение параметров LLZ на ВПП (или оси) наиболее критичны, поскольку сигнал ILS измеряется вдоль осевой линии ВПП, что требует прерывания воздушного движения. Чтобы сократить до минимума такие прерывания и обеспечить точные и воспроизводимые результаты измерений, требуется решение для тестирования ILS, способное выполнять надежные измерения на ВПП при скорости транспортного средства, составляющей, например, 60 км/ч.

Двухчастотная система ILS: сигналы курса и клиренса обычно на 8 кГц выше и ниже номинальной частоты LLZ
Двухчастотная система ILS: сигналы курса и клиренса обычно на 8 кГц выше и ниже номинальной частоты LLZ
Регистратор данных R&S®EVS300 (графический вид) позволяет осуществлять непрерывный мониторинг во время измерений на ВПП.
Регистратор данных R&S®EVS300 (графический вид) позволяет осуществлять непрерывный мониторинг во время измерений на ВПП.

Контрольно-измерительное решение

Прибор R&S®EVS300 представляет собой переносной анализатор уровня и модуляции сигналов с аккумуляторным питанием, который специально создан для проверки и обслуживания навигационных систем (NavAid), таких как ILS, VOR и маркерные маяки. Благодаря непревзойденной скорости 100 измерений/с анализатор R&S®EVS300 идеально подходит для надежной наземной инспекции ILS, включая измерения на ВПП при максимальной скорости автомобиля, чтобы сократить прерывания воздушного движения до минимума.

Самый простой способ проведения наземной инспекции ILS — это установка анализатора R&S®EVS300 в специализированном транспортном средстве для измерений параметров ILS с соответствующими антеннами ILS и GPS. Требуется всего несколько действий, чтобы настроить прибор R&S®EVS300 с опцией режима GPS R&S®EVS-K2 для формирования отметок GPS и опцией режима CRS/CLS R&S®EVS-K3 для измерений курса и клиренса двухчастотных систем ILS. Помимо данных приемника GPS требуется настраивать только базовые параметры измерения характеристик ILS:

  • Канал ILS (или номинальная радиочастота)
  • Режим измерения (например, CRS/CLR для двухчастотной системы ILS)
  • Время измерения (например, 10 мс для полного разрешения)
  • Интервал регистрации

При максимальной скорости транспортного средства встроенный регистратор данных прибора R&S®EVS300 способен регистрировать непревзойденный объем информации 100 наборов данных/с. Каждый набор данных содержит более 50 различных измеряемых параметров, включая уровень, частоту, значения для модуляции и искажений, параметры идентификации и значения GPS (время и местоположение) из подсоединенного GPS-приемника.

Зарегистрированные данные можно в графическом виде отображать на экране прибора, чтобы контролировать выбранные параметры даже во время измерений на ВПП. Таким образом, например, можно сразу увидеть, находится ли в заданных пределах измеренное отличие глубины модуляции (DDM) обеих промежуточных частот LLZ.

Все результаты измерений можно экспортировать на USB-накопитель в формате CSV для дальнейшего автономного анализа (постобработки), сравнения с предшествующими измерениями и архивирования.

Измеренные и отфильтрованные согласно требованиям ИКАО значения DDM: экспортированные результаты измерений DDM для курса соответствуют исходным данным с типичными зубцами (голубые); отфильтрованные согласно требованиям ИКАО значения DDM (темно-синие) соответствуют пределам ИКАО (красные).
Измеренные и отфильтрованные согласно требованиям ИКАО значения DDM: экспортированные результаты измерений DDM для курса соответствуют исходным данным с типичными зубцами (голубые); отфильтрованные согласно требованиям ИКАО значения DDM (темно-синие) соответствуют пределам ИКАО (красные).

Отфильтрованные согласно требованиям ИКАО значения DDM

Для измерений параметров LLZ на ВПП наиболее важными являются оценка значений DDM (исходные данные) и соответствующие значения после фильтрации согласно требованиям ИКАО. Фильтрация согласно требованиям ИКАО зависит от скорости транспортного средства. В приложении 10 тома 1 указана постоянная времени (в секундах), равная значению 92,6 деленному на скорость транспортного средства (V в км/ч), для наземной и воздушной инспекции. Для типовой скорости транспортного средства 60 км/ч это значение равно ~1,5 с.

При постобработке (например, с помощью приложения MS Excel) измеренные значения DDM фильтруются с использованием рассчитанной постоянной времени. Этот метод позволяет легко проверить, работает ли проверяемая станция ILS в заданных ИКАО пределах.

В результате сравнения с предшествующими измерениями на ВПП обнаруживаются даже небольшие изменения типового графика DDM (сравнение характерных особенностей), которые могут служить первыми признаками неисправности системы ILS.

Заключение

Благодаря разнообразным функциональным возможностям и непревзойденной скорости измерений анализатор R&S®EVS300 идеально подходит для ответственных наземных инспекций сигналов LLZ и GS, а в особенности для измерений на ВПП параметров систем ILS CAT II и CAT III с использованием транспортного средства. Анализатор R&S®EVS300 поддерживает самые новые стандарты, например, системы GBAS, в одном портативным блоке с аккумуляторным питанием и представляет собой превосходный инструмент для авиадиспетчеров и специалистов по техническому обслуживанию.