Accelerare le misure in pista delle stazioni ILS

Attività da eseguire

I sistemi di atterraggio strumentale (ILS, Instrument Landing Systems) assistono i piloti di aerei durante l'atterraggio, soprattutto quando la visibilità è ridotta a causa di condizioni meteorologiche avverse e di notte. A seconda del campo visivo della pista (RVR) e di altri criteri sono specificate diverse categorie (CAT I, II, IIIA, IIIB). L'ILS CAT III è la categoria più impegnativa, fornisce supporto per l'avvicinamento e l'atterraggio fino a un RVR di 46 m (CAT IIIb). Le stazioni di CAT III sono installate, in genere, presso importanti aeroporti internazionali con un elevato volume di traffico aereo.

Essendo soggetti a requisiti di massima sicurezza, l'Organizzazione internazionale dell'aviazione civile (ICAO) ha standardizzato i parametri critici dei sistemi ILS, che devono essere controllati durante le ispezioni a terra e in volo. I fornitori e le organizzazioni di controllo del volo monitorano, controllano, calibrano e certificano regolarmente questi sistemi di assistenza all'atterraggio per assicurarne il funzionamento preciso.

L'ILS consiste di due sottosistemi indipendenti: il localizzatore (LLZ) fornisce la guida laterale; il sentiero di discesa (GS o GP) fornisce la guida verticale. I sistemi ILS a doppia frequenza (per CAT II e CAT III) hanno due portanti su ciascun sottosistema per separare rotta e autorizzazione e per migliorare, allo stesso tempo, la copertura ILS e la precisione.

Oltre ai sistemi di monitoraggio continuo, le installazioni ILS richiedono ispezioni di terra mensili, tra cui:

• Misura in pista del localizzatore LLZ (struttura della rotta)
• Copertura del localizzatore LLZ (misura rotta/autorizzazione)
• Linearità del localizzatore LLZ (linearità della rotta lungo la pista)
• Copertura del GS (sulla soglia della pista)

La misura di pista (o asse) dell'LLZ è particolarmente critica in quanto il segnale ILS viene misurato lungo la linea centrale della pista, causando un'interruzione del traffico aereo. Per ridurre al minimo tali interruzioni ed eseguire misure con risultati accurati e riproducibili, è necessaria una soluzione di test ILS in grado di eseguire misure in pista affidabili a una velocità, ad esempio di 60 km/h.

Soluzione di misura e collaudo

Lo strumento R&S^®EVS300 è un analizzatore portatile di livello e di modulazione a batteria, progettato appositamente per la verifica e la manutenzione di sistemi di aiuto alla navigazione (NavAid) quali ILS, VOR e marker beacon. La sua velocità impareggiabile di 100 misure/s rende lo strumento R&S^®EVS300 ideale per ispezioni ILS a terra affidabili, tra cui misure in pista alla massima velocità per ridurre al minimo le interruzioni del traffico aereo.

Il modo più semplice per eseguire l'ispezione a terra di un ILS consiste nell'installare lo strumento R&S^®EVS300 in un veicolo di misura ILS dedicato, dotato di antenne ILS e GPS appropriate. Sono necessarie solo poche operazioni per l'installazione dello strumento R&S^®EVS300 con l'opzione R&S^®EVS-K2 per i dato GPS e con l'opzione R&S^®EVS-K3 CRS/CLS per la modalità per le misure di rotta e autorizzazione dei sistemi ILS a doppia frequenza. Oltre ai dati del ricevitore GPS è necessario configurare solo i parametri di base per la misura dell'ILS:

• canale ILS (o frequenza RF nominale)
• modalità di misura (ad es. CRS/CLR per un ILS a doppia frequenza)
• tempo di misura (ad es. 10 ms per la risoluzione completa)
• intervallo di registrazione

Alla massima velocità del veicolo, il registratore dati integrato nel ricevitore R&S^®EVS300 è in grado di registrare una quantità ineguagliabile di 100 set di dati/s. Ciascun set di dati è costituito da più di 50 differenti parametri di misura, compresi livello, frequenza, modulazione e valori di distorsione, parametri ID e valori GPS (tempo e posizione) del ricevitore GPS connesso.

I dati registrati possono essere visualizzati graficamente sullo strumento (visualizzazione grafica) per monitorare i parametri selezionati anche durante la misura in pista. In questo modo è possibile vedere immediatamente, ad esempio, se la differenza misurata nella profondità della modulazione (DDM) di entrambi i toni IF dell'LLZ si trova entro i limiti.

Tutti i dati di misura possono essere esportati in un dispositivo di memoria USB in formato CSV per ulteriori analisi offline (post-elaborazione), confronto con misure precedenti e archiviazione.

Valori DDM con filtraggio ICAO

Per le misure in pista dell'LLZ, la valutazione dei valori DDM (dati grezzi) e i valori con filtraggio ICAO rivestono la maggiore importanza. Il filtraggio ICAO dipende dalla velocità del veicolo; l'allegato 10 Vol. 1 specifica una costante di tempo (in secondi) di 92,6 divisa per la velocità del veicolo (V in km/h) per ispezioni a terra e in volo. Per una velocità del veicolo tipica di 60 km/h, ciò significa ~1,5 s.

In fase di post-elaborazione (ad esempio con MS Excel), i valori DDM misurati vengono filtrati con la costante di tempo calcolata. Questo metodo rivela facilmente se la stazione ILS ispezionata opera entro i limiti ICAO specificati.

Il confronto con le misure di pista precedenti rileva anche piccoli cambiamenti nella tipica traccia DDM (confronto delle impronte digitali) che potrebbero indicare un guasto iniziale del sistema ILS.

Riassunto

Le ampie funzionalità e la velocità di misura senza eguali dello strumento R&S^®EVS300 sono l'ideale per l'esecuzione di ispezioni a terra regolari ed esigenti di segnali LLZ e GS e, in particolare, per le misure ILS in pista su veicoli, per sistemi di CAT II e CAT III. Lo strumento R&S^®EVS300, in formato portatile e alimentato a batteria, supporta inoltre gli standard emergenti come i sistemi GBAS ed è lo strumento perfetto per i controllori del traffico aereo e per i tecnici di assistenza.