自动着陆

自动着陆（共5篇）

自动着陆 篇1

摘要：本文对基于仪表的自动着陆技术进行了研究, 以波音747飞机为对象, 分别对自动着陆系统纵向以及横侧向控制律进行了设计, 运用MATLAB软件得到了自动着陆系统仿真软件, 该仿真软件的构建及分析结果为自动着陆系统技术的进一步研究提供了思路和参考, 可应用于工程实际。

民机的进近着陆阶段是事故多发阶段, 也是最复杂的飞行阶段。由于这一阶段飞行高度低, 所以, 对飞机安全的要求也最高, 尤其在终端进近时, 飞机的所有状态都必须高精度保持, 直到准确地在一个规定的点上接地。对民机着陆, 目前世界上主要有仪表着陆系统、微波着陆系统、全球定位系统三种方式。

仪表着陆系统目前发展比较成熟, 但存在着智能提供单一而又固定的下滑道、波束覆盖区小、多径干扰严重等缺点;微波着陆系统主要优点是导引精度高、比例覆盖区大, 能提供各种进场航线和全天候导引功能, 但造价高, 地面和记载设备要求高, 换装代价较大, 发展受到限制;GPS是美国军方研制的卫星导航系统, 是继惯性导航之后, 导航技术的又一重大发展, 具有全球、全天候定位能力、军用信号定位精度高、应用范围广和相对造价低的优点, 但也存在由于受到人为干扰时误差较大的缺点。

本文对仪表自动着陆系统进行了控制律设计, 由于在着陆阶段, 飞机的高度和速度变化范围较小, 因此采用小扰动方法将飞机的非线性运动方程进行线性化处理, 从而利用简化后的线性模型进行运动分析和控制律设计。另外由于飞机自身的对称性, 在进行线性化过程中可以将纵向和横侧向进行解耦, 分别进行控制律的设计, 最后通过综合验证, 完成自动着陆系统的控制律设计。

仪表纵向自动着陆控制律设计

纵向自动着陆控制律包括内环电传增稳控制和外环俯仰角控制、下滑着陆航迹控制, 同时需要控制发动机调节速度, 所以纵向仪表自动着陆控制为姿态和航迹的综合控制。设计时需要先设计电传增稳控制律, 保证飞行稳定和驾驶员操纵的飞行品质, 再设计俯仰角跟踪回路以及纵向航迹跟踪保持控制回路。纵向自动着陆系统结构框图见图1所示。

(1) 内环纵向电传增稳控制系统

由于飞机在高速飞行时, 乘客主要感受法向过载的变化, 而在低速飞行时, 主要感受俯仰角速率的变化, 因此在考虑纵向飞行品质时, 采用C*准则, 即综合考虑飞机的法向过载和俯仰角速度进行内环电传纵向增稳的设计。纵向电传增稳控制采用C*显模型跟踪进行最优二次型设计, 该设计兼顾了飞机的操作品质和乘客舒适性, 满足了飞行品质的要求。包含全状态反馈的闭环控制增稳系统结构框图见图2所示。

(2) 俯仰角跟踪控制系统

俯仰角跟踪控制系统用于对飞机俯仰角进行控制, 能够根据飞行状态的需要将飞机保持在给定的俯仰角。作为飞机纵向航迹控制的内环, 其性能是保证自动着陆各阶段航迹精确跟踪的基础, 应实现对俯仰角指令快速、平稳的跟踪。俯仰角跟踪控制系统以纵向电传控制增稳系统作为内环进行设计, 采用了比例积分控制, 结构框图见图3所示。

(3) 速度保持与控制系统

飞机在自动着陆过程中, 需要精确控制着陆速度, 应采用自动油门系统实现速度保持与控制。着陆航迹偏差通过升降舵来进行修正, 而自动油门系统主要用来补偿着陆航迹跟踪过程中带来的速度偏差, 使速度保持在规定范围内。速度保持与控制系统结构框图见图4所示, 采用了比例积分控制。

(4) 定高控制系统

飞机自动着陆初始阶段即为定高阶段, 定高环节采用俯仰角控制环节作为内环, 对给定高度指令进行跟踪, 当偏离指定高度时, 飞机会自动调节飞行姿态, 爬升或下降到指定飞行高度。飞机定高平飞至截获下滑波束后转入下滑控制阶段。定高控制系统以俯仰角控制为内环, 反馈高度信号进行控制, 其结构框图见图5所示。

(5) 下滑波束导引系统

飞机着陆截获下滑波束后, 开始进入下滑线跟踪阶段。下滑波束导引系统通过建立航迹倾角∆u与波束偏差角Γ的关系, 构建对应反馈控制环节, 使飞机在下滑阶段能够自动修正偏差, 精确跟踪下滑线。

本文设定下滑波束线的仰角为3度, 航迹倾角∆u和波束偏差角Γ间的运动学关系见图6所示。

下滑波束导引系统以俯仰角控制系统为内回路, 利用下滑耦合器调节飞机姿态, 使波束偏差角最终为0。下滑波束导引系统下滑耦合器结构框图见图7所示。

(6) 拉平控制系统

飞机在垂直平面内, 从下滑过渡到实际着陆点的纵向运动轨迹称为拉平轨迹。自动着陆需要设计拉平控制律, 将下滑时的垂直速度减少到允许的着地速度, 使飞机平稳、安全接地。本文选取的拉平初始高度为15m, 采用指数曲线设计拉平轨迹, 公式为:

拉平控制系统也采用俯仰角控制系统作为内环, 通过改变姿态角来调整飞机的垂直下降速度, 拉平控制系统结构框图见图8所示。

使用Matlab/Simulink软件对纵向自动着陆控制系统进行仿真建模, 模型见图9所示。

仪表横侧向自动着陆系统控制律设计

横侧向自动着陆系统采用内环控制增稳、中环姿态控制和外环轨迹控制。在内环控制增稳回路的基础上, 中环姿态控制回路跟踪飞机姿态控制指令;外环飞机侧偏距控制回路消除在飞机着陆阶段相对于跑道中心线的侧偏距, 横侧向自动着陆系统结构框图见图10所示。

(1) 横侧向增稳控制

横侧向增稳控制主要是从增强稳定性和使滚转角与侧滑运动解耦的角度进行设计, 包括增稳控制以及前馈控制, 横侧向增稳控制结构框图见图11所示。

本文采用特征结构配置方法通过侧滑角β、滚转角速率p、偏航角速率r和滚转角φ反馈信号产生副翼和方向舵指令, 以使飞机具有良好的飞行品质。前馈控制用来实现飞机对驾驶员指令信号的快速跟踪以及滚转与侧滑运动的静态解耦。

(2) 横侧向姿态控制

横侧向姿态控制的基本要求是实现滚转角和偏航角的快速、精确跟踪, 采用模型跟踪最优二次型设计方法进行横侧向姿态控制, 其结构框图见图12所示。

(3) 侧向波束导引系统

侧向波束导引系统是将飞机偏离航向信标台发射的无线电波束中心线的信号通过耦合器变为滚转控制指令, 输给自动驾驶仪的侧向通道, 操纵副翼偏转来改变航迹方位角χ, 修正飞机水平方向上的航迹。即侧向波束耦合器与自动驾驶仪侧向通道耦合, 构成侧向波束自动控制系统, 自动修正飞机水平方向上的航迹, 使飞机对准跑道中心线飞行。

首先建立飞机侧向运动参数与波束偏差角λ之间的几何关系, 见图13所示。

图中:ψ为飞机纵轴偏离给定航向的偏航角;β为侧滑角;y为机偏离等信号线的侧向偏离;R为机重心到航向信标台的距离;λ为离波束等信号线的偏差角。

侧向波束耦合器是将波束偏差角信号转换为滚转指令信号的装置, 其控制律为PID控制, 公式为:

偏差角信号是使飞机稳定在高频无线电波等强度线上的基本信号, 积分信号用来消除静差, 角速率信号用来改善稳定性。综上分析, 侧向波束导引系统结构框图见图14所示。

使用Matlab/Simulink软件对侧向自动着陆系统进行仿真建模, 模型见图15所示。

仿真与分析

利用Matlab/simulink建模的自动着陆控制律模型软件对B747飞机的自动着陆过程进行仿真, 采用Matlab/GUI搭建的自动着陆系统仿真软件界面见图16所示。

在自动着陆系统仿真软件界面中设置飞行初始条件、环境参数及控制参数, 然后点击开始仿真按钮运行仿真模型, 本次设置的参数见表1所示。

自动着陆仿真曲线见图17至图25所示。

从上述飞机着陆曲线可以看出, 所设计的自动着陆控制律可以实现飞机对理想着陆轨迹的精确跟踪。整个着陆过程中滚转角、俯仰角、偏航角变化值都不大, 且振荡次数很少, 飞机姿态变化平稳, 对于民机来说, 具有较好的乘坐舒适性。飞机接地时, 俯仰角为3度, 主轮先接地, 符合实际着陆情况。

另外在定高段和下滑段, 采用自动油门系统进行速度保持, 因此能够将飞行速度控制在75m/s左右, 图中显示速度控制误差范围不超过1m/s。在拉平段飞机适当减速, 由75m/s平稳过渡到72m/s, 确保飞机平稳、安全的着陆。

结语

本文对基于仪表的自动着陆技术进行了研究, 以波音747为对象进行了自动着陆控制律的设计, 通过仿真验证了所提出的自动着陆系统控制律结构合理性与控制性能。仿真验证结果表明, 本文所设计的自动着陆系统控制律能够保证较高精度的航迹跟踪, 能够实现飞机安全、平稳的接地着陆, 控制响应过程平缓, 使飞机具有良好的乘坐品质和操作性能。

自动着陆 篇2

让心着陆作文

作者/孔繁榕 [661100]云南省蒙自高级中学毓秀文学社

始终飞翔于天际的鸟儿，会因体力不支丽坠落;始终浮沉于空中的土粒，会因不能附着大地而成为灰尘;

同样，始终处在浮动状态的心，也会因长期脱离现实的土壤、真实的自己而衰竭，变成废品。让心着陆;重新审视自己，找准定位，是十分必要的。

面对强大的竞争市场，一份份简历在投出，但一份份失望也在送回。面临毕业的大学生慌了，未来前途的渺茫，眼前水电费缺交的尴尬……于是他们开始像沙尘暴一样地“袭击”北京上海，力图找到一个安置点。其实，在他们满街乱转时，却从不看看自己简历上的那些空洞阐释的野心，苍白的表述能力，虚假的社会经验和求高薪报酬的内容。有时在想，这究竟是企业招人呢，还是企业被招人?

为何不让自己的心着陆?为何不让自己离地面近一些，甚至可以先在地上助跑一阵，等找准了方向再展翅飞翔。把自己似脱缰野马的.空想收一收，把自己过于看高自己的姿态转换一下，踏实得像泥土一样附着于大地。也许会被人踩踏，但当走的人多了，你也可以得到升华，变成一条路，甚至是大道。

让心着陆，褪下自己华丽的外壳，同样能得到不一样的尊重，找到自身价值的实现地。

几年前的歌星总会在上台后大喊： “大家好，我来了。”几年后的明星却会说： “谢谢大家，你们来了。”在短短几句话里，在主客体交换的语法中，不难看出他们对于观众的尊重和放下身段的大气。也许，这也就是已经闯入好莱坞，但回到母校仍能亲切可人地交谈的演员章子怡的让入学习之处了。

同样，我国官员是否也可以回归大众呢?而不是在公路上用喇叭大喊“行驶车辆靠右行”，或是在视察时，直甩弄那吸人民血汗钱的肚子，最后脑满肥肠地以一篇“大论”作结尾。显然官员们应学会让自己的心着陆，别总漂浮于金钱权力的空间，把心扎在土地上，扎深了，听群众乐，解人民忧。这样，当群众大树成长，长高长粗时，你将会被托举入空中。不同于以往的是：你有了强大的支撑，不再是人们心中那碍眼无用的灰尘，不再是那花花世界的追逐者。

让心着陆，附于大地，去真真切切地感受自我，感受大众。别总在虚拟空间徘徊，别总纸醉金迷地沉浮……土因着陆才能助植物成长。落红也是着陆于土地，才能润物无声。牛玉儒、李春燕也因回归群众，实现了价值的升华……

让心着陆，有时照样能找到路基，准备更好地起飞。

(指导老师：刘源)

简评：

自动着陆 篇3

在机器人研究领域里,无人机系统已经成为一个主要趋势,在无人机降落过程中,对降落目标的识别以及无人机位姿估计是两个至关重要的问题。文献[3]中采用net-Recovery方法,系统整体分为地面系统和无人机搭载系统。无人机搭载系统负责图像采集以及控制无人机的飞行,通过GPS和IMU收集位置信息;地面系统负责图像处理,获取基于视觉的位置和速度评估值。文献[2]中设计了一种新型降落目标模型,充分应用到几何特性。由此篇文章的启发,本文中也自主设计了一种易于识别的模型,在识别之后,先将目标区域进行分割,然后再进行无人机位姿估计。文献[5]中的设计是基于文献[2]中设计的目标识别的改进,考虑到了光线及遮挡问题,提取效果较好,增强了目标识别的鲁棒性。文献[6]提出了一种新型着陆模型,用到同心圆图形比例关系,但没有给出侧方检测出椭圆时的处理方法。文献[1]和文献[4]中都提出了一种目标分割的方法和流程。文献[1]中应用到了直方图均衡、图像分块匹配及Cam Shift算法提取图像轮廓。而本文应用彩色直方图分割,先确定图像中是否有降落目标,再通过椭圆拟合和椭圆分割,将目标图像分割出来,然后再通过坐标转换,将位置估计转化为一个一元十二次方程的求解问题。

本文采用一种新型着陆目标,如图1所示,本图形由一个六边形、三个同心圆和一个等边三角形组成,每个图形的边长如表1所示。每个图形与其外围图形之间有颜色区分,着陆目标大部分都为红色,少部分为白色。视觉算法流程图如图2所示。

1 基于彩色直方图及椭圆拟合的目标提取

本文采用HSV颜色模式,通常采集的图片颜色模式为RGB,但是RGB模式对颜色的失真度较大,所以首先将RGB模式转为HSV模式,其中H代表色相,通过公式1求取红色像素个数。

其中M为红色像素个数,N为总像素个数。当比例满足一定阈值时,我们认为图像中有要寻找的着陆目标;否则,直接进行下一帧图像检索,如公式(1)所示。考虑到目标远近及角度问题,其中Color Treshold阈值我们取0.05。

初步预判图像中是否有着陆目标后,采用边缘识别比较优秀的Canny边缘检测算法进行检测。为了防止边界细小并且出现细小的断续,我们采用膨胀腐蚀方法对图像进行处理。先做膨胀,使图形闭合,再做腐蚀,消除膨胀后边界过粗现象。

边缘检测好后,我们采用最小二乘法进行椭圆拟合,椭圆的表达式如公式(2)所示。其中包括六个位置参数,令α=[αuu,αvv,αuv,αu,αv,α0],w=[u,v],求出椭圆参数。求出的椭圆方程满足所有边界点与其距离差方和最小。接下来通过椭圆过滤,滤掉不规则的外部边界以及着陆目标中非椭圆部分。在拟合出的椭圆中会得到长半轴和短半轴长度m和n,这里我们将m和n的范围同时扩大或缩小相同的倍数,使得一个椭圆变成一个椭圆簇,椭圆簇中每个椭圆的旋转角度相同,两个焦点坐标相同,短半轴与长半轴的比例相同,即满足公式(2)的关系。本文中Threshold1设在0.85~1.15之间,同时我们计算满足公式(2)的点数占边缘点数的比例,比例范围在一定区间的椭圆才确定是我们需要检测出的边缘,如表达式(3)所示。本文中Threshold2设为0.95。因为我们所选择的图形椭圆比例固定,并且圆映射后其半径会映射为椭圆的长半轴长度,在检测出的椭圆中我们需要进行不同椭圆长半轴之间比值判断,这里我们只判断外圆和第二层圆的比值,而内部圆形用于圆心的定位,比例如公式(4)所示,δ范围为0.95~1.10。

单位:cm

当椭圆确定后,因为范围大的椭圆对圆心估计的失真较大,所以我们根据识别出来的最小椭圆来判定圆心坐标,同时根据外圆半径与六边形的比例关系,可以确定着陆目标的范围,通过基于Ramer–Douglas–Peucker(RDP)算法多边形拟合,可以降低曲线中的点数,只保留顶点坐标,通过判定顶点坐标是否全部都在预先确定的着陆目标范围内而排除干扰图形。其中顶点坐标范围判别如公式(5)所示,L为六边形顶点到圆心距离,Threshold3为阈值,设为1.2。

通过以上公式,可以提取出六边形和三角形,并且过滤掉外围干扰边缘。

2 位置估计及参数估计

当我们得到椭圆方程后,根据外圆的参数,可以得到长短半轴与坐标轴平行时椭圆的横滚角为φ、长半轴长为m,短半轴长为n,如公式(6)~(8)所示。空间位置具有六个自由度,即,其中V是无人机相对于着陆目标原点的空间位置坐标,R是无人机相对于着陆目标原点的角度坐标,ad为俯仰角,γd为偏航角,φd为横滚角。其中,φd可以通过椭圆参数求得的φ直接得出,而其他五个参数可以通过坐标转换得出,各坐标系之间的关系如图3所示。

在摄像机拍摄的图像中,设光心与地面交点为原点O,光轴在水平面投影为X轴,水平面上与X轴垂直的为Y轴,与水平面垂直的为Z轴,以O为坐标原点的地面坐标系为OXYZ。以Y轴为旋转轴,将OXZ平面旋转α角,使Z'轴与光轴重合,得到O'X'Y'Z'坐标系。在获取的图像上,我们以图像的中心为坐标原点,图像横向为U轴,图像的纵向为V轴,光心为原点Oc,即图像中心。由于拍摄图像时摄像机会有一定的横滚角φ,即椭圆与图像U轴的夹角,让坐标系OCUV旋转φ角度,使横滚角为0℃,旋转后的坐标轴为O'CU'V',坐标系O'CU'V'为坐标系O'X'Y'Z'的投影。令OOC长度为h,圆心在OXYZ中的坐标为(x0,y0),大圆的半径已知为R。

地面坐标系中,圆的方程如公式(9)所示;坐标系OXYZ与坐标系O'X'Y'Z'的转换关系如公式(10)所示;坐标系OCUV与坐标系O'CU'V'的转换关系如公式(11)所示。

从坐标系O'X'Y'Z'到坐标系O'CU'V'的映射满足小孔成像映射原理,其映射表达式如(12)所示,其中f为摄像机焦距。图像中椭圆的一般方程表达式如(13)所示,由坐标系OCUV旋转φ角得到坐标系O'CU'V'后,椭圆的表达式如(14)所示,由表达式(9)、(10)、(11)、(12)和(14)解得椭圆方程的参数如(15)所示。[αuu,αvv,αuv,αu,αv,α0]已知,φ角可直接由公式(8)求得,所以由(13)可求得O'CU'V'坐标系中椭圆方程的参数如公式(17)所示。

联立(15)和(17),并令得关于x的一元十二次方程,将j由公式(8)求得值带入公式(1 7)中求[α'uu,α'vv,α'uv,α'u,α'v,α'0]的值,椭圆短半轴与长半轴的比值是COSα,将[α'uu,α'vv,α'uv,α'u,α'v,α'0]和α值带入(15)中,可求出[x0,y0,h]的值。

图3中我们令坐标系OdXdYdZd以圆心为原点,以OdOc轴在水平面投影方向为Xd轴,以Xd轴垂直方向为Yd轴,以垂直水平面方向向上为Zd轴,光心在OdXdYdZd坐标系中的位置为[xd,yd,zd],如公式(1 8),俯仰角、偏航角和横滚角可如公式(19)解得。至此无人机的六个自由度都已求出。

3 实验结果

3.1 不同角度和光线下目标提取效果

在室外通过无人机拍摄,将摄像机固定在无人机下方,获取不同光照条件下地标图形,图4是在普通自然光下地标提取效果图,图5为在光照较暗的条件下提取的效果。

在自然光和阴暗条件下,通过不同角度拍摄,目标识别效果均比较理想,可以排除噪点的影响。红色部分为改进的椭圆拟合提取的椭圆图形,蓝色和绿色部分为多边形拟合提取的结果,多边形拟合过程中会对三角形和六边形做不同的处理,以充分识别多边形的形状,中间的红色原点为识别出来的圆心位置。可见本文目标提取算法可以准确提取目标,可以有效排除周围噪点的干扰,在不同光线和拍摄角度下提取效果均比较理性,可见本文算法具有良好的稳定性。

3.2 基于椭圆和多边形的位姿估计

表2和表3分别是在自然光和光线较暗的条件下的位姿估计结果。拍摄高度在40cm~180cm范围,水平距离在20cm~200cm范围内,横滚角控制在20°以内,偏航角在50°以内,俯仰角30°~80°之间,实验结果比较准确,但是在俯仰角较小而偏航角较大的情况下误差会增大,但仍能控制在5cm范围内,说明本文能够满足无人机定位的要求。

4 总结

本文设计了一个新型着陆模型,利用HSV彩色直方图排除无目标图像,通过改善的椭圆拟合和多边形拟合识别着陆目标,识别结果理想,对光照和旋转有很高的鲁棒性。本文通过坐标变换及椭圆方程的性质求得无人机位姿,误差控制在5cm范围内。实验结果充分证明本文方法稳定可行。

参考文献

[1]Zhao Y,Pei H.An improved vision-based algorithm for unmanned aerial vehicles autonomous landing[J].Physics Procedia,2012,33:935-941.

[2]Cocchioni F,Mancini A,Longhi S.Autonomous navigation,landing and recharge of a quadrotor using artificial vision[C]Unmanned Aircraft Systems(ICUAS),2014 International Conference on.IEEE,2014:418-429.

[3]Kim H J,Kim M,Lim H,et al.Fully autonomous vision-based net-recovery landing system for a fixed-wing uav[J].Mechatronics,IEEE/ASME Transactions on,2013,18(4):1320-1333.

[4]Hui C,Yousheng C,Xiaokun L,et al.Autonomous takeoff,tracking and landing of a UAV on a moving UGV using onboard monocular vision[C]Control Conference(CCC),2013 32nd Chinese.IEEE,2013:5895-5901.

[5]Cocchioni F,Frontoni E,Ippoliti G,et al.Visual Based Landing for an Unmanned Quadrotor[J].Journal of Intelligent&Robotic Systems,2015:1-18.

新农村建设资金“安全着陆” 篇4

“三项措施”确保

新农村建设资金“安全着陆”

一是完善制度建设。注重加强新农村建设专项资金管理的长效机制，制定下发了《***新农村建设专项资金管理办法》及相关配套制度。从资金的审核、拨付、监管等各方面进行了系统的制度管理，杜绝了资金使用过程中出现的截留、挪用、拨付不及时等现象。二是强化监管手续。实行统一资金管理、统一审批手续、统一结算程序的“三统一”管理模式。统一资金管理，由财政部门设立专户，由纪委、新农村办公室、财政局等共同监管。统一审批手续，由试点村申报拟实施项目计划，经乡政府同意，报新农村建设办公室审批，对符合条件的项目报县政府主管领导审批后方可拨付。统一结算程序，试点村对实施项目各项费用支出由新农村建设村民理事会审核，报新农村建设办公室和财政局共同审核，经监察局、新农村建设办公室和财政局检查确定后，按形象进度将新农村建设专项资金拨付到试点村的帐户。三是加强监督检查。依据《***新农村建设专项资金管理办法》由监察局会同财政局组织新农村建设办公室进行不定期的检查和抽查，对资金串项、挪用资金等问题及时纠正，对发现的弄虚作假套取资金等行为进行严厉查处，追究相关人员的责任，确保新农村建设资金安全。近日，由监察局、财政局、新农村办和经管总站组成联合检查组，对我县2006年以来的29个新农村建设省级试点（示范）村开展了专项检查，检查资金****万元。检查中对不设置专帐管理、记账科目不规范、财务手续不健全等问题进行了规范。

仪表着陆系统浅谈 篇5

仪表着陆系统是一种引导飞机进近着陆的设备, 它由地面电台向空中的飞机提供沿跑道横向平面 (航向道) 和垂直平面 (下滑道) 着陆的信息。当飞机到达目的地机场上空, 就需借助地面航向台和下滑台发射的波束引导着陆。ILS提供的引导信号, 驾驶员根据仪表的指示操纵飞机或使用自动驾驶仪“跟踪”仪表的指示, 使飞机沿着跑道中心线的垂直距离和规定的下滑角, 从450m的高空引导到跑道入口水平面的一定高度上, 再由驾驶员看着跑道操纵飞机目视着陆。因此, ILS只能引导飞机到达看见跑道的最低允许高度——决断高度 (DH:Decision Height) 上。那何为DH呢, 它是指驾驶员对飞机着陆或复飞作出判断的最低高度。在决断高度上, 驾驶员必须看到跑道才能着陆, 否则应放弃着陆进行复飞。

仪表着陆系统包括三个分系统:提供航向引导的航向信标、提供垂直引导的下滑信标和提供距离引导的指点信标。每一个分系统又由地面发射设备和机载设备组成。地面设施包括1个甚高频航向台, 1个超高频下滑台和1组 (2个或3个) 甚高频指点标台;在机载ILS系统中, 一般有3个接收机:1个甚高频航向接收机, 1个超高频下滑接收机和1个甚高频指点接收机。

航向信标天线产生的辐射场, 在通过跑道中心延长线的垂直平面内, 形成航向面或叫航向道, 用来提供飞机偏离航向道的航向引导信号。机载接收机收到信号经航向接收机处理后, 输出飞机相对于航向道的偏离信号, 经电子飞行仪表系统符号发生器加到驾驶舱仪表板上的电子水平姿态指示器的航向指针。若飞机在航向道上, 即对准跑道中心线, 偏离指示为零;如果飞机在航向道的左边或右边, 航向指针就向右或左指, 给驾驶员提供“飞右”或“飞左”的指令。下滑信标台天线产生的辐射场形成下滑面, 下滑面和跑道水平平面的夹角, 根据机场的净空条件, 可在2°~4°之间选择。下滑信标用来产生飞机偏离下滑面的垂直引导信号, 机载下滑接收机收到信号处理后, 输出相对于下滑面的偏离信号, 加到仪表着陆系统上的下滑指示器。如飞机在下滑面上, 下滑指针在中心零位;若飞机在下滑面的上面或下面, 指针向下或向上指, 给驾驶员“飞下”或“飞上”的指令。航向面和下滑面的交线定义为下滑道, 飞机沿着这条交线着陆, 就对准了跑道中心线和规定的下滑角, 在离跑道入口300m处着地。指点信标台装在顺着着陆方向的跑道中心延长线的规定距离上, 分别叫内、中、外指点信标。每个指点信标台发射垂直向上的倒锥形波束。当飞机飞越指点信标台上空的有效范围时, 机载接收机才能收到信号。由于各指点信标台发射信号的调制频率和识别码不同, 机载接收机就分别使驾驶舱仪表板上不同颜色的识别灯亮, 同时驾驶员也可以通过耳机听到不同频率的音调和识别码来判断飞机在哪个信标台的上空, 即知道飞机离跑道入口的距离。

然而, 随着空中交通量的剧增以及交通状况的日益复杂, ILS在某些方面暴露出本身的缺点和局限性。局限性来自它只能提供单一而又固定的下滑道。随着飞机种类的增多, 飞机性能的提高和更先进技术的出现, ILS的进近方式也显得适应不了发展, 由于ILS进近航线规定在跑道中心延长线所在的平面内, 下滑角又很小, 这会引起大型飞机接近城市和居民区飞行时产生低空噪声污染进近;而对于具有短距起降和垂直起降的飞机来说, 由于固定的下滑角很小, 不能发挥其优越性。ILS在单一下滑道的前提下, 显得缺乏足够的灵活性, 所以它从根本上限制了诸如曲线进近、分段进近和大下滑角进近等各种灵活进近方式的使用。局限性还来源于它所采用的频率。ILS的航向台和下滑台分别工作在VHF和UHF频段, 天线尺寸较大, 信号波束也宽, 其工作在很大程度上受到机场及其附近建筑物所产生的多径干扰的影响。航向台对其较为敏感, 信号波束容易受到干扰而产生扭曲。另外, ILS的航向台和下滑台成对提供约40个有用频道。在某些空中比较繁忙的机场, 频道拥挤的问题已变得日益显著。同时, 随着各地调频无线电台的增加和升级, 处于其低频段的ILS航向台的工作频率会受到调频台信号的干扰。

微波着陆系统是基于克服ILS存在的问题提出的, 主要提高了工作频率 (5031MHz~5090.7MHz) , 采用时间基准扫描波束和时分多址传输方式, 从而提高了精度, 减少了天线的尺寸, 减少了地面建筑物反射信号的影响, 可选频道多达200个, 引导范围大 (方位±60°, 仰角0°~20°) 。随着科学技术的日益发展, 仪表着陆系统将会日臻完善, 许多大型飞机上已安装了全球卫星引导的着陆系统, 它已经越来越先进, 也越来越完善, 为飞机着陆提供更加安全可靠的技术保障。

摘要：仪表着陆系统作为一种精密仪表进近系统, 已被广泛用于国际、国内各机场的着陆引导系统中, 它能在气象条件恶劣以及低能见度条件下为飞行员提供引导信息。本文介绍了仪表着陆系统的作用和工作原理, 并对仪表着陆系统的优越性和相关问题进行了分析和探讨, 让我们能更加深刻地了解仪表着陆系统。

关键词：仪表着陆系统,航向道,下滑道,局限性

参考文献

[1]陆芝平, 郑德华.全向信标和仪表着陆系统[M].国际工业出版社, 1990.

[2]蔡成仁.航空无线电[M].北京:科学出版社, 1992.