ILS-VOR模拟器的设计与实现
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VOR导航原理要点VOR导航原理前⾔我⼀贯是本着有趣的原则在玩FS,经历了最初的新奇、乱飞、坠机、装各种插件、飞各种⽓象、飞航路、做视频、不断地挑战管制的极限后,终于觉得⽆趣了。
前⼏天开螺旋桨飞机找找感觉,发现很多机机都有2个类似航向表的东东,⾥⾯还带杠杠,如下图。
⽹上搜了⼀下,⼤概是说,“那是VOR导航仪表,竖杆往左偏,说明飞机偏离VOR台航线了,就要向左飞回航线,竖杠向右偏就要向右飞回航线,保持竖杆⼀直居中就能飞到VOR信标了“。
好,原来这么简单,于是上天飞,这下可把我坑苦了,因为我看到的很多情况都不是那么回事,经历了各种迷茫后,决定好好研究⼀下这个东东,最终发现上⾯的红⾊字体部分是极特殊的情况下才有效的,当然正常飞VOR导航的⼤部分时间⾥也是在利⽤这个极特殊的规则,但是,可但是,但可是,如果你仅仅知道这个特殊规则,那么百分百的,你会和以前的我⼀样,迷失在VOR仪表中的指⽰中。
为了让初学者少⾛弯路,迅速的理解和掌握VOR导航,我们将利⽤赛纳斯C172SP这个⼩飞机,做⼀次⾃由飞⾏,对⼀些常见的VOR导航知识和应⽤做⼀次深⼊的探讨。
经过这次探讨后,你就应该理解VOR导航这个东东了。
如果你对VOR导航完全没有概念,建议你耐⼼的按顺序从上往下看。
如果你想带着疑问了解VOR,那么可以从第三章开始倒着看。
⼀、基本原理所谓导航,就是要知道⽬标相对⾃⼰的位置,或者说⾃⼰相对⽬标的位置,然后调整⾃⼰的⽅向,向⽬标前进。
VOR这个东东就是⽤来指⽰你与地⾯固定点的相对位置的,其英⽂原⽂是:Very HighFrequency Omnidirectional Radio Range,翻译成中⽂就是甚⾼频全向信标,这是个什么东西呢?看下图:VOR台实例1VOR台实例2VOR电波⽅向图VOR发射机发送的信号有两个:⼀个是相位固定的基准信号;另⼀个信号的相位随着围绕信标台的圆周⾓度是连续变化的,也就是说各个⾓度发射的信号的相位都是不同的。
ILS精密进近程序整理:FSAAC论坛AAC-9121引用:R.R(飞行员)ILS精密进近是利用仪表着陆系统提供航迹和下滑引导进近着陆的一种进近程序。
一般,我们习惯叫ILS进近为“盲降”。
在讲之前,需要说明三个概念:1)盲降。
有些同学认为,从字面看上去,“盲”就是不看外面,“降”就是降落,所以“盲降”就是不看外面,只看仪表的降落。
我要说的是,这个概念是错误的。
ILS是Instrument Landing System的缩写,翻译过来就是“仪表着陆系统”,意思是参考仪表引导降落,也就是我们所说的“仪表进近”。
2)仪表进近。
仪表进近程序的定义是:航空器根据飞行仪表并对障碍物保持规定的超障余度所进行的一系列预定的机动飞行。
这种飞行程序是从规定的进场航路或起始进近定位点开始,到能够完成目视着陆的一点为止:并且包括失误进近的复飞程序。
很重要的一点“目视着陆”,这就告诉我们,仪表进近并不是一些同学想像的,只看仪表不看地面的进近:任何进近程序最后都要且必须建立目视参考。
(不考虑Ⅲ类ILS)仪表进近可以分为“精密进近”(提供航向道和下滑道引导,比如ILS、PAR、MLS。
所以不要以为只有ILS是盲降,PAR和MLS也可以叫盲降的。
)和“非精密进近”(只提供航迹引导,比如NDB、VOR)。
3)复飞点和决断高度/高。
复飞点是相对与“非精密进近”而言,配合“最低下降高度/高”使用:航图上会公布非精密进近程序飞机的最低下降高度/高,意思是飞机在到复飞点之前所能下降到的最低高度/高,不能低于这个高度/高,然后保持平飞至复飞点,能建立目视参考(能见跑道/引进灯)继续进近,否则立刻复飞;而“决断高度/高”是相对于精密进近而言:没有复飞点的概念,飞机在下滑道的引导下所能下降到的最低高度/高,在这个高度/高的时候,能建立目视参考(能见跑道/引进灯)继续进近,否则立刻复飞。
在理解了上面三点后,我们进入主题:ILS精密进近程序。
(一)ILS的组成ILS的地面设备由:航向台(LLZ)、下滑台(GP)、指点标和灯光系统组成。
ILS精密进近程序ILS精密进近是利用仪表着陆系统提供航迹和下滑引导进近着陆的一种进近程序。
一般,我们习惯叫ILS进近为“盲降”。
在讲之前,需要说明三个概念:1)盲降。
有些同学认为,从字面看上去,“盲”就是不看外面,“降”就是降落,所以“盲降”就是不看外面,只看仪表的降落。
我要说的是,这个概念是错误的。
ILS是Instrument Landing System的缩写,翻译过来就是“仪表着陆系统”,意思是参考仪表引导降落,也就是我们所说的“仪表进近”。
2)仪表进近。
仪表进近程序的定义是:航空器根据飞行仪表并对障碍物保持规定的超障余度所进行的一系列预定的机动飞行。
这种飞行程序是从规定的进场航路或起始进近定位点开始,到能够完成目视着陆的一点为止:并且包括失误进近的复飞程序。
很重要的一点“目视着陆”,这就告诉我们,仪表进近并不是一些同学想像的,只看仪表不看地面的进近:任何进近程序最后都要且必须建立目视参考。
(不考虑Ⅲ类ILS)仪表进近可以分为“精密进近”(提供航向道和下滑道引导,比如ILS、PAR、MLS。
所以不要以为只有ILS是盲降,PAR和MLS也可以叫盲降的。
)和“非精密进近”(只提供航迹引导,比如NDB、VOR)。
3)复飞点和决断高度/高。
复飞点是相对与“非精密进近”而言,配合“最低下降高度/高”使用:航图上会公布非精密进近程序飞机的最低下降高度/高,意思是飞机在到复飞点之前所能下降到的最低高度/高,不能低于这个高度/高,然后保持平飞至复飞点,能建立目视参考(能见跑道/引进灯)继续进近,否则立刻复飞;而“决断高度/高”是相对于精密进近而言:没有复飞点的概念,飞机在下滑道的引导下所能下降到的最低高度/高,在这个高度/高的时候,能建立目视参考(能见跑道/引进灯)继续进近,否则立刻复飞。
在理解了上面三点后,我们进入主题:ILS精密进近程序。
(一)ILS的组成ILS的地面设备由:航向台(LLZ)、下滑台(GP)、指点标和灯光系统组成。
教你4小时玩转VOR导航模拟飞行论坛坛友原创作品VOR导航原理作者SINO9316制作SINO4455整理前言我一贯是本着有趣的原则在玩FS,经历了最初的新奇、乱飞、坠机、装各种插件、飞各种气象、飞航路、做视频、不断地挑战管制的极限后,终于觉得无趣了。
前几天开螺旋桨飞机找找感觉,发现很多机机都有2个类似航向表的东东,里面还带杠杠,如下图。
网上搜了一下,大概是说,“那是VOR导航仪表,竖杆往左偏,说明飞机偏离VOR台航线了,就要向左飞回航线,竖杠向右偏就要向右飞回航线,保持竖杆一直居中就能飞到VOR信标了“。
好,原来这么简单,于是上天飞,这下可把我坑苦了,因为我看到的很多情况都不是那么回事,经历了各种迷茫后,决定好好研究一下这个东东,最终发现上面的红色字体部分是极特殊的情况下才有效的,当然正常飞VOR导航的大部分时间里也是在利用这个极特殊的规则,但是,可但是,但可是,如果你仅仅知道这个特殊规则,那么百分百的,你会和以前的我一样,迷失在VOR仪表中的指示中。
为了让初学者少走弯路,迅速的理解和掌握VOR导航,我们将利用赛纳斯C172SP这个小飞机,做一次自由飞行,对一些常见的VOR导航知识和应用做一次深入的探讨。
经过这次探讨后,你就应该理解VOR导航这个东东了。
如果你对VOR导航完全没有概念,建议你耐心的按顺序从上往下看。
如果你想带着疑问了解VOR,那么可以从第三章开始倒着看。
一、基本原理所谓导航,就是要知道目标相对自己的位置,或者说自己相对目标的位置,然后调整自己的方向,向目标前进。
VOR这个东东就是用来指示你与地面固定点的相对位置的,其英文原文是:Very HighFrequency Omnidirectional Radio Range,翻译成中文就是甚高频全向信标,这是个什么东西呢看下图:VOR台实例1VOR台实例2VOR电波方向图VOR发射机发送的信号有两个:一个是相位固定的基准信号;另一个信号的相位随着围绕信标台的圆周角度是连续变化的,也就是说各个角度发射的信号的相位都是不同的。
模拟飞行基础教程(5)VOR导航及ILS进场2012年11月23日10:13一、VOR简介VOR是甚高频全方向无线电信标台的简称,由地面基站向360方向每个方向发射一道无线电波,每束无线电波即称为VOR的幅向,延某束波穿过VOR的直线就是VOR的一条径向线。
利用VOR导航主要是以径向线为参考进行导航的方式。
二、机载VOR设备图片中列出了三种常见的VOR设备。
红色框中是甚高频接收机,相当于收音机的调频,所不同的是操作方式。
这里首先要在右边的备用频率中选好频率,然后按中间的转换键将备用频率与活动频率转换。
蓝色框中的是无线电测距仪,需要注意的是并不是所有的VOR都具有测距功能,所以该仪器主要用来估算过台时间,和做DME弧飞行。
测距仪测出的是飞机到VOR的直线距离,所以用该仪器估算过台时间时会大于实际值。
绿色框内是VOR指示器,其中上面那个指示NAV1频率所示的VOR的状态,同时兼有指示ILS功能;下面那个显示NAV2接收的VOR状态,换句话说只有NAV1可以用来接收ILS(仪表着陆系统)频率。
VOR指示器旁边还有个OBS钮,这是用来选择您所要飞的VOR幅向的,比如您将230转到指示器 12点方向,此时纵杆显示的就是方向为230度的径向线与您的相对位置关系了,当纵杆向左偏,就说明径向线在您左边,您应该向左转截获;反之亦然。
纵杆下面还有一个小三角,这是提示您是在向VOR台飞行还是背台飞行。
三角朝上说明是向台,反之则为背台。
三、利用VOR飞行1、航前准备今天我们从首都国际机场36R跑道起飞,之后沿30度径向线飞向怀柔VOR (113.6MHz),然后从怀柔转向,背台飞210度径向线回首都国际机场,使用ILS进场方式降落在18L跑道(ILS频率:109.3MHz)。
首先说下怎么得到VOR频率。
打开FS中的地图。
VOR会用如下图所示的标志表示。
单击这个标志,通常会有如下窗口,选择属性为VOR的项目,并点OK。
在下面窗口中Frequency对应的数字就是VOR频率了,下面的莫尔斯电码是用来识别VOR的。
机场VOR分析与信号解调仿真摘要:本文详细分析了新疆机场飞机在驶离机场、空中航路、进入机场、进近着陆等四个飞行阶段,VOR提供无线电导航信号引导作用,通过定性分析,定量分析matlab仿真介绍了VOR工作特点及弊端,分析了VOR系统的工作原理、信号格式,为VOR的台址覆盖选址给出一定的参考价值。
关键词:新疆; VOR;信号调解;仿真1.引言目前我国民航系统可以提供非精密导航的方式有多种[[1]],包括VOR导航、VOR/DME导航、NDB导航、NDB/DME导航、RNAV(GNSS)(RNP APCH)导航和RNP (AR)导航。
其中RNAV(GNSS)(RNP APCH)导航和RNP(AR)导航。
VOR属于非精密进近,它的导航精度比较普通,一般只能实现水平的引导,ILS/DME等程序与VOR相比较,对天气标准的要求较低,一般在能见度较差时,通常使用仪表引导飞机至100米左右,完成复杂作业气象条件下的飞机安全着陆。
飞机在飞行过程中通过地面导航设备[[2]],机载与地面相结合,使用飞行器自主导航,让飞机按照预设的飞行路径飞行,对提高飞机飞行导航精准度具有明显效益,一般适用于直线飞行、平行飞行、旁通飞行等三种飞行路线。
区域导航中的一种设备是VOR/DME,是当前常用非精密导航设备中的一种,VOR设备如图1所示,VOR是指一种工作于108到117.975MHz,可在360°范围内给航空器提供它相对于地面方位的近程无线电导航系统。
图1VOR导航示意图2.工作原理2.1.组成部分通常情况下地面设备和机载设备组成了VOR 系统,其工作频率间隔为 50kHz,工作波道有 200个,基准相位信号和可变相位信号两个低频信号调制为地面发射的射频信号,在 VOR 台周围360度各个方位上基准相位信号相同,如表1所示为VOR工作标准,可变相位信号发出旋转波束,其相位跟随 VOR 台径向方位变动,基准相位信号和可变相位信号的相位差与飞机与 VOR 台的方位角具有很大关联性,通过计算基准相位信号和可变相位信号之间的相位差可以得出VOR 台与飞机的方位角。
VORILS教程VOR ILS教程前言欢迎阅读我的飞行模拟(导航)教程,这篇教程的是以“微软飞行模拟X”为基础制作的,所以阅读学习本教程前你需要先安装“微软飞行模拟X(有的人把它叫‘微软飞行模拟10’)”或者至少“微软飞行模拟2004(有的人把它叫‘微软飞行模拟9’)”。
不了解这两个游戏的人可以到百度搜索,相信你很快会找到许多网站论坛,它们你对学习这款游戏很有帮助。
论坛上有许多热心人士会解答你的问题(有的甚至是真飞行员),我也从中受益非浅。
如果你是90年以前出生的,一定对美国911的场景记忆犹新,当然部分90后也知道。
对于我来说911却与一个游戏联系在一起——微软飞行模拟2002,原因是听说撞大楼的那些家伙用这款模拟游戏练习过(比2002更早的版本)。
从2002年到现在我一直因工作、学习和电脑等原因而断断续续玩着这个游戏。
一路玩下来发现国内喜欢玩这款游戏的人虽然不多,但还是有少部分人喜欢钻研它,尤其2005年以后。
而今随着电脑配置越来越高,国内也在准备开放低空飞行,这类游戏会受到更多人关注。
不过它可不是坐在电脑前三两个小时就能学得上手的游戏,说它是游戏因为它永远不能与真实飞行相比,说它难学因为它模拟出了现实飞行中部分情况,可以让没机会学开真飞机的人最大限度明白飞机是如何从甲地飞到乙地。
游戏教程国内网上倒是可以搜出许多,有来自真飞行员、有来自游戏玩家、有的讲解得很深刻、有的讲解得很肤浅,但资料十分零散(至少我是这样觉得),而国外的英文资料则比我们丰富许多。
所以我决定把我目前了解的知识都写下来。
读者需知学习本教程前需要准备好的东西:1. 微软飞行模拟X或者至少2004版的,但无法保证2004的导航台和机场是否对得上号。
2. 确定游戏中有一架赛斯纳172的飞机(几乎不可能没有)。
3. 推荐要有摇杆,否则玩起来比较郁闷。
4. 教程附带有一些PDF航图文件,最好把它们打印出来,边看边飞。
如果你想把教程给其它人看请记得把那些文件也一起交出去。
飞行模拟系统设计与分析近年来,随着航空业的快速发展,飞行模拟成为航空人才培养的重要工具。
飞行模拟可分为硬件模拟和软件模拟,本文主要讨论软件模拟方面的内容。
一、软件模拟的基本原理软件模拟指利用计算机软件模拟飞行过程,以达到培养飞行技能的目的。
软件模拟的基本原理是根据真实飞行过程的物理规律,建立数学模型,并在计算机中实现该数学模型。
在用户对计算机进行操作时,计算机程序对数学模型进行计算,根据数学模型的输出结果改变飞行模拟器的状态,反馈到用户的控制操作中,最终产生模拟飞行效果。
二、飞行模拟软件的设计飞行模拟软件的设计应该遵循以下原则:1.可扩展性:飞行模拟软件应该能够根据用户需要进行扩展,支持更多的飞机类型和场景环境。
2.良好的用户交互界面:飞行模拟软件是为用户提供培养飞行技能的工具,交互界面应该简单明了,易于操作。
3.高度逼真的模拟效果:飞行模拟软件应该基于较为真实的物理模型进行模拟,输出结果要逼真可靠,具有参考价值。
4.高性能:飞行模拟软件应该支持较高分辨率的图形显示,同时具有高效的运算能力,以达到流畅的模拟效果。
三、飞行模拟软件的实现技术1.三维图形渲染技术:三维图形渲染技术是实现逼真模拟效果的重要技术手段,常用的渲染技术包括纹理、透视投影、光影等。
2.物理引擎技术:物理引擎是模拟飞行过程中物理规律的计算核心,包括运动学和动力学计算。
3.数据库技术:飞行模拟软件需要支持多种场景环境和飞机类型,需要进行相关数据的存储管理,数据库技术是常用的实现数据管理和查询的工具。
四、飞行模拟软件的评价指标1.模拟精度:模拟结果与真实飞行过程的误差程度。
2.模拟稳定性:模拟软件运行时的稳定性和效率。
3.用户体验:用户在使用模拟软件时的操作感受和培训效果。
4.可扩展性:模拟软件对新机型和新场景的支持能力。
五、未来发展趋势随着虚拟现实技术的发展,飞行模拟软件的发展将逐步向三维虚拟现实技术和人机交互技术方向发展,更加真实地模拟飞行过程和飞行环境。
VOR/DME区域导航方法综述学生:颜格指导老师:程擎摘要:区域导航(RNA V)是一种导航方法,在现代航线飞行中应用广泛,适用于多种航路的飞行,可以建立起短捷的,固定的,和偶然的航线,发挥其优势,可以产生明显的效益。
可用于区域导航的现有系统有VOR/DME、DME/DME、惯性导航系统INS/IRS和全球卫星导航系统GNSS等。
VOR/DME区域导航系统是利用VOR测向,DME测距以及气压高度作为基本输入信号,来计算飞机到某个航路点的航向和距离的导航和引导系统。
VOR/DME区域导航系统作为导航设备,有其实用性和发展空间,即使在当今导航设备的不断更新中,作为一种基本领航方法,VOR/DME导航方式任有其使用价值。
本文从分别对VOR、DME 的原理介绍,其在领航过程中的作用入手,加深对VOR/DME RNA V的具体讨论。
以及对VOR/DME RNA V 在现代飞机中的现实应用也进行了讨论。
关键词:区域导航甚高频全向信标测距仪飞行管理系统(FMS)The method of VOR/DME RNA VAbstract:Area navigation(RNA V) is a kind of navigation ,which is widely used by constructing short and convinent, certain and occasional course in modern aircraft’s flight. It’s divided into four groups as VOR/DME,DME/DME,INS/IRS and GNSS.VOR/DME RNA V system takes VOR, DME, the air pressure of attitude as basic input signals to compute the heading and distance between aircraft and waypoint.VOR/DME RNA V system has its own valve and development as one basic navigation device. The paper has introduced the principle of VOR and DME and its usage in modern aircraft by discussing how the system works.Key words:RNA V: area navigationVOR: VHK omnidirectional radioDME: distance measuring equipmentFMC: flight management computer前言所谓导航,即引导飞机沿着某预定的航线安全而准确地从一点飞到另一点的技术。
ILS/VOR模拟器的设计与实现
【摘要】本文介绍了仪表着陆系统(instrument landing system,ILS)、甚高频全向信标(Very-high-frequency Omnidirectional Range,VOR)系统的主要组成及系统工作原理,给出了一种小型化ILS/VOR模拟器的设计方案,详细介绍了模拟器的组成和各个功能单元的实现方案。
【关键词】仪表着陆系统;甚高频全向信标;模拟器;国际民航组织ICAO(International Civil Aviation Organization)
1.概述
甚高频全向信标,是一种用于航空的无线电导航系统,是民航应用最为普及的导航系统,其工作频段为108MHz~117.95MHz,信号的调制方式为调幅、调相,主要用于飞机的航路导航和非精密进近引导。
系统由地面台和机载设备组成,地面台发射射频信号,机载设备接收信号并结算,为飞机提供相对于地面台的磁北方位。
ILS系统是国际民航组织(ICAO)选定的标准进近着陆系统,工作频率为75MHz、108.1MHz~111.95MHz、329.15MHz~335MHz,信号的调制方式为调幅,主要用于飞机的进场着陆引导,广泛应用军航和民航。
系统由地面台和机载设备组成,机载设备接收信号并结算,为飞机提供相对于预定着陆轨迹的偏差信号和相对跑道入口的粗略距离信息。
ILS/VOR模拟器模拟ILS/VOR系统地面台发射的射频信号,能同时提供航向地面台、下滑地面台、三通道指点信标地面台或伏尔地面台的模拟信号,主要用于机载ILS/VOR接收设备的检测、维修、维护以及ILS/VOR系统试验室的飞机着陆的动态激励仿真。
2.电路设计
ILS/VOR模拟器主要由四大部分组成及原理框图如图1所示。
(1)显控单元:完成显示、控制部分;
(2)视频产生单元:ILS、VOR、MB视频信号产生部分;
(3)高频单元:完成LOC/VOR、GS 频率合成器和视频调制。
2.1 显控单元
本单元实现ILS/VOR模拟器的显示和控制,有面板按键控制和通过RS232串口接收外部控制两种工作方式,两种工作方式自动识别。
通过本单元的控制将仪表着陆、伏尔、信标的模拟数据下发给ILS/VOR模拟器的接口模块。
根据系统对本单元的要求经充分考虑选用LPC2294芯片作为CPU,外围搭配RAM存储器、FLASH存储器、RS232串口专用芯片、按键扫描控制芯片等,显示使用点阵模块。
2.2 视频产生单元
视频产生单元的功能主要由一片FPGA来完成,主要由五大部分组成,第一部分为接口控制部分,主要是接收RS232的指令,并进行解码处理后,形成各单元所需控制字,送给相应单元;另外收集自检信息并上传自检信息;第二部分为识别信号产生部分,主要包括用来形成莫尔斯码的1020Hz识别信号;第三部分为ILS信号产生部分,主要形成DDM值可调的航向复合视频信号、下滑复合视频信号;第四部分为VOR信号形成部分,主要用以伏尔9960副载波、30Hz视频信号、FM信号等视频信号的产生等;第五部分为MB信号形成部分,用来形成400Hz、1300Hz和3000Hz的标准正弦信号。
3.结束语
本文所设计的ILS/VOR模拟器,精度高,接口灵活,功耗小,操作灵活,电路设计简洁,该电路已成功应运于某型模拟器中。
参考文献
[1]吴德伟.仪表着陆设备[D].空军电讯工程学院,1996.
[2]航空无线电导航设备第1部分:仪表着陆系统(ILS)技术要求MH/T 4006.1-1998.
[3]机载甚高频全向信标接收设备基本性能和要求标准编号HB 6558-1991.
[4]Analog device inc..ad834 four quadrant multiplier,ata sheet.
感谢您的阅读!。