Viễn thông muốn hớng về lĩnh vựcHàng không.Trong quá trình thực tập tại Trung tâm Quản lý bay Miền Bắc, sau khi đợctiếp xúc và tìm hiểu các trang thiết bị của ngành Quản lý bay, em đã qu
Giới thiệu về ngành Quản lý bay và các hệ thống thiết bị sử dụng trong công tác quản lý bay
Giới thiệu về ngành Quản lý bay và các hệ thống thiết bị sử dụng trong công tác quản lý bay
Khái quát về ngành quản lý bay Dân dụng việt nam
Khái quát về ngành quản lý bay Dân dụng việt nam
Vào ngày 15/1/1956, Thủ tướng Chính phủ Việt Nam Dân chủ Cộng hòa đã ban hành Nghị định số 666/TTG, thành lập Cục Hàng không Dân dụng Việt Nam Đây là văn bản pháp lý đầu tiên đánh dấu sự ra đời của một tổ chức vận chuyển hàng không trong nước, đồng thời tham gia vào quá trình giao lưu hàng không quốc tế.
Cục Hàng không DDVN ra đời đã thúc đẩy sự phát triển của ngành hàng không tại Việt Nam, bắt đầu với năm chiếc máy bay nhỏ vào năm 1956 Ngành hàng không này đã mở đường bay quốc tế đầu tiên đến Bắc Kinh, tiếp theo là Viên Chăn (Lào) năm 1976 và Băngkok (1978) Đến cuối thập niên 80 và đầu thập niên 90, các đường bay đến Singapore, Manila, Kualalumpur, Hồng Kông cũng được khai thác Hiện nay, Hàng không DDVN có 67 chiếc máy bay, trong đó 42 chiếc hiện đại phục vụ vận tải thương mại, cùng với 22 sân bay được quản lý, bao gồm 3 sân bay quốc tế Mạng đường bay quốc tế của Hàng không DDVN hiện có 40 đường bay từ Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh đến 25 thành phố trên thế giới Kể từ khi gia nhập ICAO vào năm 1980, Hàng không DDVN đã phát triển mạnh mẽ, từ thô sơ đến hiện đại, đóng góp tích cực vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Ngành Quản lý bay là một trong ba chuyên ngành mũi nhọn của Hàng không Việt Nam, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ hàng không, góp phần đưa Hàng không DDVN phát triển tương xứng với xu hướng toàn cầu và khu vực.
Trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam được giao trách nhiệm quản lý và cung cấp dịch vụ không lưu hàng không dân dụng trên một khu vực rộng lớn, bao gồm hai vùng thông báo bay FIR Hà Nội và FIR Hồ Chí Minh Khu vực này không chỉ bao trùm toàn bộ lãnh thổ Việt Nam mà còn mở rộng ra hơn 500 km trên biển Đông Cụ thể, FIR Hà Nội trải dài trên khoảng 160.000 km², trong khi FIR Hồ Chí Minh có diện tích khoảng 918.000 km².
Ngành Quản lý bay dân dụng Việt Nam không chỉ điều hành các chuyến bay trong không phận mà còn quản lý vùng trời và bảo vệ an ninh chủ quyền quốc gia Công việc này bao gồm việc thường xuyên thông báo kịp thời về các chuyến bay và các mục tiêu lạ thông qua hệ thống giám sát.
7 không lu của ngành phát hiện đợc cho quân chủng phòng không không quân phục vụ trong việc quản lý bay và quản lý vùng trời.
Trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho các chuyến bay thông qua hệ thống quản lý bay CNS/ATM, bao gồm dịch vụ thông tin, dẫn đường, giám sát và quản lý không lưu Đây là trái tim của hệ thống an toàn hàng không, hỗ trợ định hướng cho các hoạt động bay Các hãng hàng không được quản lý bay hỗ trợ trong việc điều hành cất cánh và hạ cánh, đồng thời thực hiện nhiệm vụ giám sát điều khiển không lưu cho các chuyến bay trong không phận Việt Nam Khi máy bay vào vùng kiểm soát bay của Việt Nam, chúng được dẫn đường và liên lạc trực tiếp với nhân viên kiểm soát không lưu để đảm bảo bay đúng hành lang và điều chỉnh mực bay khi cần thiết.
Nếu không có hệ thống dịch vụ quản lý bay, các chuyến bay sẽ trở nên nguy hiểm và tiềm ẩn nhiều rủi ro đối với an toàn hàng không.
Những thành phần chính của công tác quản lý bay bao gồm:
Các dịch vụ không lu ATS (Air Trafic Services)
Quản lý vùng trời ASM (Air Space Management)
Quản lý luồng không lu ATFM (Air Trafic Flow Management)
Các dịch vụ bổ trợ đi kèm đảm bảo kỹ thuật CNS (Communication-Navigation-Surveillance) bao gồm thông tin, dẫn đường và giám sát trên sóng VHF, cùng với các dịch vụ khí tượng và tìm kiếm cứu nạn.
Các dịch vụ không lu:
Kiểm soát không lu, thông báo bay và báo động đợc đề ra nhằm:
Ngăn ngừa va chạm giữa các máy bay đang hoạt động trên vùng trời.
Ngăn ngừa va chạm giữa máy bay và chớng ngại vật trong tầm hoạt động trên vùng trời (hành lang bay).
Thúc đẩy và điều hoà hoạt động bay.
Thông báo cho các cơ quan hữu quan về máy bay bị nạn cần tìm kiếm cấp cứu và trợ giúp các cơ quan này theo yêu cầu.
Quản lý vùng trời không chỉ đơn thuần là nhiệm vụ bảo vệ không phận hiện tại cùng với các đơn vị phòng không không quân, mà còn bao gồm một chuỗi các hoạt động đa dạng và phức tạp.
Bố trí sắp xếp việc sử dụng vùng trời cho các mục đích khác nhau
Tổ chức vùng trời, sắp xếp hành lang bay
Quản lý luồng không lu:
Công tác quản lý không lưu nhằm giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn trên không và tại các sân bay do lượng hoạt động bay vượt quá khả năng của hệ thống Trong khi quản lý không lưu được xem là tác động "chiến thuật" đối với tình trạng không lưu, thì quản lý luồng không lưu mang tính "chiến lược" để quản lý không gian trời Các trung tâm quản lý luồng không lưu sử dụng công nghệ máy tính và dự báo hoạt động bay, từ đó điều tiết các chuyến bay từ xa nhằm giảm tải tại những khu vực có nguy cơ quá tải.
Công tác quản lý hoạt động bay tại Việt Nam bao gồm
Công tác quản lý, điều chỉnh và triển khai kế hoạch bay.
Công tác trực tiếp hiệp đồng phối hợp giữa hoạt động bay hàng không dân dụng và các hoạt động quân sự có liên quan.
Cung cấp thông tin khí tượng cho phi công, bao gồm mây, gió, mưa và khí áp, là rất quan trọng trong suốt quá trình bay cũng như khi cất cánh và hạ cánh tại sân bay Để đảm bảo Quản lý bay thực hiện hiệu quả nhiệm vụ trong ngành Hàng không dân dụng Việt Nam, hệ thống trang thiết bị kỹ thuật là yếu tố không thể thiếu, tập trung vào ba chuyên ngành chính.
Mỗi chuyên ngành trong ngành hàng không đảm nhiệm việc quản lý các hệ thống thiết bị kỹ thuật riêng biệt, nhằm đảm bảo thực hiện hiệu quả nhiệm vụ của mình Điều này đóng vai trò quan trọng trong việc điều hành và chỉ huy an toàn cho các hoạt động hạ cánh và cất cánh tại sân bay, góp phần nâng cao an toàn trong ngành hàng không Việt Nam.
Hệ thống CNS/ ATM (Thông tin – dÉn ® dÉn ® êng – dÉn ® Giám sát/quản lý không lu) hàng không
Chuyên ngành thông tin
Ngành quản lý thông tin liên lạc trong Hàng không bao gồm việc giám sát các mạng lưới thoại và truyền số liệu Các loại hình thông tin được quản lý bao gồm thông tin cố định và di động, đảm bảo sự liên lạc hiệu quả trong lĩnh vực hàng không.
Dịch vụ hiện tại của ngành thông tin
Hệ thống thông tin cố định đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo liên lạc thoại và truyền tải dữ liệu giữa các cơ quan kiểm soát không lưu trong nước và quốc tế Nó hỗ trợ quá trình quản lý và điều hành bay, cũng như tăng cường liên lạc nội bộ giữa các đơn vị trong cơ quan quản lý không lưu.
Hệ thống thông tin di động cho phép liên lạc thoại và số liệu giữa các cơ quan cung cấp dịch vụ không lu với nhau và các máy bay thông qua phương thức điểm nối điểm (point to point).
1 Hệ thống thông tin cố định
Hệ thống thông tin cố định AFTN (Aeronautical Fixed
Mạng thông tin liên lạc (Telecommunication Network) trao đổi điện văn theo chuẩn ICAO được triển khai tại các Trung tâm kiểm soát bay ACC Hà Nội, ACC Hồ Chí Minh, APP Đà Nẵng và Trung tâm điều hành bay quốc gia (Gia Lâm) Hệ thống này bao gồm thiết bị chuyển điện văn tự động AMSC và thiết bị đầu cuối, đảm bảo việc chuyển điện văn phục vụ cho điều hành bay cùng các hệ thống lưu trữ phục vụ điều tra và học tập AFTN sử dụng công nghệ mới với kết nối nội bộ qua đường truyền vệ tinh viba số riêng của ngành Quản lý bay Để tăng cường độ tin cậy, mạng đường truyền thuê bao của bưu điện (vệ tinh viba số, cáp quang) cũng được sử dụng để dự phòng khi có sự cố kỹ thuật, đảm bảo độ tin cậy của hệ thống lên tới 99,9%.
2 Hệ thống thoại trực tiếp:
Tại các trung tâm quản lý điều hành bay, mạng thông tin được thiết lập để đảm bảo liên lạc hiệu quả giữa các cơ quan kiểm soát không lưu trong từng khu vực và quốc gia Đường truyền từ ACC Hồ Chí Minh tới các ACC lân cận được thực hiện qua vệ tinh do bưu điện quản lý, trong khi các đường liên lạc thoại khác giữa ba sân bay quốc tế thuộc về ngành quản lý bay và bưu điện dự phòng.
3 Hệ thống thông tin di động:
Hệ thống thông tin di động đóng vai trò quan trọng trong việc liên lạc thoại và số liệu giữa các nhà cung cấp dịch vụ không lưu và máy bay Hệ thống này hỗ trợ Trung tâm kiểm soát bay truyền đạt thông tin với mọi máy bay ở bất kỳ vị trí nào trong vùng trách nhiệm quản lý (FIR).
Hệ thống thông tin di động đóng vai trò quan trọng trong an toàn bay và quản lý hoạt động bay Trong ngành Quản lý bay, các cơ quan kiểm soát không lưu như ACC, APP và TWR đều được trang bị hệ thống liên lạc VHF tần số cực ngắn.
Tại sân bay TSN và các núi Vũng Chua, Sơn Trà, Tam Đảo, thiết bị VHF đường dài được lắp đặt với tầm phủ sóng trên 400 km ở độ cao 10 km Các ACC HCM và ACC HAN cũng trang bị phương tiện liên lạc sóng ngắn HF trên tần số quy định của khu vực Đông Nam Á để đảm bảo liên lạc ở những vị trí xa ngoài tầm phủ sóng VHF Mỗi đài VHF kiểm soát đường dài cần có ít nhất một tần số công tác trong dải 118.0 MHz-138.0 MHz và một tần số khẩn nguy chung là 121,5 MHz.
Các hệ thống thông tin
1 Hệ thống thông tin thoại giữa máy bay – mặt đất trên sóng VHF mặt đất trên sóng VHF bao gồm.
- Hệ thống thông tin không/địa (tại sân và các Trung tâm kiểm soát xa).
- Hệ thông tin dịch vụ tại sân tự động.
- Hệ thống thông tin dùng cho công tác tìm kiếm cứu nạn.
- Hệ thông tin dịch vụ đờng dài.
Hệ thống thông tin không/địa đóng vai trò quan trọng trong việc liên lạc thoại giữa các kiểm soát viên không lưu và phi công tại đài chỉ huy Nó cũng hỗ trợ việc giao tiếp giữa các kiểm soát viên không lưu tại ACC với phi công khi máy bay hoạt động trong vùng thông báo bay do ACC quản lý.
Xem chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống trong phụ lục 1
Hệ thông tin dịch vụ tại sân : Cung cấp cho máy bay các thông tin thời tiết, trạng thái hoạt động của các hệ thống an toàn hàng không.
Hệ thống dịch vụ đường dài cung cấp thông tin kịp thời về điều kiện sân bay, thời tiết, tình trạng hoạt động của phương tiện dẫn đường, thông tin cho phi công và các dữ liệu quan trọng khác.
Hệ thống thông tin hỗ trợ công tác tìm kiếm cứu nạn cho phép liên lạc hiệu quả giữa các đội cứu nạn trên mặt đất và máy bay tìm kiếm trên không thông qua tần số VHF 121.5 MHz.
2 Hệ thống thông tin liên lạc sóng ngắn HF:
Hệ thống liên lạc giữa các Trung tâm Quản lý bay và các khu vực không có thông tin vệ tinh hoặc VHF được thiết lập để đảm bảo sự kết nối liên tục Mỗi vùng sẽ sử dụng một tần số riêng trong cùng dải tần AMSS Việc chia sẻ tần số này là cần thiết do chi phí cao của các thiết bị thu phát vệ tinh và không gian hạn chế trên máy bay cho việc lắp đặt thiết bị.
3 Hệ thống thông tin di động vệ tinh
Có 4 kênh thông tin vật lý giữa mặt đất và máy bay Chúng là các kênh P,
F, T, C Điều này là do có 4 loại hình thông tin khác nhau làm cho có 4 kênh vật lý khác nhau Các kênh này có các đặc tính vật lý và chức năng khác nhau.
Tháp điểu khiển tại sân
Máy phát VHF ® êng b¨ng
Trạm dự báo thời tiết
Hình 1.1 - Sơ đồ hệ thống dịch vụ thông tin tại sân tự động
Kênh P là kênh hợp kênh và phân chia theo thời gian, bao gồm hai loại: kênh Psmc để kiểm tra quản lý hệ thống và kênh Pd để truyền dữ liệu Kênh P được sử dụng trong tuyến lên từ mặt đất lên máy bay, mang theo các báo hiệu và dữ liệu người dùng ngắn Kênh này phát liên tục từ trạm mặt đất GES, trong khi trạm máy bay (AES) điều khiển kênh trong suốt thời gian bay và thu thập các thông tin cần thiết.
Kênh R, hay còn gọi là kênh truy cập ngẫu nhiên (khe Aloha), được sử dụng trong tuyến xuống từ máy bay xuống mặt đất để truyền tải các báo hiệu và dữ liệu ngắn, đặc biệt là các tín hiệu khởi tạo chuyển đổi và tín hiệu hỏi đặc trưng Máy bay phát thông tin ở chế độ burst, và thường thì kênh R và P sẽ phối hợp để trao đổi thông tin báo hiệu Việc thiết lập các kênh T và C được thực hiện thông qua hai kênh này.
Kênh T là một kênh đa truy nhập theo thời gian dùng dự trữ, được sử dụng trong quá trình máy bay hạ cánh Kênh này chỉ được thiết lập khi máy bay yêu cầu thông qua kênh R để gửi các số liệu người dùng dài Khi kênh được thiết lập, trạm phát máy bay sẽ gửi tín hiệu dữ liệu vào các khe thời gian đã được thiết lập bởi trạm mặt đất.
Kênh C là phương thức liên lạc thoại sử dụng một sóng mang cho mỗi kênh thoại, phục vụ cho cả tuyến lên và xuống, chủ yếu cho liên lạc thoại hai chiều Kênh C được thiết lập theo yêu cầu của máy bay qua kênh R khi máy bay cần liên lạc với đài điều khiển không lưu trên mặt đất Tần số của kênh R và C (một đôi tần số) được thiết lập tại các kênh tần số dự trữ của trạm mặt đất GES.
II Chuyên ngành dẫn đờng:
Ngành này chuyên quản lý các thiết bị hỗ trợ dẫn đường bay, bao gồm thiết bị dẫn đường hàng tuyến và thiết bị dẫn đường tiếp cận, hạ cánh, nhằm định hướng cho máy bay theo đúng tuyến bay.
Dịch vụ hiện tại của ngành dẫn đờng
Hiện nay, Việt Nam sử dụng hai loại phương tiện hỗ trợ là hệ thống NDB và VOR/DME Các thiết bị này được lắp đặt nhằm phục vụ cho việc dẫn đường đường dài, cũng như hỗ trợ quá trình tiếp cận và hạ cất cánh.
2 Dẫn đờng tiếp cận và hạ cất cánh: ở các sân bay Nội Bài, Tân Sơn Nhất, Đà Nẵng đựơc lắp đặt các hệ thống dẫn đờng kết hợp gồm: đài NDB, đài VOR/DME, ILS và các hệ thống đèn tín hiệu ở các sân bay địa phơng, toàn bộ các trang thiết bị dẫn đờng đều là NDB.
Hiện tại, mật độ bay đang được các trung tâm thiết bị đáp ứng tốt Tuy nhiên, để nâng cao độ chính xác và đáp ứng nhu cầu bay trong tương lai, cần nâng cấp các thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn ICAO.
Để xây dựng hệ thống dẫn đường trong tương lai, các sân bay địa phương cần trang bị thêm các đài ILS và dần dần thay thế các đài NDB bằng VOR/DME với độ chính xác cao hơn Đồng thời, việc áp dụng thiết bị hệ thống hiện đại cho phép giám sát tình trạng hoạt động của các đài ở khoảng cách xa hơn.
Trong tương lai, khi hệ thống dẫn đường vệ tinh toàn cầu GNSS được triển khai trên sóng VHF, các thiết bị dẫn đường lạc hậu sẽ dần được loại bỏ.
Các hệ thống dẫn đờng
1 Đài dẫn đờng vô tuyến sóng dài vô hớng NDB (Non-Directional Beacon)
NDB (Non-Directional Beacon) là thiết bị hỗ trợ dẫn đường bằng sóng radio, nơi trạm phát mặt đất phát vô hướng sóng điện từ chứa thông tin dẫn đường lên không gian Bộ tìm hướng trên máy bay giúp phi công xác định hướng bay tới đài phát.
Khi phi công nhận tín hiệu từ đài NDB, họ sẽ nghe thấy tín hiệu nhận dạng phát liên tục hai lần trên tần số 1020 Hz Dựa vào kim chỉ thị của bộ định hướng, phi công có thể điều chỉnh hướng bay tới đài NDB Khi máy bay bay qua đài, kim chỉ thị sẽ đảo ngược 180 độ, thông báo cho phi công rằng họ đã vượt qua đài Đài NDB có thể được sử dụng để dẫn đường dài, hỗ trợ tiếp cận tại sân bay và chỉ hướng cho thiết bị ILS.
H ớng của đài chỉ h ớng § êng tiÕp cËn
H ớng của đài chỉ góc đài điểm xa
Hình 2.1 - Vị trí của NDB khi dùng làm đài chỉ h ớng cho ILS
Các đặc điểm của đài NDB:
Hệ thống dẫn đường, bao gồm đài NDB và thiết bị chỉ thị hướng ADF, đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều năm, mang lại sự quen thuộc cho các phi công Các thiết bị trạm mặt đất có chi phí thấp, và hệ thống đơn giản không yêu cầu bảo trì nhờ vào các công nghệ hiện đại.
Nhược điểm của hệ thống đài NDB là chịu ảnh hưởng mạnh từ địa vật, địa hình và các nhiễu tạp thời tiết, dẫn đến việc đài thu ADF có thể chỉ thị sai lệch, gây nguy hiểm cho máy bay Lỗi cũng xảy ra khi có sét đánh hoặc nhiễu xạ sóng điện từ vào ban đêm Bộ chỉ thị ADF yêu cầu phi công phải cân chỉnh chính xác để tránh sai lệch tĩnh Do đó, trong tương lai, đài NDB sẽ chủ yếu được sử dụng như đài chỉ hướng tại sân và đài điểm cho ILS.
Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống NDB có trong phụ lục 1
2 Đài dẫn đờng VOR (Very High Frequency OmniRange ) :
Hệ thống VOR (VHF Omnidirectional Range) là một công nghệ dẫn đường bằng sóng radio, giúp máy bay xác định vị trí so với đài phát Đài VOR phát ra hai tín hiệu: pha chuẩn và pha biến thiên, với pha chuẩn có tần số 30Hz cố định và pha biến thiên có tần số 30Hz thay đổi theo hướng bay Bằng cách đo sự khác biệt pha giữa hai tín hiệu, phi công có thể xác định góc phương vị của máy bay VOR được phân loại thành hai loại chính: CVOR và DVOR CVOR là hệ thống VOR truyền thống, phát tín hiệu pha chuẩn điều chế FM và pha biến thiên điều chế AM, nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường Ngược lại, DVOR sử dụng hiệu ứng Doppler để phát tín hiệu, giúp cải thiện độ chính xác và giảm thiểu sai số do phản xạ sóng.
Hệ thống DVOR cung cấp thông tin định vị máy bay với tần số sóng mang FM, giúp giảm thiểu ảnh hưởng từ các vật cản xung quanh so với CVOR DVOR có hai loại chính là SSB và DSB, trong đó DSB có ưu điểm ít bị tác động bởi sự phản xạ địa hình, mặc dù có chi phí cao hơn SSB.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống đài VOR được nêu trong phụ lục 1 Đài VOR chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ các tòa nhà và địa hình xung quanh, đặc biệt là trong quá trình tiếp cận và hạ cánh, có thể dẫn đến chỉ thị phương vị sai lệch đáng kể.
3 Đài dẫn đờng phụ trợ đo khoảng cách DME (Distance Measuring Equipment) :
Hệ thống DME cung cấp thông tin khoảng cách giữa máy bay và đài kiểm soát Máy bay phát xung hỏi qua bộ hỏi của nó, và trạm mặt đất, hay còn gọi là bộ phát đáp (Transponder), nhận các xung hỏi này và tự động trả lời bằng xung trả lời có tần số sóng mang 63 MHz Khoảng cách được đo bằng cách tính toán thời gian giữa khi phát xung hỏi và khi nhận xung trả lời.
Hệ thống VOR/DME bao gồm hai loại cho dẫn đường hàng tuyến và tiếp cận Thiết bị DME có thể sử dụng kết hợp với hệ thống ILS để hỗ trợ hạ cánh, đặc biệt trong trường hợp đài điểm xa của ILS không được lắp đặt.
Các đặc điểm của đài DME: đài DME có thể đồng thời tối đa trả lời cho
Hệ thống DME sử dụng tần sóng VHF, giúp nó không bị ảnh hưởng bởi nhiễu khí quyển và điều kiện thời tiết Nhờ vào tần số này, kênh DME có khả năng phủ sóng theo tầm nhìn thẳng (LOS), đảm bảo độ chính xác trong việc định vị máy bay.
Một kênh bộ thu Một kênh bộ phát Hình 2.2 - Sơ đồ khối kênh đo khoảng cách DME
Bộ hỏi trên máy bay
Bộ phát đáp mặt đất
Các chỉ tiêu kỹ thuật hệ thống đài DME có trong phụ lục 1
Khi lắp đặt đồng trục hai anten VOR/DME, cần đảm bảo các điều kiện ngoại vi của VOR Nếu lắp đặt bên cạnh, cần chú ý đến các tòa nhà và tháp thép gần anten DME, vì chúng có thể phản xạ sóng và gây lỗi Khi lắp cùng với ILS, cần đảm bảo anten phát glide path không cản trở tầm nhìn của DME Ngoài ra, anten DME nên được lắp đặt cao hơn khu nhà chứa máy phát để tránh ảnh hưởng của sóng phản xạ.
4 Hệ thống trợ giúp hạ cánh ILS (Instrument Landing System):
Hệ thống trợ giúp hạ cánh ILS cung cấp thông tin hướng dẫn chính xác cho quá trình hạ cánh của máy bay tại sân bay Tại các sân bay được lắp đặt hệ thống ILS, phi công có thể hạ cánh an toàn và chính xác xuống đường băng Hệ thống này đóng vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn máy bay hạ cánh an toàn, ngay cả trong điều kiện thời tiết xấu.
Hệ thống trợ giúp hạ cánh bao gồm các thành phần chính như đài chỉ hướng hạ cánh (localizer), đài chỉ góc hạ cánh (glide path), đài điểm giữa (middle marker) và đài điểm xa (outer marker) Đài chỉ hướng hạ cánh phát tín hiệu hướng dẫn máy bay theo đường tâm đường băng, giúp phi công điều chỉnh vị trí khi máy bay lệch khỏi đường bay Đài chỉ góc hạ cánh cung cấp thông tin về góc hạ cánh chuẩn, cho phép phi công điều chỉnh độ cao và hướng tiếp cận của máy bay để đảm bảo hạ cánh an toàn Đài điểm giữa phát sóng điện từ giúp xác định vị trí máy bay cách điểm tận cùng đường băng khoảng 1000m, hỗ trợ trong quá trình hạ cánh chính xác.
Khi máy bay bay vào vùng sóng điện từ hình quạt theo hướng thẳng lên không gian, đèn chỉ thị trên máy bay sẽ nhấp nháy và phát ra âm thanh 1300.
Dịch vụ hiện tại của ngành giám sát
Máy thu tại máy bay đài góc ph ơng vị sau đài góc ngẩng ® êng b¨ng
Hình 2.3 - Minh họa nguyên lý làm việc của hệ thống MLS
Vùng thông báo bay Hồ Chí Minh (FIR) được trang bị 3 tổ hợp radar hiện đại, bao gồm một tổ hợp tại sân bay Tân Sơn Nhất với radar sơ cấp và thứ cấp, một tổ hợp tại bán đảo Sơn Trà cũng tương tự, và một radar thứ cấp tại Vũng Chua - Quy Nhơn Mỗi tổ hợp radar có tầm hoạt động tương ứng 80/250 NM, đáp ứng hiệu quả từ mực bay 245 trở lên Hệ thống radar này sử dụng công nghệ tiên tiến của hãng Thomson CFS, hoạt động trên sóng VHF và được sản xuất theo tiêu chuẩn ICAO Nhờ vào hệ thống điều khiển từ xa, các kỹ thuật viên tại Trung tâm điều hành bay Hồ Chí Minh có thể theo dõi và khắc phục nhanh chóng tình trạng hoạt động của các tổ hợp radar.
Trung tâm xử lý số liệu radar EUROCAT-200 thu thập và xử lý dữ liệu từ toàn bộ mạng radar thuộc FIR Hồ Chí Minh qua đường truyền vệ tinh, cung cấp hình ảnh hoạt động bay liên tục cho các màn hình tại vị trí kiểm soát không lưu Tại Trung tâm điều hành tiếp cận sân bay Tân Sơn Nhất, hệ thống còn cho phép quan sát hình ảnh mây, đảm bảo an toàn cho quá trình hạ cất cánh Hệ thống này đáp ứng hiệu quả các yêu cầu kiểm soát không lưu cho khu vực có độ động trên 300 km.
Vùng thông báo bay Hà Nội (FIR) được trang bị tổ hợp radar đường dài SKALA_M do Liên Xô sản xuất, bao gồm radar sơ cấp và thứ cấp Hệ thống này có khả năng xử lý số liệu đồng bộ, đáp ứng yêu cầu khai thác không lưu với tầm hoạt động vượt quá 300 km.
Cả 3 khu vực của 3 sân bay quốc tế Nội Bài, Tân Sơn Nhất, Đà Nẵng đều đợc kiểm soát bằng radar Ngoài ra sân bay Vinh và Cà Mau cũng mới đ ợc lắp đặt thêm hệ thống này
Các tổ hợp radar của Trung tâm Quản lý bay đã được chuẩn bị để đáp ứng nhu cầu về radar mode “S”, phù hợp với sự phát triển của CNS/ATM theo định hướng của ICAO trong tương lai.
Các hệ thống radar sơ cấp và thứ cấp
1 Radar sơ cấp PSR- Primary Surveilance Radar:
Gồm 2 loại radar giám sát tiếp cận hạ cánh ASR (Air Surveilance radar ) và radar đờng dài ARSR (Air Route Surveilance radar ) Với ASR thiết kế để tìm vị trí và hớng của máy bay trong vùng bán kính 60 NM (100km) gần sân bay, điều khiển bay tiếp cận và hạ cánh của các máy bay Đây là loại radar sơ cấp dùng để giám sát tiếp cận Radar ARSR là loại radar giám sát đờng dài với bán kính giám sát 200 NM (>300 km) dùng cho điều khiển không lu.
Nguyên lý hoạt động của radar sơ cấp bắt đầu từ việc máy phát phát ra các xung tần số cao vào không gian Khi máy bay trong vùng kiểm soát của radar, sóng điện từ sẽ đập vào máy bay và phản xạ trở lại anten thu radar Tại bộ thu, tín hiệu phản xạ được tách ra và so sánh với xung gốc, từ đó đo khoảng thời gian giữa hai xung Khoảng thời gian này liên hệ chặt chẽ với khoảng cách từ máy bay đến đài radar, cho phép tính toán chính xác khoảng cách giữa máy bay và đài radar.
Thời gian truyền liên hệ với khoảng cách theo công thức sau:
Radar sơ cấp hoạt động chỉ hiển thị mục tiêu di động trên màn hiển thị.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống radar sơ cấp có trong phụ lục 1
2 Radar thứ cấp SSR – mặt đất trên sóng VHF Secondary Surveilance radar:
Hệ thống radar thứ cấp thường được lắp đặt cùng với ASR hoặc ARSR để cung cấp thông tin về vị trí, độ cao và nhận dạng máy bay Trong tình huống khẩn cấp, khi không thể liên lạc qua hệ thống thông tin hoặc khi bị không tặc, người điều khiển có thể không nhận được chỉ thị báo nguy Radar thứ cấp bao gồm hai loại, được sử dụng cho sân bay và tiếp cận.
Radar thứ cấp hoạt động bằng cách phát xung hỏi tại tần số 1030 MHz từ anten INT Khi máy bay nhận tín hiệu hỏi, nó sẽ phát tín hiệu trả lời ở tần số 1090 MHz, chứa thông tin nhận dạng máy bay, số hiệu, độ cao và các thông tin báo nguy Tín hiệu này được truyền qua bộ giải mã máy thu để cung cấp thông tin cho bộ chỉ thị Lợi ích của radar thứ cấp là cho phép máy bay thông báo thông tin độ cao và số hiệu chuyến bay đến hệ thống kiểm soát không lưu tự động, với công suất tiêu thụ nhỏ, nhẹ và chi phí thấp Trong tương lai, radar thứ cấp sẽ được cải tiến với mode S để truyền số liệu hiệu quả hơn Tuy nhiên, nhược điểm của radar này là máy bay cần có bộ thu phát tín hiệu riêng hoạt động tốt.
Bộ phát xung cao tÇn
Hình 3.1 - Sơ đồ khối của rađar sơ cấp
Radar chỉ nhận dạng máy bay khi có xung trả lời và hoạt động trên một tần số duy nhất Nhược điểm này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng radar mode S.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống radar thứ cấp có trong phụ lục 1
2 Thiết bị quan sát mặt sân ASDE – mặt đất trên sóng VHF Airport Surface Detection Equipment: Đây là loại radar sơ cấp điều khiển sự di chuyển của các máy bay, xe ôtô vận chuyển trên mặt sân bay Anten của loại radar này thờng đợc lắp đặt trên đỉnh của tháp điều khiển tại sân và bộ chỉ thị cũng đợc đặt trên tháp điều khiển Hiện tại thiết bị này cha đợc sử dụng tại Việt Nam.
Các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống ASDE có trong phụ lục 1
Máy thu/phát ®iÒu khiÓn Giải mã ®iÒu khiÓn Máy thu/phát
Anten INT Màn chỉ thị nhìn vòng
Hình 3.2 - Sơ đồ khối radar thứ cấp
Hệ thống thiết bị đo khoảng cách, trợ giúp dẫn đ- ờng trong ngành hàng không dân dụng việt nam
Lý thuyết chung về dẫn đờng các thiết bị bay
Định nghĩa
Để hiểu đợc nhiệm vụ của dẫn đờng ta xét nó qua định nghĩa về dẫn đờng:
Đường là một lĩnh vực khoa học chuyên nghiên cứu các phương pháp và thiết bị nhằm thu thập thông tin về vị trí và chuyển động của đối tượng được điều khiển.
Nh vậy, nghiên cứu về dẫn đờng cần nghiên cứu về 2 vấn đề:
1 Các phơng pháp dẫn đờng.
2 Các thiết bị dẫn đờng.
Các thiết bị dẫn đờng
1.2 Các phơng pháp dẫn đờng
Có nhiều phương pháp dẫn đường dựa trên các kỹ thuật khác nhau Một trong những phương pháp là dẫn đường bằng sự quan sát của mắt người Ngoài ra, dẫn đường cũng có thể thực hiện bằng địa bàn từ và áp kế để đo độ cao.
Phương pháp dẫn đường trên không đơn giản nhưng có độ chính xác thấp và thời gian xử lý lớn Dẫn đường bằng thiên văn sử dụng một vài ngôi sao để xác định vị trí, có độ chính xác cao nhưng không hoạt động khi bầu trời mây che Dẫn đường bằng tia laze hoặc bộ cảm biến có khoảng cách tác dụng ngắn do áp suất khí quyển, nhưng vẫn được sử dụng trong vũ trụ Phương pháp quán tính đo vector gia tốc và tích phân để xác định vị trí, không cần trao đổi thông tin với mặt đất, nhưng có nhược điểm là sai số tích lũy theo thời gian Cuối cùng, phương pháp vô tuyến điện không phụ thuộc vào thời tiết, cho phép điều khiển thiết bị bay không người lái với độ chính xác cao và khoảng cách lớn, nhưng cần có trạm vô tuyến để giảm nhiễu và hiệu suất phụ thuộc vào điều kiện lan truyền sóng.
2 Các thiết bị dẫn đờng
Thiết bị dẫn đờng là tập hợp các thiết bị điện tử để xác định các thông số dẫn đờng
2.2 Phân loại a Phân loại theo thông số dẫn đờng
Thông số dẫn đường bao gồm khoảng cách, tổng khoảng cách, hiệu khoảng cách, góc và vận tốc chuyển động Các thiết bị dẫn đường tương ứng sẽ đo lường các thông số này, giúp người dùng nắm bắt chính xác thông tin về lộ trình và tốc độ di chuyển.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo khoảng cách, hiệu khoảng cách hay tổng khoảng cách dựa trên phơng trình cơ bản R = c.t với c = 3.10 8 m/s
Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo vận tốc là dựa vào hiệu ứng Doppler fthu=fphát(1+vht/c) Với vht là vận tốc hớng tâm
Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo góc là dựa vào đồ thị hớng của anten
- Thiết bị đo pha vô tuyến điện: Đo góc lệch giữa quĩ đạo bay và quĩ đạo định trớc
- Thiết bị đo chân trời vô tuyến điện: Đo góc tròng trành và góc nghiêng của thiết bị bay so với mặt phẳng hành tinh
- Thiết bị tìm phơng: Đo góc phơng vị và góc tà b Phân loại theo kiểu đo kỹ thuật vô tuyến điện
Thiết bị dẫn đ êng §o khoảng cách Đo Tổng khoảng cách Đo Hiệu khoảng cách §o gãc §o vËn tèc
Không bộ trả lời Có bộ trả lêi §o cao §o pha T×m ph ơng Đo chân trêi
Thiết bị dĐ tần số Thiết bị dĐ pha Thiết bị dĐ biên độ
Thiết bị dĐ t ơng quan §o theo tÇn sè
Doppler §o theo sù ®iÒu biên tần sè §o theo sãng mang §o theo h×nh bao §o theo sãng mang §o theo h×nh bao §o theo sãng mang §o theo h×nh bao
Theo biên độ cùc tiÓu
Theo biÓu thức biên độ
T×m ph ơng theo biÓu thức biên độ
T×m ph ơng theo biên độ cùc tiÓu
T×m ph ơng theo biên độ cực đại
Hệ thống dẫn đờng trong ngành Hàng không
Hệ thống dẫn đường hàng không là tổ hợp các phương tiện mặt đất sử dụng kỹ thuật xác định các đường bay và vùng hoạt động bay, cung cấp cho máy bay dữ liệu cần thiết để xác định tọa độ, tuyến, hướng và độ cao trong suốt hành trình bay Độ chính xác và độ tin cậy của việc dẫn đường phụ thuộc vào tín hiệu từ thiết bị hỗ trợ dưới mặt đất, gây khó khăn trong việc dẫn đường tại những khu vực như đại dương và vùng núi.
Dẫn đờng hàng không có thể đợc thực hiện theo phơng thức:
Chủ động dẫn đường là phương thức sử dụng hệ thống dẫn đường mặt đất hoặc vệ tinh để điều khiển thiết bị bay theo đúng quỹ đạo và hành lang bay Các thiết bị bay cũng có thể được điều khiển trực tiếp thông qua thoại và số liệu nhờ vào đường truyền sóng vô tuyến.
Trong hàng không dân dụng, toàn bộ lộ trình bay từ cất cánh đến hạ cánh được xác định trước Trên lộ trình bay, các thiết bị dẫn đường như NDB, VOR, DVOR, và DME được bố trí tại các khoảng cách nhất định, phát sóng tần số VHF riêng biệt Kiểm soát viên không lưu có nhiệm vụ thông báo liên tục cho phi công về vị trí của các đài dẫn đường tiếp theo Máy thu trên máy bay tự động điều chỉnh tần số để phù hợp với tần số phát của đài dẫn đường, giúp máy bay tiếp tục lộ trình yêu cầu.
Hệ thống dẫn đường được thực hiện thông qua nhiều phương pháp kỹ thuật khác nhau, phù hợp với yêu cầu và điều kiện của hành trình bay, bao gồm hai loại cơ bản.
- Dẫn đờng đờng dài (dẫn đờng hàng tuyến) để chỉ cho máy bay đi đúng hớng và hành lang bay quy định
Trên lãnh thổ Việt Nam, hệ thống hàng không được trang bị các thiết bị dẫn đường hiện đại cho cả các chuyến bay nội địa và quốc tế Hiện tại, Hàng không Việt Nam sử dụng hai loại phương tiện hỗ trợ chính là vô tuyến sóng dài vô hướng (NDB) và vô tuyến sóng cực ngắn vạn hướng (VOR/DME) Các thiết bị này được thiết kế để phục vụ cho việc dẫn đường trên các hành trình dài, cũng như trong quá trình tiếp cận và hạ cánh an toàn.
Hệ thống dẫn đường tiếp cận và hạ cánh tại sân bay Nội Bài và Tân Sơn Nhất bao gồm các thiết bị như đài gần, đài xa Location NDB, đài VOR/DME, ILS và hệ thống đèn tín hiệu, giúp máy bay hạ cánh an toàn Trước đây, các sân bay địa phương chủ yếu sử dụng thiết bị NDB, nhưng với sự gia tăng hoạt động bay, HKDDVN đã bổ sung các thiết bị dẫn đường hiện đại như ILS và thay thế dần NDB bằng VOR/DME tại các sân bay như Điện Biên, Mộc Châu, Cát Bi, Vinh, Đồng Hới, Phú Bài và Phan Thiết để nâng cao độ chính xác trong khai thác.
Theo hệ thống cũ, dẫn đường hàng không dựa vào khái niệm MNPS và các chuẩn như Omega, Loran C, NDB, VOR/DME Hệ thống này đo độ cao bằng khí áp, sử dụng tham chiếu quán tính và dẫn đường quán tính INS/IRS, cùng với hệ thống hạ cánh sóng cực.
Theo khuyến cáo của ICAO, trong tương lai, hệ thống dẫn đường hàng không sẽ được cải tiến với khái niệm dẫn đường theo yêu cầu RNP, cùng với hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS và công nghệ đo độ cao bằng GNSS.
Hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh cung cấp thông tin liên tục ra không gian, giúp xác định vị trí và tham khảo thời gian một cách chính xác Với độ chính xác cao và hiệu suất tốt, hệ thống này giúp máy bay tiếp cận chính xác ngay cả trong điều kiện tầm nhìn bị hạn chế, đồng thời giảm chi phí.
Khái quát về nguyên lý làm việc và Cấu trúc tổng quát của thiết bị đo khoảng cách DME
Giới thiệu
Thiết bị tạo mốc, đo khoảng cách (DME) là hệ thống sử dụng nguyên tắc radar xung thứ cấp, hoạt động trong dải tần 962-1213 MHz DME được phát triển sau hệ thống Rebecca Eureka tại Anh trong Thế chiến II.
Thiết bị này cung cấp thông tin về khoảng cách nghiêng của máy bay, thường được kết hợp với đài VOR hoặc ILS, giúp máy bay duy trì đúng tuyến bay.
Ngoài ra nó cũng đợc dùng kết hợp với hệ thống TACAN (Tactical Air Navigation) TACAN là một hệ thống dùng trong quân đội, nó cũng cung cấp cả
Trạm phát mốc d ới mặt đất
TACAN và DME cung cấp thông tin quan trọng về hướng và khoảng cách dẫn đường cho máy bay Khi kết hợp, TACAN chỉ sử dụng kênh thông tin về góc phương vị, trong khi thành phần khoảng cách của TACAN và DME có những đặc tính khác nhau TACAN có nhiều kênh tần số hoạt động trong dải tần 962-1213 MHz, cho phép các tổ chức hàng không dân dụng đo khoảng cách từ các đài phát TACAN một cách hiệu quả.
Nguyên lý làm việc
Nguyên lý hoạt động của DME dựa trên độ trễ thời gian lan truyền của sóng điện từ Máy thu trên máy bay và tại trạm mặt đất được thiết kế để giải mã các đôi xung có khoảng cách cố định Khi máy phát trên máy bay phát ra đôi xung hỏi, máy thu tại trạm mặt đất sẽ kiểm tra và giải mã chúng Sau đó, bộ xử lý tại trạm mặt đất phát lại một đôi xung khác với tần số khác lên không gian Máy thu trên máy bay nhận các xung phản hồi này và đưa vào bộ giải mã, từ đó tính toán được thời gian trễ giữa các xung phát và thu Độ trễ xử lý tại trạm mặt đất thường cố định, cho phép tính toán thời gian sóng truyền trong không gian, với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng Khoảng cách từ máy bay đến trạm mặt đất có thể được tính toán thông qua độ trễ lan truyền của sóng.
Trong đó D là khoảng cách tức thời từ máy bay tới trạm mặt đất. c=3*10 8 m/s. tD= ttrễ đo đợc-ttrễ xử lý.
Sau khi tính đợc D, máy thu trên máy bay sẽ hiển thị để giúp phi công có thể điều khiển máy bay một cách an toàn.
Nghiên cứu và tìm hiểu về thiết bị đo khoảng cách DME
Khái quát về nguyên lý làm việc và Cấu trúc tổng quát của thiết bị đo khoảng cách DME
Thiết bị tạo mốc, đo khoảng cách (DME) là hệ thống hoạt động dựa trên nguyên tắc radar xung thứ cấp, hoạt động trong dải tần 962-1213 MHz DME được phát triển sau hệ thống Rebecca Eureka, một công nghệ tiên tiến ra đời trong chiến tranh thế giới thứ hai tại Anh.
Thiết bị này cung cấp thông tin về khoảng cách nghiêng từ máy bay đến vị trí của nó, thường được kết hợp với đài VOR hoặc ILS để đảm bảo máy bay duy trì đúng tuyến bay.
Ngoài ra nó cũng đợc dùng kết hợp với hệ thống TACAN (Tactical Air Navigation) TACAN là một hệ thống dùng trong quân đội, nó cũng cung cấp cả
Trạm phát mốc d ới mặt đất
TACAN cung cấp thông tin về hướng và khoảng cách cho máy bay, nhưng khi kết hợp với DME, nó chỉ sử dụng kênh thông tin để cung cấp góc phương vị Thành phần khoảng cách của TACAN và DME có những đặc tính khác nhau, với nhiều kênh tần số cho TACAN trong dải tần 962-1213 MHz, cho phép các tổ chức hàng không dân dụng đo khoảng cách từ các đài phát TACAN.
Nguyên lý hoạt động của DME dựa trên độ trễ thời gian lan truyền của sóng điện từ Máy thu trên máy bay và trạm mặt đất được thiết kế để giải mã các cặp xung có khoảng cách cố định Máy phát trên máy bay phát ra các cặp xung hỏi, được máy thu tại trạm mặt đất tiếp nhận và kiểm tra tính hợp lệ trước khi giải mã Sau đó, bộ xử lý tại trạm mặt đất phát lại một cặp xung khác trên tần số khác Máy thu trên máy bay nhận các xung phản hồi này và đưa vào bộ giải mã, từ đó tính toán được thời gian trễ giữa cặp xung phát và thu Độ trễ xử lý tại trạm mặt đất thường được thiết kế cố định (theo tiêu chuẩn ICAO là 50 µs), cho phép tính toán thời gian sóng truyền trong không gian với vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng (300.000 km/s) Nhờ đó, ta có thể xác định khoảng cách từ máy bay đến trạm mặt đất thông qua công thức tính toán dựa trên độ trễ của sóng.
Trong đó D là khoảng cách tức thời từ máy bay tới trạm mặt đất. c=3*10 8 m/s. tD= ttrễ đo đợc-ttrễ xử lý.
Sau khi tính đợc D, máy thu trên máy bay sẽ hiển thị để giúp phi công có thể điều khiển máy bay một cách an toàn.
Hệ thống đài DME bao gồm hai thành phần chính: một trạm thu phát xung đo khoảng cách trên mặt đất và một hệ thống thiết bị đa kênh thu phát trên máy bay Hệ thống này được sử dụng để xác định cự ly giữa máy bay và trạm mặt đất.
Hệ thống thiết bị đa kênh trên máy bay bao gồm bộ phát xung hỏi và bộ thu đôi xung từ trạm mặt đất, cho phép truyền và nhận thông tin hiệu quả Hệ thống thu đa kênh hỗ trợ thu thập dữ liệu từ nhiều đài DME hoạt động ở các tần số khác nhau, giúp tối ưu hóa quá trình bay và nâng cao an toàn hàng không.
Hệ thống thiết bị trạm mặt đất bao gồm một đài phát đáp (transponder) có chức năng thu và phát lại các xung hỏi từ máy bay Hệ thống này tạo ra độ trễ cố định từ lúc nhận xung hỏi đến khi phát đáp xung trả lời Trạm mặt đất hoạt động trên một tần số cố định và có vị trí xác định, phục vụ cho việc chỉ thị trên tuyến bay hoặc tại sân bay.
Máy đo cự ly chỉ thị
Hình 3.1 - Cấu trúc tổng quát kênh đo khoảng cách DME
Hệ thống DME có 126 kênh làm việc với các kênh lân cận phân cách nhau
1 MHz Cho dải liên lạc không đối đất, có 126 kênh trong dải tần từ 1025 – mặt đất trên sóng VHF.
1150 Mhz Cho dải liên lạc đất đối không thì có 63 kênh trong dải tần 962 – mặt đất trên sóng VHF.
1024 MHz và 63 kênh có chiếm dải tần 1151 – mặt đất trên sóng VHF 1213 MHz.
Hệ thống DME sử dụng kỹ thuật xung mã để truyền tải thông tin tín hiệu, với thông tin được gửi dưới dạng các nhóm xung có khoảng cách được xác định trước Cụ thể, trên kênh X, khoảng cách giữa hai xung trong cả đôi xung hỏi và đáp là 12 micro giây (às) Trong khi đó, trên kênh Y, khoảng cách giữa hai xung hỏi là 36 às và giữa hai xung phát đáp là 30 às.
Bộ thu của thiết bị thu máy bay và thiết bị thu máy phát đáp trạm mặt đất sử dụng bộ giải mã xung để chỉ cho phép những đôi xung có khoảng cách cố định đi qua, nhằm tăng tỷ số tín hiệu trên nhiễu và giảm nhiễu xung từ radar hoặc nguồn phát sóng RF khác Bộ phát đáp DME cung cấp cho máy bay thông tin về nhận dạng trạm phát và khoảng cách với đài phát, trong đó thông tin nhận dạng được cập nhật mỗi 30 giây, còn thông tin khoảng cách được cung cấp theo yêu cầu Mỗi máy bay phải phát đôi xung hỏi tới trạm mặt đất trước khi nhận thông tin khoảng cách Trạm mặt đất có khả năng trả lời đồng thời tối đa 100 máy bay trong phạm vi và được tinh chỉnh theo kênh của đài DME.
3.1 Cấu trúc trạm mặt đất
Hình 3.2 minh họa sơ đồ khối của trạm DME dưới mặt đất Khi trạm DME trên máy bay phát tín hiệu hỏi, anten của trạm DME dưới mặt đất nhận tín hiệu này và chuyển đến bộ tiền xử lý qua bộ chuyển mạch anten (Circulator) Tín hiệu được kiểm tra tính hợp lệ; nếu phù hợp, nó sẽ được chuyển đến bộ trộn tần để giảm xuống tần số trung gian Sau khi được khuếch đại và tách sóng, tín hiệu sẽ vào bộ giải mã để kiểm tra khoảng cách giữa các xung Nếu khoảng cách đúng, tín hiệu sẽ được kết hợp với bộ tạo mã trả lời tại bộ điều khiển mã hóa để tạo ra câu trả lời chính xác Cuối cùng, tín hiệu từ bộ điều khiển mã hóa được đưa đến bộ tạo dạng xung, với xung có độ rộng 3.5μs, và phát ra máy phát cao tần để điều chế, khuếch đại và phát trả lời cho máy bay qua anten.
DME phát ra chuỗi cặp xung gồm 3 tín hiệu riêng rẽ Ba tín hiệu này, theo thứ tự u tiên, là:
Tín hiệu trả lời các xung hỏi
Các cặp xung squitter (đợc sử dụng nh là các xung chèn thêm).
Hệ thống ưu tiên này ngăn ngừa nhiễu lẫn nhau giữa ba tín hiệu trong chuỗi xung tổng thể Định danh đài mặt đất rất quan trọng cho máy bay, do đó nó được xác định với độ ưu tiên hàng đầu trong hệ thống Bộ mã hóa ID có chức năng tạo ra định danh đài một cách thông minh Định danh đài được phát định kỳ theo mã Morse quốc tế, với các ký tự là chuỗi các cặp xung, xuất hiện khoảng 30 giây một lần Khi mã định danh đài được phát, đầu vào mạch logic ưu tiên bị ngắt, khiến các mạch không tiếp nhận tín hiệu giải mã từ máy thu nữa.
Các xung squitter được ưu tiên thứ ba và được tạo ra ngẫu nhiên khi không có tín hiệu hỏi hoặc thông tin định danh đài Chúng duy trì chuỗi xung đầu ra trung bình đạt 1000 cặp xung mỗi giây (PPS - Pair Per Second) Mục đích chính của việc phát xung squitter là để ổn định mạch tự động điều khiển lượng khuếch đại (AGC) trong bộ hỏi trên tàu bay.
Hình 3.2 - Sơ đồ khối trạm DME mặt đất
(Circulator) Điều khiển mã hoá
126 kênh tần số làm việc trong dải 962-
1213 MHz, víi khoảng cách giữa cách kênh lân cận cách nhau 1MHz
Hệ thống DME dùng kỹ thuËt ®iÒu chế xung mã trong việc truyền các thông tin tín hiệu của nó
Thông tin được truyền đi dưới dạng các cặp xung với khoảng cách cố định giữa chúng Hệ thống DME hoạt động với hai chế độ làm việc khác nhau.
X, khoảng cách giữa hai xung là 12 s, độ rộng của xung là 3.5 s ở chế độ Y, khoảng cách gi÷a hai xung là 36 s, độ rộng xung là 3.5 s H×nh mô tả liên kết kênh giữa trạm mốc mặt đất
Xung trả lêi Xung hái
Tín hiệu sau giải mã
Thời điểm ban đầu tính từ khi bắt đầu hỏi
Tín hiệu sau khi đ ợc tách sóng Tín hiệu sau khi đã hạ tần
Mã trả lời ở dạng xung
Hình3.3 - Giản đồ thời gian của hệ thống
12/36s Tín hiệu thu đ ợc tại máy bay
Tín hiệu thu sau khi tách sóng
Tín hiệu thu đ ợc tại máy bay
126 kênh tần số làm việc trong dải 962-
1213 MHz, víi khoảng cách giữa cách kênh lân cận cách nhau 1MHz
Hệ thống DME dùng kỹ thuËt ®iÒu chế xung mã trong việc truyền các thông tin tín hiệu của nó