nghiên cứu tìm hiểu nguyên lý và ứng dụng của thiết bị đo khoảng cách DME 1119 trong hệ thống dẫn đường hàng không

Mục lục Trang LỜI NÓI ĐẦU...5 CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN...6 Phần I GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH QUẢN LÝ BAY VÀ CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ BAY...8 Chương I KHÁI

Mục lục

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 5

CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 6

Phần I GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH QUẢN LÝ BAY VÀ CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG TÁC QUẢN LÝ BAY 8

Chương I KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH QUẢN LÝ BAY DÂN DỤNG VIỆT NAM 8

Chương II Hệ thống CNS/ ATM (Thông tin – dẫn đường – Giỏm sỏt/quản lý không lưu) hàng không 12

I Chuyên ngành thông tin 12

A Dịch vụ hiện tại của ngành thông tin 12

1.Hệ thống thông tin cố định 12

2 Hệ thống thoại trực tiếp 13

3 Hệ thống thông tin di động 13

B Các hệ thống thông tin 13

1 Hệ thống thông tin thoại giữa máy bay – mặt đất trờn súng VHF.13 13

2 Hệ thống thông tin liên lạc sóng ngắn HF 15

3 Hệ thống thông tin di động vệ tinh15 15

II Chuyên ngành dẫn đường 16

A Dịch vụ hiện tại của ngành dẫn đường 16

1 Dẫn đường hàng tuyến 16

2 Dẫn đường tiếp cận và hạ cất cánh 16

B Các hệ thống dẫn đường 16

1 Đài dẫn đường vô tuyến sóng dài vô hướng NDB(Non-Directional Beacon) 16

2 Đài dẫn đường VOR (Very High Frequency OmniRange) 18

3 Đài dẫn đường phù trợ đo khoảng cách DME (Distance Measuring Equipment) 19

4 Hệ thống trợ giúp hạ cánh ILS (Instrument Landing System) 20

5 Hệ thống trợ giúp hạn cánh MLS ( Microvave Landing System) 22

III Chuyên ngành giám sát 23

A Dịch vụ hiện tại của ngành giám sát 23

B Các hệ thống radar sơ cấp và thứ cấp 24

1 Radar sơ cấp PSR- Primary Surveilance Radar 24

2 Radar thứ cấp SSR – Secondary Surveilance radar 25

3 Thiết bị quan sát mặt sân ASDE – Airport Surface Detection Equipment 27

Phần II HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐO KHOẢNG CÁCH, TRỢ GIÚP DẪN ĐƯỜNG TRONG NGÀNH HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG VIỆT NAM 28

Chương I LÝ THUYẾT CHUNG VỀ DẪN ĐƯỜNG CÁC THIẾT BỊ BAY 28

1.Nhiệm vụ của dẫn đường 28

1.1 Định nghĩa 28

1.2 Các phương pháp dẫn đường 28

2 Các thiết bị dẫn đường 29

2.1.Định nghĩa 29

2.2 Phân loại 30

a Phân loại theo thông số dẫn đường 30

b Phân loại theo kiểu đo kỹ thuật vô tuyến điện 31

3 Hệ thống dẫn đường trong ngành Hàng không 31

Phụ lục: Bản đồ đường bay của ngành Hàng không Việt Nam Chương 2 KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA THIẾT BỊ ĐO KHOẢNG CÁCH DME (DISTANCE MEASURING EQUIPMENT) 34

1 Giới thiệu 34

2 Nguyên lý làm việc 35

3 Cấu trúc tổng quát 36

3.1 Cấu trúc trạm mặt đất 38

3.2 Cấu trúc trạm đặt trên máy bay 41

Chương 3 NGHIÊN CỨU VÀ TÌM HIỂU VỀ THIẾT BỊ ĐO KHOẢNG CÁCH DME MODEL 1119 43

1 Tổng quan 43

2 Miêu tả kỹ thuật 44

2.1 Giỏ mỏy điện tử 44

2.2 Sơ đồ khối đơn giản 55

2.3 Nguyên lý hoạt động 56

a Phần phỏt đỏp (Transponder) 56

b Phần giám sát (Monitor) 58

c Khối kiểm tra (test unit) 59

d Đầu ra giám sát bảo trì xa (RMM-Remote Mainternance Monitor) và đầu cuối thị tần (Video Terminal) 60

3 Nguyên lý hoạt động chi tiết của các khối chính 60

3.1 Khối mạch hiển thị CCA, (1A1A1) 60

3.2 Khối Time Interval, (1A1A2) 62

3.3 Khối đo công suất CCA, (1A1A3) 64

3.4 Khối Steering Logic CCA, (1A1A4) 65

3.5 Khối mạch tỏch súng, (1A4/1A5) 67

3.6 Khối ghép hướng, (1A6) 69

3.7 Khối suy hao chuẩn, (1A3) 70

3.8 Khối điều chế điốt, (1A9) 70

3.9 Khối chọn trước, (1A20) 72

3.10 Khối tạo tín hiệu cao tần (RF Generator) 72

3.10.1 Bộ đệm VCO 74

3.10.2 Khối Synthesizer 74

3.11 Khối Signal Gen Video 77

3.12 Khối Monitor A 78

3.13 Khối Monitor B 80

3.14 Khối khuếch đại trung tần (IF Amplifier) 83

3.15 Khối giải mã (Decoder) 86

3.16 Khối Keyer 88

3.17 Khối Transmitter Video 89

3.18 Khối định hướng (Circulator) 90

KẾT LUẬN 93

Phụ Lục 1 Các thông số kỹ Thuật của hệ thống DME Model 1119 94

Phụ lục 2 Các chỉ tiêu kỹ thuật của các trang thiết bị trong hệ thống CNS/ATM của ngành Quản lý bay dân dụng Việt Nam 98

Phụ lục 3 Sơ đồ mạch nguyên lý chi tiết của 1 số khối của hệ thống DME 1119 103

– LỜI NÓI ĐẦU –

Ngành Hàng không dân dụng Việt Nam ra đời năm 1956 đã mở ra nhữngthuận lợi mới, cơ hội mới thúc đẩy phát triển kinh tế, giao lưu văn hoá giữa ViệtNam với các nước trong khu vực và trên toàn thế giới.

Trong ngành Hàng không dân dụng, Quản lý bay là 1 chuyên ngành mangtính kỹ thuật cao đang phát triển mạnh mẽ không ngừng để có thể đáp ứng đượcvới sù gia tăng nhanh chúng cỏc chuyến bay, dịch vụ hàng không của Hàngkhông dõn dụng Việt Nam Các trang thiết bị trong công tác quản lý bay rất đadạng, hiện đại và ứng dụng mạnh các thành tựu công nghệ Điện tử – Viễn thông.Dịch vụ CNS/ ATM (Thông tin – Dẫn đường – Giám sát/ Quản lý không lưu)của ngành Quản lý bay trong tương lai sẽ ứng dụng mạnh thành tựu phát triểncủa công nghệ thông tin vệ tinh và các công nghệ thông tin, truyền dẫn khác Vớinhững đặc điểm đó Quản lý bay là cơ sở công tác, thực tập thực tế tốt cho cácsinh viên theo học chuyên ngành Điện tử – Viễn thông muốn hướng về lĩnh vựcHàng không

Trong quá trình thực tập tại Trung tâm Quản lý bay Miền Bắc, sau khiđược tiếp xúc và tìm hiểu các trang thiết bị của ngành Quản lý bay, em đã quyết

định chọn đề tài “Nghiên cứu tìm hiểu nguyên lý và ứng dụng của thiết bị đo

khoảng cách DME 1119 trong hệ thống dẫn đường Hàng không”, đây là thiết

bị được dùng phổ biến không chỉ ở các sân bay của Việt Nam mà còn được nhiềunước trên thế giới sử dụng trong ngành Hàng không của mình Trong ngànhQuản lý bay, nú cú vai trò rất quan trọng trong việc trợ giúp cho các máy bay cất,

hạ cánh chính xác và chỉ dẫn cho máy bay đi đúng đường bay của mình 1 cách antoàn

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Văn Tuân, cán bộ giảng dạythuộc Bộ môn kỹ thuật thông tin, khoa Điện tử - Viễn thông, trường Đại họcBách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ em rất nhiệt tình, cung cấp tài liệu nghiên cứucũng như hướng dẫn em phương pháp nghiên cứu để hoàn thành đồ án này Đồngthời em còng xin cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện tử - Viễn thôngtrường Đại học Bách Khoa Hà Nội đó giỳp cho em tiếp thu được những kiếnthức cơ bản trong quá trình học tập để em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp vàcũng là để cho em có được nền tảng trong nghề nghiệp tương lai

Em còng xin cảm ơn các cán bộ của Trung tâm quản lý bay miền Bắc đãnhiệt tình tạo cơ hội cho em được tham quan, tiếp cận thực tế các trang thiết bị,giúp em có cái nhìn trực quan hơn, tư duy hiệu quả hơn trong suốt thời gian thựctập và làm đồ án tốt nghiệp

Trong quá trình thực hiện, do trình độ và thời gian có hạn nên đồ án của

em không thể tránh khỏi thiếu sót và có những vấn đề chưa được đề cập sâu, emrất mong các thầy cô giáo và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án này được đầy đủ

và hoàn thiện hơn

– CÁC T VI T T T S D NG TRONG Ừ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN – ẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN – ẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN – Ử DỤNG TRONG ĐỒ ÁN – ỤNG TRONG ĐỒ ÁN – ĐỒ ÁN – ÁN –

ACC Air Control Center Trung tâm điều hành bay

đường dàiAFTN Aeronautical Fixed

Telecommunication Network

Hệ thống thông tin cố định

AMSC Automatic Message Swiching

cậnASDE Airport Surface Detection

Equipment

Thiết bị quan sát mặt đất

ARSR Air Route Surveilance radar Radar giám sát đường dàiASR Air Surveilance radar Radar giám sát tiếp cận và hạ

cánh

DME Distance Measuring Equipment Thiết bị đo khoảng cách

FIR Flight Information Region Vùng thông báo bay

GNSS Global Navigation Saterllite

System

Hệ thống dẫn đường bằng vệtinh

GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu

ICAO International Civil Aviation

Organization

Tổ chức hàng không dân dụngquốc tế

ILS Instrument Landing System Hệ thống hạ cánh chính xác

MLS Microwave Landing System Hệ thống trợ giúp hạ cánh

sóng cực ngắnNDB Non-Directional Beacon Thiết bị dẫn đường vô tuyến

sóng dài vô hướngPSR Primary Surveilance Radar Radar giám sát sơ cấp

RMM Remote Maintance Monitor Đầu ra giám sát bảo trì xa

SSR Secondary Surveilance Radar Radar giám sát thứ cấp

TACAN Tactical Air Navigation Hệ thống dẫn đường không

gian chiến thuật

VCO Voltage Controlled Oscillator Bộ tạo dao động điều khiển

bằng điện áp

VOR Very high frequency

Cách đây 50 năm, ngày 15/1/1956 Thủ tướng chớnh phủ Việt Nam Dânchủ Cộng hoà đã ban hành nghị định số 666/TTG thành lập Cục Hàng không dândụng Việt Nam Đây là văn bản pháp lý đầu tiên đặt cở sở ra đời cho một tổ chứcvận chuyển Hàng không trong nước và tham gia vào quá trình giao lưu Hàngkhông quốc tế.

Cục Hàng không DDVN ra đời đã đẩy nhanh quá trình hình thành vàphát triển một ngành kinh tế, kỹ thuật mới của đất nước Khởi đầu với một phihành đoàn gồm có năm chiếc máy bay nhỏ vào năm 1956, Hàng không DDVN

đã mở đường bay quốc tế đầu tiên tới Bắc Kinh rồi sau đó đến Viên Chăn (Lào)

1976 và Băngkok (1978) Vào cuối thập niên 80 đầu thập niên 90 các đường bayđến Singapore, Manila, Kualalumpur, Hồng Kụng…còng được mở Cho đến nay,Hàng không DDVN đó cú tổng cộng 67 chiếc máy bay (trong đó có 42 chiếcthuộc loại hiện đại trên thế giới để phục vụ thị trường vận tải thương mại bằngđường HK, số còn lại để phục vụ cho các nhu cầu chuyên biệt như chụp ảnh,trồng rừng, khai thác dầu khí ), quản lý, khai thác 22 sân bay trong đó có 3 sânbay quốc tế và 19 sân bay nội địa Mạng đường bay quốc tế của Hàng khôngDDVN bao gồm 40 đường bay từ 3 thành phố lớn (Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ ChíMinh) đến 25 thành phố trên thế giới Cùng với sự gia nhập tổ chức Hàng khôngdân dụng thế giới (ICAO) vào năm 1980, Hàng không DDVN đã trưởng thành từnhỏ đến lớn, từ thô sơ đến hiện đại và nay đang trở thành một ngành kinh tế mòinhọn góp phần tích cực vào sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Là mét trong 3 chuyên ngành mòi nhọn của ngành Hàng không Việt Nam,ngành Quản lý bay có vai trò rất quan trọng trong việc đưa Hàng không DDVNlên một tầm cao mới xứng với sự phát triển của khu vực và thế giới

Trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam được nhà nước và tổ chứcHàng không dân dụng thế giới giao trách nhiệm quản lý và cung cấp các dịch vụkhông lưu hàng không dân dụng trong một vùng rộng lớn Khu vực bao gồm haivùng thông báo bay FIR Hà Nội và FIR Hồ Chí Minh bao trùm toàn bộ lãnh thổ

và vươn rộng ra hơn 500km trên biển Đông FIR Hà Nội trải rộng trên khu vựckhoảng 160.000 km2 và FIR Hồ Chí Minh rộng khoảng 918.000 km2

Ngành Quản lý bay dân dụng Việt Nam bên cạch việc trực tiếp điều hànhcác chuyến bay trong các đường hàng không và trong vùng trời được phân côngkiểm soát còn tham gia vào việc quản lý vùng trời, bảo vệ an ninh chủ quyềnquốc gia Điều này được thực hiện bằng cách thường xuyên thông báo kịp thời vềcác chuyến bay thông qua không phận hoặc các mục tiêu lạ mà hệ thống giám sátkhông lưu của ngành phát hiện được cho quân chủng phòng không không quânphục vụ trong việc quản lý bay và quản lý vùng trời.

Trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam là cơ quan có ý nghĩa quyếtđịnh và có tầm quan trọng sống còn để đảm bảo an toàn cho các chuyến bay theongôn ngữ chuyên ngành quản lý bay CNS/ATM (Communication NavigationSuveilance/Air Trafic Management) bao gồm dịch vụ như thông tin, dẫn đường,giám sát, quản lý không lưu và được coi là trái tim của hệ thống đảm bảo an toàncũng như giúp cho việc định hướng cho các hoạt động bay Các Hóng hàngkhông thực hiện vận tải thì quản lý bay đảm bảo việc điều hành cất và hạ cánh tạisân và thực thi nhiệm vụ quan trọng là quản lý và giám sát điều khiển không lưucho các chuyến bay được phân đường bay thuộc quyền quản lý của Việt Nam.Khi bay vào vùng kiểm soát bay của Việt Nam, các máy bay được trợ giúp dẫnđường và được liên hệ trực tiếp với nhân viên kiểm soát không lưu bằng thoại vànhận huấn lệnh từ mặt đất để bay đúng hành lang bay của mình hoặc chuyển đổimực bay khi cần Như vậy, nếu không có hệ thống dịch vụ của quản lý bay thìviệc thực hiện các chuyến bay rất nguy hiểm và chứa đầy những mầm mèng uyhiếp sự an toàn bay

Những thành phần chính của công tác quản lý bay bao gồm:

 Các dịch vụ không lưu ATS (Air Trafic Services)

 Quản lý vùng trời ASM (Air Space Management)

 Quản lý luồng không lưu ATFM (Air Trafic Flow Management)

Bên cạnh đú cũn cú cỏc dịch vụ bổ trợ đi kèm để đảm bảo kỹ thuật là CNS(Communication-Navigation-Suveilance) – thông tin – dẫn đường – giám sát, khítượng, tìm kiếm cứu nạn

Các dịch vụ không lưu:

Kiểm soát không lưu, thông báo bay và báo động được đề ra nhằm:

 Ngăn ngõa va chạm giữa các máy bay đang hoạt động trên vùng trời

 Ngăn ngõa va chạm giữa máy bay và chướng ngại vật trong tầm hoạt độngtrên 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 cấpcứu và trợ giúp các cơ quan này theo yêu cầu

Quản lý vùng trời:

Công tác quản lý vùng trời trong các trường hợp này không phải đơnthuần là nhiệm vụ bảo vệ vùng trời hiện nay cùng với các đơn vị phòng khôngkhông quân mà được hiểu là một loạt các công việc:

 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 lưu:

Công tác quản lý không lưu nhằm giải quyết sự tắc nghẽn trên không vàtại các sân bay do lưu lượng hoạt động bay vượt qua khả năng của hệ thống Nếucông tác của quản lý không lưu được coi là tác động "chiến thuật" lên tình trạngkhông lưu thì quản lý luồng không lưu là sự tác động "chiến lược" để quản lýkhông lưu Các trung tâm quản lý luồng không lưu sử dụng các máy tính và trên

cơ sở dự báo các hoạt động bay và khả năng thông qua của các vùng trời, đườngbay, hành lang bay, sân bay, điều tiết các hoạt động bay từ xa nhằm giảm bớt lưulượng bay mà tại nơi dự báo sẽ quá tải

Công tác quản lý hoạt động bay tại Việt Nam bao gồm

Khí tượng:

Cung cấp cho phi công biết được các tin tức liên quan đến khí tượng (nhưmõy, giú, mưa, khí áp ) trong quá trình bay cũng như khi cất, hạ cánh tại cỏcsõn bay

Để đảm bảo cho Quản lý bay thực hiện tốt vai trò, nhiệm vô của mìnhtrong ngành Hàng không dân dụng Việt Nam thì hệ thống các trang thiết bị kỹthuật là 1 phần không thể thiếu của ngành Quản lý bay, tập trung ở ba chuyênngành chính:

 Thông tin (Communication)

 Dẫn đường (Navigation)

 Giám sát (Surveilance)

Mỗi chuyên ngành phụ trách quản lý hoạt động của 1 hệ thống thiết bị kỹthuật riêng nhằm đảm bảo thực hiện tốt nhiệm vụ của mình, góp phần quan trọngtrong việc điều hành chỉ huy an toàn hạ cất cánh tại sân bay cũng như bay đườngdài của ngành Hàng không Việt Nam

Chương II

Hệ thống CNS/ ATM (Thông tin – dẫn đường – Giỏm sỏt/quản lý

không lưu) hàng không

Như đã nói ở trên, hệ thống trang thiết bị kỹ thuật của ngành Quản lý bay

có vai trò rất quan trọng trong việc quản lý - điều hành hoạt động bay Các thiết

bị kỹ thuật chủ yếu của Quản lý bay tập trung tại ba chuyên ngành sau: thông

tin, dẫn đường và giám sát Mỗi chuyên ngành phụ trỏch các thiết bị riêng với

cỏc tiờu chuẩn kỹ thuật riêng được quy định trong các tài liệu Annex của ICAO

I Chuyên ngành thông tin:

Ngành này quản lý các mạng lưới thông tin liên lạc thoại, truyền số liệuriêng cho Hàng khụng Các loại hình thông tin bao gồm thông tin cố định và diđộng Hàng không

A Dịch vụ hiện tại của ngành thông tin

Hệ thống thông tin cố định đảm bảo liên lạc thoại, thông tin số liệu giữacác cơ quan kiểm soát không lưu trong cả nước và quốc tế Thụng tin liên lạcgiữa các đơn vị liên quan đến quá trình quản lý và điều hành bay, liên lạc nội bộvới nhau trong cơ quan quản lý không lưu

Hệ thống thông tin di động cho phép liên lạc thoại số liệu giữa các cơquan cung cấp dịch vụ số liệu không lưu với nhau và các máy bay theo phươngthức điểm nối điểm (point to point)

1 Hệ thống thông tin cố định

Hệ thống thông tin cố định AFTN (Aeronautical Fixed

Telecommunication Network) là mạng thông tin liên lạc trao đổi các điện văn

theo chuẩn của ICAO Tại các Trung tâm kiểm soát bay ACC Hà Nội, ACC HồChí Minh, APP Đà Nẵng và Trung tâm điều hành bay quốc gia (Gia Lâm) đượclắp đặt thiết bị chuyển điện văn tự động AMSC và thiết bị đầu cuối đảm bảo tựđộng chuyển điện văn phục vụ cho điều hành bay cựng cỏc hệ thống lưu trữ dùngcho công tác điều tra và học tập Hệ thống AFTN được sử dụng kỹ thuật côngnghệ mới, có sự liên lạc nội bộ bằng đường truyền vệ tinh viba số riêng củangành Quản lý bay Ngoài ra, nối giữa trung tâm điều hành với nhau cũn cúmạng đường truyền thuê bao của bưu điện (vệ tinh viba số, cáp quang…) để dựphòng khi đường truyền chính bị trục trặc kỹ thuật, hoặc khi có sự cố Độ tin cậycủa hệ thống luôn là 99,9%

2 Hệ thống thoại trực tiếp:

Tại các trung tâm quản lý điều hành bay đã thiết lập các mạng thông tin đểđảm bảo liên lạc giữa các cơ quan kiểm soát không lưu trong từng khu vực vàquốc tế

Đường truyền từ ACC (Trung tâm điều hành bay đường dài) Hồ Chí Minhtới các ACC kế cận là qua vệ tinh do bưu điện quản lý Các đường liên lạc thoạikhác giữa 3 sân bay Quốc tế là của ngành Quản lý bay và của bưu điện dự phòng.

3 Hệ thống thông tin di động:

Hệ thống thông tin di động cho phép liên lạc thoại số liệu giữa các cơquan cung cấp dịch vụ không lưu và các máy bay Nú giỳp cho Trung tâm kiểmsoát bay thực hiện được thông tin với bất kỳ máy bay nào ở bất cứ vị trí nàotrong vùng trách nhiệm quản lý (FIR)

Hệ thống thông tin di động là hệ thống thông tin quan trọng bậc nhất chocông tác an toàn bay và điều hoà các hoạt động bay Trong ngành Quản lý bay,tất cả các cơ quan kiểm soát không lưu (ACC, APP, TWR) đều được trang bị hệthống liên lạc không địa sóng cực ngắn VHF

Tại sân bay TSN, trên nói Vòng Chua (Qui Nhơn), núi Sơn Trà (ĐàNẵng), nói Tam Đảo (Vĩnh Phóc) được lắp đặt thiết bị VHF đường dài với tầmphủ súng trờn 400 km ở độ cao 10 km Trong các ACC HCM và ACC HAN cũn

cú phương tiện liờn lạc sóng ngắn HF làm việc trên tần số quy định của vùngĐông Nam á để đảm bảo liên lạc không địa ở các vị trí xa ngoài tầm phủ sóngcủa các VHF đường dài Tại mỗi vùng trách nhiệm của mỗi đài VHF kiểm soátđường dài phải có Ýt nhất một tần số công tác (Trong dải 118.0 MHz-138.0MHz) và một tần số dùng chung cho công tác khẩn nguy là 121,5 MHz

B Các hệ thống thông tin :

1 Hệ thống thông tin thoại giữa máy bay – mặt đất trờn súng 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 đường dài

Hệ thông tin khụng/địa: Dựng cho liên lạc thoại giữa kiểm soỏt viờnkhông lưu với các phi công tại đài chỉ huy và liên lạc thoại giữa các kiểm soỏtviờn không lưu tại ACC với phi công khi máy bay thuộc vùng thông báo bay màACC quản lý

Xem chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống trong phụ lục 1

Hệ thụng tin dịch vụ tại sõn : Cung cấp cho mỏy bay cỏc thụng tin thờitiết, trạng thỏi hoạt động của cỏc hệ thống an toàn hàng khụng.

Hệ thống thực hiện dịch vụ đường dài: Cung cấp kịp thời cỏc thụng tinmang tớnh cập nhật về điều kiện của cỏc sõn bay, thời tiết, cỏc tỡnh trạng hoạtđộng của cỏc phương tiện dẫn đường, thụng tin cho phi cụng và cỏc thụng tinkhỏc

Hệ thống thụng tin dựng cho cụng tỏc tỡm kiếm cứu nạn: dựng cho liờn lạcgiữa cỏc đội tỡm cứu nạn ở mặt đất với mỏy bay tỡm cứu trờn khụng bằng VHFtheo tần số 121.5 MHz

2 Hệ thống thụng tin liờn lạc súng ngắn HF:

Dựng cho liờn lạc giữa cỏc Trung tõm Quản lý bay và khụng/ địa tạinhững nơi thụng tin vệ tinh, VHF khụng phủ tới được Mỗi vựng cỳ một tần tintrong cựng tần số AMSS Nguyờn nhõn của việc dựng chung này là do cỏc thiết

Trạm dự báo thời tiết

Hình 1.1 - Sơ đồ hệ thống dịch vụ thông tin tại sân tự động

bị thu phát vệ tinh đắt và không gian bị giới hạn trên máy bay cho việc triển khaicác 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 cỏc kờnh 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 Cỏc kờnh này cú cỏc đặc tính vật lý và chức năng khác nhau

* Kênh P: Kênh hợp kênh và phân chia theo thời gian Có hai loại kênh P

là kênh Psmc dùng để kiểm tra quản ý hệ thống và kênh Pd dùng để truyền sốliệu Kênh P dùng trong tuyến lên (từ mặt đất lên máy bay) mang cỏc bỏo hiệu và

dữ liệu người dùng ngắn Kênh P phỏt liờn tục từ trạm mặt đất GES Trạm máybay (AES) điều khiển kênh này trong suốt thời gian bay và lấy các thông tin cầnthiết từ nó

* Kênh R: Kênh truy cập ngẫu nhiên (khe Aloha) Kênh R dùng trongtuyến xuống (từ máy bay xuống mặt đất) mang theo cỏc bỏo hiệu và dữ liệungười dùng ngắn, đặc biệt là cỏc tớn hiệu khởi tạo chuyển đổi, cỏc tớn hiệu hỏiđặc trưng Máy bay phát thông tin tại mode burst Thường 2 kênh R và P sử dụngtrao đổi thông tin báo hiệu Việc thiết lập cỏc kờnh T và C thông qua 2 kờnhtrờn

* Kênh T: Kênh đa truy nhập theo thời gian dùng dự trữ Kênh T được sửdụng trong tuyến xuống (máy bay xuống mặt đất) Kênh này chỉ được thiết lậptheo yêu cầu của máy bay (qua kênh R) khi nó muốn gửi các số liệu người dùngdài Khi kênh được thiết lập thì trạm phát máy bay gửi tín hiệu dữ liệu của nó vàotrong các khe thời gian được thiết lập nhờ trạm mặt đất

* Kênh C: Đây là phương thức liên lạc thoại với mỗi kênh thoại trên 1sóng mang Kênh C được sử dụng trong cả tuyến lên và cả tuyến xuống và được

sử dụng chủ yếu cho liên lạc thoại hai chiều Kênh C thiết lập theo yêu cầu củamáy bay (qua kênh R) khi máy bay muốn tạo liên lạc thoại từ đài điều khiểnkhông lưu tới mặt đất Các tần số kênh R, C (1 đôi tần số) thiết lập tại cỏc kờnhtần số dự trữ của trạm mặt đất GES

II Chuyên ngành dẫn đường:

Ngành này quản lý các thiết bị phù trợ dẫn đường bay bao gồm các thiết bịdẫn đường hàng tuyến và các thiết bị dẫn đường tiếp cận và hạ cỏnh có nhiệm vụđịnh hướng cho máy bay đúng tuyến bay.

A Dịch vụ hiện tại của ngành dẫn đường:

1 Dẫn đường hàng tuyến:

Hiện nay Việt Nam sử dụng 2 loại phương tiện phù trợ, đó là hệ thốngNDB và hệ thống VOR/DME Những loại thiết bị này được lắp đặt để phục vôcho việc dẫn đường đường dài, tiếp cận, hạ cất cánh

2 Dẫn đường tiếp cận và hạ cất cánh:

Ở các sân bay Nội Bài, Tân Sơn Nhất, Đà Nẵng đựơc lắp đặt các hệ thốngdẫn đường kết hợp gồm: đài NDB, đài VOR/DME, ILS và các hệ thống đốn tớnhiệu Ở các sân bay địa phương, toàn bộ các trang thiết bị dẫn đường đều làNDB

Với mật độ bay trong hiện tại thỡ cỏc trung tâm thiết bị còn đủ đáp ứngđược yêu cầu Tuy nhiên để nâng cao độ chính xác nhằm đáp ứng với nhu cầubay của tương lai gần cũng như nâng cấp phù hợp với cỏc tiờu chuẩn ICAO vàchuẩn bị từng bước cho hệ thống dẫn đường trong tương lai thỡ cỏc thiết bị dẫnđường của các sân bay địa phương cần cú thờm cỏc đài ILS và dần dần thay thếcác đài NDB bằng VOR/DME có độ chính xác cao hơn, đồng thời thiết bị hệthống hiện đại hơn cho phép giám sát tình trạng hoạt động của chúng tại vị trí xahơn nơi đặt đài

Trong tương lai khi triển khai dẫn đường bằng hệ thống dẫn đường vệ tinhtoàn cầu GNSS – Global Navigation Satellite System, các thiết bị dẫn đường lạchậu hiện tại dần dần được loại bỏ

Khi người phi cụng trờn mỏy bay nhận tớn hiệu của đài NDB anh ta sẽnghe thấy tớn hiệu nhận dạng của đài 2 lần trờn tần số 1020 Hz phỏt liờn tục.Theo kim chỉ thị của bộ định hướng, phi cụng cú thể lỏi theo hướng bay tới đàiNDB Khi mỏy bay bay vượt qua đài NDB thỡ kim chỉ thị bộ định hướng đảongược 180o bỏo hiệu cho người phi cụng biết rằng mỡnh đú bay qua đài.

Đài NDB cú thể dựng làm đài dẫn đường đường dài, dẫn đường tiếp cậntại sõn và đài chỉ hướng cho thiết bị ILS

Cỏc đặc điểm của đài NDB:

- Ưu điểm: Hệ thống dẫn đường bao gồm đài NDB và thiết bị chỉ thị

hướng ADF sử dụng rộng rói trong nhiều năm và cỏc thao tỏc với đài rất quenthuộc với cỏc phi cụng Cỏc thiết bị trạm mặt đất khụng đắt, hệ thống đơn giảnkhụng cần bảo dưỡng bởi cỏc cụng nghệ hiện đại

- Nhược điểm: Chịu ảnh hưởng rất mạnh của địa vật, địa hỡnh và cỏc nhiễu

tạp thời tiết khỏc Cỳ cỏc trường hợp do ảnh hưởng mà đài thu ADF thu được chỉthị sai lầm cho kim chỉ thị lệch khỏi vị trớ thực quỏ xa gõy nguy hiểm cho mỏybay Lỗi của hệ thống đài NDB cũn xảy ra khi cú sột đỏnh hoặc nhiễu xạ của

H ớng của đài chỉ h ớng

Đ ờng tiếp cận

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

sóng điện từ vào ban đêm Bộ chỉ thị ADF dùng kim chỉ thị hướng máy bay sovới đài nhưng người lái máy bay phải cân chỉnh rất chính xác trỏnh cỏc sai lệchtĩnh của kim chỉ thị Nói chung đài NDB tới đây sẽ chỉ cũn thông dụng để làmđài 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 đường VOR (Very High Frequency OmniRange) :

VOR là hệ thống dẫn đường phụ trợ bằng sóng Radio phát ra trong khônggian nhằm giúp máy bay xác định được vị trí của nó với vị trí đặt đài

Đài VOR phát ra 2 tín hiệu bao gồm: pha biến thiên và pha chuẩn Tínhiệu pha chuẩn là tín hiệu điều chế 30Hz có pha cố định theo mọi hướng Phabiến thiên là tín hiệu điều chế 30Hz mà pha của nó trễ khi máy bay chuyểnhướng theo chiều kim đồng hồ và trễ 3600 khi hướng quay 3600 Bằng cách đo sựkhác pha giữa hai tín hiệu mà người phi công đo được góc phương vị giữa máybay với đài

Đài VOR được phân loại theo nhiệm vụ gồm dẫn đường đường dài, đàiVOR dẫn đường tiếp cận tại sân Trong ngành Quản lý bay hiện đang sử dụng 2loại đài VOR là CVOR và DVOR

a Đài VOR thường – CVOR: Hệ thống đài VOR này phỏt tớn hiệu pha

chuẩn 30Hz điều chế FM sóng mang phô 9960 Hz và pha biến thiên 30Hz điềuchế AM Nhược điểm lớn nhất của đài CVOR so với đài DVOR là nó bị ảnhhưởng bởi điều kiện ngoại cảnh như các toà nhà, đường truyền năng lượng, thỏp

cú vật liệu sắt thép xung quanh vị trí đặt đài Đài CVOR có thể còn gây ra sai sèkhi có ảnh hưởng của phản xạ sóng từ địa vật

b Đài Doppler VOR – DVOR: Hệ thống DVOR cú tớn hiệu phát ngược

lại với CVOR là pha tín hiệu 30Hz chuẩn dùng điều biên sóng mang còn phabiến thiờn dựng điều chế tần số FM sóng mang phụ nhờ hiệu ứng Doppler gây ra

do hoạt động phát sóng của đài trên các ăngten Sự biến tần của súng mang phụđài DVOR là hiệu ứng dịch tần Doppler của tín hiệu Tín hiệu biến tần đưa ra 48(50) anten biên tần DVOR tương ứng cho tín hiệu phát xạ Vì pha biến thiên củađài DVOR chứa hệ thông tin phương vị máy bay được điều chế tần số sóng mang

FM nờn hệ thống rất ít bị ảnh hưởng của cỏc vật cản quanh vị trớ đặt đài nhưCVOR Hệ thống DVOR cú hai loại SSB và DSB Hệ thống DSB cú đặc tớnh ít

bị ảnh hưởng của sự phản xạ do địa hỡnh như SSB do đú cú giỏ thành cao hơn đàiSSB

Cỏc đặc điểm của đài VOR: Hệ thống VOR khụng cần cõn chỉnh sai lạc

do trụi điểm tĩnh ảnh hưởng của ỏp suất khớ quyển khụng cũn đỏng kể do việc sửdụng tần súng băng VHF Độ chớnh xỏc thụng tin phương vị của đài cao hơn hẳn

so với đài NDB Cỏc nhược điểm chủ yếu của đài là khoảng phủ súng của đàithấp bằng tầm nhỡn thẳng do sử dụng bằng súng VHF và sự sai lạc hướng baygõy ra do sự phản xạ súng và nhiễu xạ của cỏc chướng ngại vật xung quanh gõy

ra tăng hơn so với NDB

Cỏc chỉ tiờu kỹ thuật của hệ thống đài VOR cú trong phụ lục 1

Đài VOR bị ảnh hưởng mạnh bởi cỏc toà nhà và địa hỡnh xung quanh, đặcbiệt là đài VOR tiếp cận và hạ cỏnh cú thể làm đài VOR chỉ thị phương vị saiđỏng kể

3 Đài dẫn đường phụ trợ đo khoảng cỏch DME (Distance Measuring Equipment) :

Hệ thống DME cung cấp cho mỏy bay thụng tin khoảng cỏch từ nú so vớiđài Mỏy bay phỏt xung hỏi nhờ bộ hỏi đặt trờn nỳ và trạm mặt đất (cũn gọi là bộphỏt đỏp- Transponder) nhận được cỏc xung hỏi này từ mỏy bay và trả lời tựđộng bằng cỏc xung trả lời cú tần số súng mang cỏc tần số súng mang xung hỏi

63 MHz Thụng tin khoảng cỏch đo được nhờ đo được khoảng cỏch thời giangiữa điểm phỏt xung hỏi và thời điểm nhận xung trả lời

Một kênh bộ phát

Bộ hỏi trên máy bay

Bộ phát đáp mặt đất

1025 – 1150 MHz 962 – 1024 Mhz1151 – 1213 MHz

Hệ thống VOR/DME cã 2 loại cho dẫn đường hàng tuyến và tiếp cận.Thiết bị DME có thể dựng cùng với hệ trợ giúp hạ cánh ILS khi mà đài điểm xacủa ILS không được lắp.

Các đặc điểm của đài DME: đài DME có thể đồng thời tối đa trả lời cho

100 máy bay Do đài DME cũng sử dụng tần sóng VHF nờn khụng chịu ảnhhưởng của nhiễu khí quyển và thời tiết Thêm vào đó cũng do dùng tần sóngVHF nên kênh DME có khoảng phủ sóng theo tầm nhìn thẳng LOS

Các chỉ tiêu kỹ thuật hệ thống đài DME có trong phụ lục 1

Khi lắp đồng trục hai anten VOR/DME thì chỉ cần thoả món các điều kiệnngoại vi của VOR Khi lắp bên cạnh thì cần chú ý đến các toà nhà, tháp bằngthép đặt gần anten DME sẽ phản xạ sóng gây lỗi lớn Khi lắp cùng với ILS thìcần chú ý làm sao cho anten phát glide path khụng gõy cản trở tới tầm nhìn củaDME Cần lắp đặt anten DME cao hơn khu nhà chứa máy phát tránh ảnh hưởngcủa sóng phản xạ

4 Hệ thống trợ giúp hạ cánh ILS (Instrument Landing System):

Hệ thống trợ giúp hạ cánh ILS cung cấp các thông tin hướng dẫn chínhxác cho quá trình hạ cánh của các máy bay tại các sân bay Các sân bay nơi cólắp đặt hệ thống ILS, thì người phi công có khả năng hạ cánh chính xác xuốngđường băng một cách an toàn Hệ thống này cũn cú nhiệm vụ quan trọng hướngdẫn các máy bay hạ cánh an toàn ngay cả khi thời tiết xấu

Hệ thống trợ giúp hạ cánh bao gồm: Đài chỉ hướng hạ cánh (localizer), đàichỉ góc hạ cánh (glide path), đài điểm giữa (middle marker) và đài điểm xa (outermarker)

Đài chỉ hướng hạ cánh: Đài này dựng phỏt cỏc tớn hiệu thông tin hướng

dẫn chỉ hướng của đường tâm đường băng mở rộng (extended runway) Đài pháthai bỳp súng điều chế bởi cỏc tớn hiệu âm tần sao cho chỉ khi máy bay bay trênmặt phẳng thẳng đứng chứa đường tim đường băng thì 2 tín hiệu thu được ở máythu mới bằng nhau Khi máy bay đang hạ cánh xuống bị lệch về phía bên phảiđường tõm thỡ kim chỉ thị đứng của bộ thu chỉ thị máy bay lệch sang trái vàngược lại Người phi công theo dừi chỉ thị của bộ thu đài ILS và sửa lỗi bằngcách đưa máy bay về đỳng phía mà kim chỉ thị lệch đi

Đài chỉ góc hạ cánh: Đài này dùng để phỏt các thông tin hướng dẫn cho

máy bay về góc hạ cánh xuống đường băng Đài này cũng phát hai bỳp súng điềuchế bởi 2 tín hiệu âm tần sao cho khi máy bay đáp xuống theo mặt phẳng hạ cánhchuẩn (góc hạ cánh 3o) thì 2 tín hiệu thu được tại bộ thu bằng nhau Nếu như cómột máy bay đang hạ cánh theo góc hạ cánh sai khác với góc hạ cánh chuẩn vềphía trên thì kim chỉ ngang của bộ thu chỉ thị máy bay sẽ lệch xuống dưới Vànếu như máy bay tiếp cận theo góc hạ nhỏ hơn góc hạ cánh chuẩn thì kim chỉ thịngang sẽ di chuyển lên trên Bằng cách chỉnh lại vị trí của máy bay theo đúnghướng mà kim chỉ thị lệch đi, người phi công sẽ đưa máy bay trở lại góc hạ cánhchính xác chuẩn Loại bắt (loại 2 tần số) được sử dụng nhiều vỡ cú thể giảm nhỏđược lỗi chỉ thị góc do địa vật Loại này có 3 anten phản xạ góc Đường hạ cánhđược xõy dựng nhờ phát 2 tần số cách nhau 8kHz Loại này điều chỉnh dễ vàbảo dưỡng đơn giản

Đài điểm giữa (middle marker): Đài này phát ra sóng điện từ sao cho một

máy bay trong lúc hạ độ cao để đáp xuống đường băng có thể xác định điểm cáchđiểm tận cùng đường băng 1000m Đài này lắp tại điểm cách điểm tận cuốiđường băng một khoảng 1050m, nhưng vẫn nằm tại tim đường băng và phát ramột chựm súng điện từ hình quạt theo hướng thẳng lên không gian Khi máy baybay vào vùng súng hỡnh quạt thỡ đốn chỉ thị trên máy bay nhấp nháy và có âmthanh 1300 Hz phát ra từ loa báo cho người phi công biết rằng đã bay qua đài.Trong trường hợp lắp dặt ILS theo tiêu chuẩn CAT I vị trí của đài điểm giữa làđiểm đánh dấu độ cao chính xác cho máy bay hạ cánh

Đài điểm xa (outer marker): Đài này thiết kế phát sóng điện từ sao cho

máy bay đang tiếp cận có thể tìm ra 1 điểm cách 7 km tính từ điểm tận cùngđường băng Đài điểm xa cũng phỏt chựm súng hỡnh quạt như đài điểm trungbình Khi máy bay bay vào vùng phủ súng thỡ đốn chỉ thị nhấp nháy và âm thanh

400 Hz phát ra từ loa báo hiệu cho phi công biết vị trí và người phi công phảixem ngay độ cao để báo cáo cho kiểm soỏt viờn không lưu

Các hệ thống thiết bị phụ trợ: Đài chỉ phương vị (compass location) là đài

NDB có công suất thấp và chỉ hướng cho máy bay biết vị trí của đài ILS Thườngthì đài NDB này được lắp tại vị trí của đài điểm xa

Hệ thống ILS/ DME: nếu như đài điểm xa không được lắp đặt vì điều kiện

phản xạ sóng lớn, người ta thay thế một đài DME công suất thấp tại vị trí của đàiđịnh vị đường hạ cánh

Hệ thống đèn tiếp cận: Hệ thống đốn này dùng sử dụng khi tầm nhìn

đang bị hạn chế và đảm bảo cho việc tiếp cận an toàn tới đường băng

Các chỉ tiêu kỹ thuật của các đài trong hệ thống ILS có trong phụ lục 1 trang:

5 Hệ thống trợ giúp hạn cánh MLS (Microvave Landing System):

Hệ thống này chưa được dùng trong hiện tại của Việt Nam và nằm trong

số các thiết bị dẫn đường hiện đại trong CNS/ATM mới Hệ thống MLS bao gồmcác thiết bị lắp đặt dưới mặt đất gần sân bay và thiết bị thu xử lý tín hiệu trênmáy bay Nhiều tín hiện dẫn đường phát ra từ hệ thống dưới mặt đất và thiết bịthu sẽ thu nhận được các thông tin trợ giúp cần thiết cho yêu cầu hạ cỏnh Cácthiết bị cơ bản cho một hệ thống trợ giúp hạ cánh MLS bao gồm đài góc phương

vị (Az- Azimuth Angle), đài góc ngẩng (EL – Elevation element) và đài đo gócphương vị sau (BAZ – Back Azimuth Angle) nếu thấy cần thiết

Đài góc phương vị: Lắp đặt dọc theo đường băng mở rộng cung cấp cho

máy bay chuẩn bị bạ cỏnh các thông tin hướng dẫn về phương vị Đài này cũngphỏt cỏc dữ liệu cần thiết và phụ trợ về tình trạng hoạt động của các thiết bị trênmặt đất, thời tiết và vị trí của các thiết bị trên mặt đất

Đài góc ngẩng: Lắp đặt dọc theo đường băng, đài này cung cấp thông tin

về góc hạ cánh của máy bay

Đài góc phương vị sau: Lắp đặt tại khu vực cạnh phần đáp xuống của

đường băng Đài này cung cấp thông tin cho máy bay bay vòng về phương vị của

nã ( bay vòng là trạng thỏi cỏc máy bay phải bay vòng quanh sân bay cho tới khiđường băng hết bận) Đài này còn cung cấp thông tin phương vị cho các máy baybay ngang qua đài

Đài DME/P cung cấp thông tin khoảng cách giữa máy bay đang hạ cánhxuống đường băng với vị trí đặt đài Sự chính xác của thông tin phương vị do đàinày cao hơn nhiều các đài DME/N thường

Phương thức định dạng dữ liệu phát của đài MLS: Thông tin chỉ dẫn

về góc và các thông tin khác phát đi trên cùng một tần số 5000 MHz theo phươngpháp phân chia theo khe thời gian (TDM) Phần đầu của thông tin là cỏc mó nhậndạng đài, làm cho máy thu của máy bay phân biệt được loại tín hiệu, do vậykhông cần trật tự đặc biệt cho tín hiệu phát ra Phương thức định dạng cho phépđưa thờm cỏc thông tin chức năng phụ khác và máy bay có thể lùa chọn tín hiệutheo chức năng của chúng

Phương pháp đo góc: Đài góc phương vị (cũng như đài đo góc phương vị

sau) tạo ra một bỳp súng hỡnh quạt hẹp theo phương vị và rộng theo chiều thẳngđứng (bỳp súng hỡnh quạt) lắc qua lắc lại hai bên phải, trái Bộ thu trên máy baytính toán góc phương vị theo cách đo khoảng lệch thời gian giữa hai lần nhậnđược 2 bỳp súng quột TO và FRO

III Chuyên ngành giám sát:

Ngành giám sát vận hành hoạt động các mạng radar cung cấp hình ảnh củacác máy bay trên không cho điều phái viên không lưu

A Dịch vụ hiện tại của ngành giám sát:

M¸y thu t¹i m¸y bay

Vùng thông báo bay Hồ Chí Minh (FIR) có 3 tổ hợp radar được lắp đặt tạinhững vị trớ thích hợp Một tổ hợp được lắp đặt tại sân bay Tân Sơn Nhất gồmmét radar sơ cấp, một radar thứ cấp, tổ hợp tại bán đảo Sơn Trà cũng gồm thứcấp và sơ cấp, một radar thứ cấp tại Vũng Chua- Quy Nhơn với tầm hoạt độngcủa mỗi tổ hợp tương ứng 80/250 NM cơ bản đáp ứng được tầm phủ từ mực bay

245 trở lên với các radar thứ cấp Hệ thống radar này là loại hiện đại nhất trên thếgiới với công nghệ tiên tiến của hãng Thomson CFS – Pháp chế tạo và sản xuấttheo đỳng cỏc tiờu chuẩn của ICAO Với các hệ thống điều khiển từ xa, các kỹthuật viờn cú thể ngồi tại Trung tâm điều hành bay Hồ Chí Minh biết được tìnhtrạng hoạt động của tổ hợp radar tại nơi đặt một cách chính xác nhằm khắc phụcnhanh nhất hỏng húc

Trung tâm xử lý số liệu radar EUROCAT-200 thu thập các dữ liệu củatoàn mạng radar thuộc FIR Hồ Chí Minh thông qua đường truyền vệ tinh và xử

lý chóng cung cấp hình ảnh hoạt động bay liên tục của các máy bay từ miềnTrung trở vào cho các màn hình đặt tại vị trí kiểm soát không lưu Thậm chí tạiTrung tâm điều hành tiếp cận sân bay Tân Sơn Nhất còn quan sát cả hình ảnhmõy giỳp hạ cất cánh được an toàn Hệ thống này đã giải quyết được những yêucầu kiểm soát không lưu hiện nay cho khu vực động trên 300 km

Vựng thông báo bay Hà Nội (FIR) có tổ hợp radar đường dài SKALA_M

do Liờn Xụ sản xuất gồm sơ cấp và thứ cấp có hệ thống xử lý số liệu đồng bộđảm bảo yêu cầu khai thác không lưu với tầm hoạt động trên 300 km

SKALA_M do Liên Xô sản xuất gồm sơ cấp và thứ cấp có hệ thống xử lý

số liệu đồng bộ đảm bảo yêu cầu khai thác không lưu với tầm hoạt động trên 300km

Cả 3 khu vực của 3 sân bay quốc tế Nội Bài, Tân Sơn Nhất, Đà Nẵng đềuđược kiểm soát bằng radar Ngoài ra sân bay Vinh và Cà Mau cũng mới được lắpđặt thêm hệ thống này

Ngoài ra các tổ hợp radar của Trung tâm Quản lý bay lùa chọn đã sẵn sàngđáp ứng được nhu cầu về radar mode “S” trong sự phát triển của CNS/ATMtương lai của ICAO đề ra

B 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 đường dài ARSR (Air Route Surveilance radar ) Với ASR thiết kế đểtìm vị trí và hướng của máy bay trong vùng bán kính 60 NM (100km) gần sânbay, điều khiển bay tiếp cận và hạ cánh của các máy bay Đây là loại radar sơ cấpdùng để giám sát tiếp cận Radar ARSR là loại radar giám sát đường dài với bánkính giám sát 200 NM (>300 km) dùng cho điều khiển không lưu

Nguyên lý hoạt động của radar sơ cấp: Máy phát của radar phỏt cỏc

xung tần số cao ra không gian xung quanh đài Khi một máy bay trong vùngkiểm soát của radar , sóng điện từ radar đập vào máy bay phản xạ về anten thuradar và đưa vào bộ thu sóng Tại bộ thu tín hiệu phản xạ về của radar, các xungphản xạ được tách ra và tiến hành so sánh với xung gốc phát đi và đo đượckhoảng thời gian giữa 2 xung Khoảng thời gian này liên hệ với khoảng cách từmáy bay tới đài radar một cách chặt chẽ Do đú có thể tính ra được khoảng cáchgiữa hai đài radar và máy bay

Thời gian truyền liên hệ với khoảng cách theo công thức sau:

2

c

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

Bé ph¸t xung cao

tÇn

Bé thu xö lý

2 Radar thứ cấp SSR – Secondary Surveilance radar:

Thường cùng lắp đặt với ASR hoặc ARSR chỉ thị vị trí, độ cao và cácthông tin nhận dạng máy bay Trong trường hợp khẩn cấp khi không liên lạcđược với bằng hệ thống thông tin và khi bị không tặc người điều khiển không lưunhận được chỉ thị báo nguy Radar thứ cấp cũng có 2 loại dùng cho tại sân vàtiếp cận

Nguyên lý hoạt động của radar thứ cấp: radar phát xung hỏi tại anten INT

ở tần số 1030 MHz Khi máy bay nhận được tín hiệu hỏi, nó phát đi tín hiệu trảlời tại tần số 1090 MHz Trong tín hiệu trả lời này bao gồm nhiều nội dung nhưnhận dạng máy bay, số hiệu, độ cao và các thông tin báo nguy Tín hiệu thu được

từ máy bay được đưa qua bộ giải mã máy thu cung cấp các thông tin đưa ra bộchỉ thị

Đặc tính: Lợi điểm của radar thứ cấp là tạo cho máy bay có khả năng

thông báo các thông tin độ cao, số hiệu chuyến bay đưa tới bộ thu hoặc đầu vàocủa hệ thống kiểm soát không lưu tự động Công suất tiêu thụ của đài thứ cấp do

đó nhỏ, nhẹ và giá thành rẻ Trong tương lai, người ta sẽ đưa ra các radar thứ cấpdùng mode S như là hệ thống truyền số liệu Nhược điểm của loại radar này làtrên máy bay phải cú thờm một bộ thu phát tín hiệu hoạt động tốt dựng riờng choradar (chỉ nhận dạng máy bay khi có xung trả lời) và đặc biệt là loại radar nàychỉ dựng có 1 tần số hoạt động duy nhất (nhược điểm này chỉ khắc phục được khidùng radar mode S)

Cỏc chỉ tiờu kỹ thuật của hệ thống radar thứ cấp cú trong phụ lục 1

2 Thiết bị quan sỏt mặt sõn ASDE – Airport Surface Detection Equipment:

Đõy là loại radar sơ cấp điều khiển sự di chuyển của cỏc mỏy bay, xe ụtụvận chuyển trờn mặt sõn bay Anten của loại radar này thường được lắp đặt trờnđỉnh của thỏp điều khiển tại sõn và bộ chỉ thị cũng được đặt trờn thỏp điều khiển.Hiện tại thiết bị này chưa được sử dụng tại Việt Nam

Cỏc chỉ tiờu kỹ thuật của hệ thống ASDE cú trong phụ lục 1

Bộ xử lý

Máy thu/phát

điều khiểnGiải mã

Hình 3.2 - Sơ đồ khối radar thứ cấp

PHẦN II

HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐO KHOẢNG CÁCH, TRỢ GIÚP DẪN ĐƯỜNG TRONG NGÀNH HÀNG KHÔNG DÂN DỤNG VIỆT NAM

CHƯƠNG I

LÝ THUYẾT CHUNG VỀ DẪN ĐƯỜNG CÁC THIẾT BỊ BAY

Như ở phần trước đã đề cập đến nhiệm vụ của các hệ thống trang thiết bịthuộc 3 chuyên ngành chính của ngành Quản lý bay, chuyên ngành dẫn đườngđóng vai trò quan trọng trong việc dẫn đường cho máy bay bay đúng tuyến bay

và cất, hạ cánh 1 cách an toàn, chính xác, ở phần này ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về lýthuyết dẫn đường trong hàng không để làm rõ tầm quan trọng của chuyên ngànhnày

1 Nhiệm vụ của dẫn đường

1.1 Định nghĩa

Để hiểu được nhiệm vụ của dẫn đường ta xột nú qua định nghĩa về dẫn

đường: “ Dẫn đường là môn khoa học nghiên cứu về các phương pháp và các

thiết bị thu nhận các thông tin xác định vị trí và chuyển động của đối tượng bị điều khiển”.

Như vậy, nghiên cứu về dẫn đường cần nghiên cứu về 2 vấn đề:

a Dẫn đường bẵng sự quan sát của mắt người

b Dẫn đường bằng địa bàn từ,bằng áp kế (để đo độ cao)

Hai phương pháp dẫn đường trên đơn giản nhưng có độ chính xác nhỏ vàthời gian xử lý các kết quả đo lớn

c Dẫn đường bằng thiên văn: Phương pháp này cho phép đo theo 1 vàingôi sao trên bầu trời để xác định vị trí của thiết bị bay Dụng cụ dẫn đường thiênvăn này có độ chính xác khá cao nhưng nú khụng sử dụng được trong điều kiệnbầu trời bị mây che phủ

d Dẫn đường bằng nguồn sáng tia (laze) hay bộ cảm biến, phản ứng phát

xạ nhiệt: Khoảng cách tác dụng ngắn do ảnh hưởng của áp suất khí quyển Tuyvậy trong vũ trụ, việc sử dụng phương pháp này cũng khá nhiều

e Dẫn đường bằng phương pháp quán tính: Phương pháp này sử dụngdụng cụ đo vector gia tốc của thiết bị bay tương đối so với mặt đất sau đó lấy tíchphân vector gia tốc để xác định vector vận tốc,vị trí của thiết bị bay tìm được từviệc tích phân vector vận tốc Phương pháp này không cần trao đổi thông tin vớiđài mặt đất nờn nú đảm bảo được bí mật nhưng phương pháp này có nhược điểm

là sai số xác định vị trí của thiết bị bay tích lũy lại theo quá trình diễn ra Do vậycác dụng cụ dẫn đường quán tính thường phải phối hợp với các dụng cụ khác màcác dụng cụ này cho phép cã chu trình điều chỉnh sai sè

f Phương pháp kỹ thuật vô tuyến điện: Phương pháp này phụ thuộc vàothiết bị dẫn đường và các dụng cụ điện tử cấu tạo nên các thiết bị dẫn đường.Phương pháp này không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết,nú có thể đảm bảo điềukhiển thiết bị bay không người lái theo 1 chương trình bay định trước ở đài mặt

đất Phương pháp này có độ chính xác khá cao và khoảng cách tác dụng lớn tớihàng trăm triệu km, tuy nhiờn nó có nhược điểm là phải bố trí ở mặt đất trạm vôtuyến điện hay các dụng cụ liên hệ với thiết bị bay để giảm nhỏ nhiễu vô tuyếnđiện tác động vào Khoảng cách tác dụng và độ chính xác của phương pháp nàyphụ thuộc vào điều kiện lan truyền sóng vô tuyến điện và mức nhiễu bên ngoài

và bên trong của các thiết bị dẫn đường

a Phân loại theo thông số dẫn đường

Thông số dẫn đường là khoảng cách, tổng khoảng cỏch,hiệu khoảng cách,góc, vận tốc chuyển động, do đó tương úng với nó là các thiết bị dẫn đườngkhoảng cách, tổng khoảng cách, hiệu khoảng cách, góc, vận tốc

Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo khoảng cách, hiệu khoảng cách haytổng khoảng cách dựa trờn phương trình cơ bản R = c.t với c = 3.108m/s

Nguyên lý hoạt động của thiết bị đo vận tốc là dùa vào hiệu ứng Doppler

ThiÕt bÞ dÉn ® êng

§o

kho¶ng

c¸ch

§o Tæng kho¶ng c¸ch

§o HiÖu kho¶ng c¸ch

fthu=fphỏt(1+vht/c)Với vht là vận tốc hướng tõm

Nguyờn lý hoạt động của thiết bị đo gúc là dựa vào đồ thị hướng của anten

- Thiết bị đo pha vụ tuyến điện: Đo gúc lệch giữa quĩ đạo bay và quĩ đạođịnh trước

- Thiết bị đo chõn trời vụ tuyến điện: Đo gúc trũng trành và gúc  và gúc

nghiờng của thiết bị bay so với mặt phẳng hành tinh của thiết bị bay so với mặt phẳng hành tinh

- Thiết bị tỡm phương: Đo gúc phương vị và gúc tà  và gúc tà  

b Phõn loại theo kiểu đo kỹ thuật vụ tuyến điện

3 Hệ thống dẫn đường trong ngành Hàng khụng

Hệ thống dẫn đường hàng khụng là tổ hợp cỏc phương tiện trờn mặt đấtbằng cỏc phương phỏp kỹ thuật xỏc định cỏc đường bay, cỏc tuyến bay, vựnghoạt động bay đó được hoạch định trong một khu vực nào đú đồng nghĩa vớicung cấp cho mỏy bay cỏc số liệu hoặc tớn hiệu để xỏc định chớnh xỏc toạ độ của

nú trong khụng gian, cỏc tuyến, hướng và độ cao cần thiết ở mọi thời điểm tronghành trỡnh bay kể từ lỳc rời sõn đỗ thực hiện chuyến bay đến lỳc vào sõn đỗ để

Thiết bị dĐ t ơng quan

Đo theo hình bao

Đo theo sóng mang

Đo theo hình bao

Đo theo sóng mang

Đo theo hình bao

Theo biên độ cực tiểu

Theo biểu thức biên độ

Theo hiệu biên độ

Tìm ph

ơng theo biểu thức biên độ

Tìm ph

ơng theo biên độ cực tiểu

Tìm ph

ơng theo

biên độ

cực đại

kết thúc chuyến bay Độ chính xác và độ tin cậy của việc dẫn đường máy baytheo kế hoạch bay định trước sẽ phụ thuộc rất lớn vào tín hiệu phát ra từ thiết bịphù trợ dẫn đường dưới mặt đất, do đó việc dẫn đường sẽ gặp nhiều khó khăn tạinhững nơi như đại dương và các khu vực núi non.

Dẫn đường hàng không có thể được thực hiện theo phương thức:

 Chủ động dẫn đường : Là phương thức dùng hệ thống dẫn đường

phát mốc trên mặt đất hay các hệ thống vệ tinh trên không gian để điều khiển cácthiết bị bay bay theo đúng quỹ đạo và hành lang bay của mình Ngoài ra các thiết

bị bay còn được điều khiển trực tiếp bằng thoại và số liệu nhờ đường truyền sóng

vô tuyến

 Tự dẫn : Các mục tiêu bay sử dụng thiết bị thu định vị vệ tinh để tự xác

định vị trí cũng như quỹ đạo bay của mình hay tự động bay theo lộ trỡnh đó đượclập trình sẵn thông qua việc tự động điều chỉnh góc hướng, góc tròng trành vàgóc nghiêng cánh

Trong hàng không dân dụng nói chung thì toàn bộ lộ trỡnh bay của máybay từ lúc cất cánh cho đến lúc hạ cánh hoàn toàn có thể coi là được biết trước.Trờn lộ trỡnh bay tương ứng với cự ly nhất định người ta bố trí các thiết bị phụtrợ dẫn đường là các đài NDB, VOR, DVOR, DME phát sóng VHF Mỗi một đàinhư vậy phát ra một tần số riêng biệt và kiểm soát viên không lưu có nhiệm vụphải liên tục thông báo cho phi công biết được vị trí của đài dẫn đường kế tiếp

mà máy bay sẽ phải đi qua Máy thu đặt trên máy bay sẽ có nhiệm vô tù độngchuyển tần số thu cho đúng tần số phát của đài dẫn đường và định hướng theo đài

đó để tiếp tục lộ trỡnh yêu cầu

Hệ thống dẫn đường được thực hiện bằng nhiều phương pháp kỹ thuật,tương ứng với yêu cầu và điều kiện của hành trình bay gồm 2 loại cơ bản là:

- Dẫn đường đường dài (dẫn đường hàng tuyến) để chỉ cho máy bay đi

đúng hướng và hành lang bay quy định

Trên lãnh thổ Việt Nam, các đường bay nội địa và quốc tế đều được lắpđặt các thiết bị phù trợ dẫn đường hàng tuyến Hiện nay Hàng không Việt Namđang sử dụng 2 loại phương tiện phù trợ, đó là vô tuyến sóng dài vô hướng(NDB) và vô tuyến sóng cực ngắn vạn hướng (VOR/DME) Những loại thiết bịnày cũng được lắp đặt để sử dụng cả đường dài, tiếp cận và hạ cánh

- Dẫn đường tiếp cận và hạ cánh cho phép máy bay vào vùng tiếp cận để

thực hiện các phương thức hạ cất cánh an toàn

Ở 2 sân bay Nội Bài và Tân Sơn Nhất được lắp đặt hệ thống dẫn đườngkết hợp gồm: đài gần, đài xa Location NDB, đài VOR/DME, ILS và hệ thốngđèn tín hiệu Ở các sân bay địa phương, trước đây toàn bộ trang thiết bị dẫnđường đều là NDB Với trang thiết bị của hệ thống dẫn đường trờn đó đáp ứngđược yêu cầu của khai thác, song với mức độ tăng trưởng hoạt động bay, để khaithác tối đa công suất các sân bay, HKDDVN đã bổ sung thêm một số thiết bị dẫnđường cho các sân bay địa phương, thiết bị hạ cánh chính xác ILS, … đối vớiđường dài, để nâng cao độ chính xác dẫn đường khai thác tối đa các đường bay,các đài NDB sẽ được dần thay thế bằng các đài VOR/DME hệ thốngDVOR/DME đã có mặt ở các sân bay như Điện Biờn, Mộc Chõu, Cỏt Bi, Vinh,Đồng Hới, Phú Bài, Phan Thiết)

Theo hệ thống cũ, dẫn đường hàng không sử dụng khái niệm MNPS, cácchuẩn Omega/Loran C, NDB, VOR/DME, đo độ cao bằng khí áp, hệ thống thamchiếu quán tính và dẫn đường quán tính INS/IRS và hệ thống hạ cánh sóng cựcngắn MLS Theo khuyến cáo của ICAO, trong tương lai hệ thống dẫn đườnghàng không sẽ được bổ xung thêm khái niệm dẫn đường theo yêu cầu RNP, hệthống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS, đo độ cao bằng GNSS

Hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh có thể phát thông tin liên tục ra khônggian để xác định vị trí và tham khảo thời gian một cách chính xác Với độ chínhxác cao của hệ thống dẫn đường vệ tinh và với hiệu suất cao, giá thành hạ thì sẽ

cung cấp cho máy bay khả năng tiếp cận chính xác ngay cả trong tầm nhìn bị hạnchế.

CHƯƠNG 2 KHÁI QUÁT VỀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ CẤU TRÚC TỔNG

QUÁT CỦA THIẾT BỊ ĐO KHOẢNG CÁCH DME

(DISTANCE MEASURING EQUIPMENT)

1 Giới thiệu

Thiết bị tạo mốc, đo khoảng cách- DME (Distance Measuring Equipment)

là một hệ thống hoạt động theo nguyên tắc của radar xung thứ cấp, tại dải tần962-1213 MHz Thiết bị này ra đời sau hệ thống Rebecca Eureka được phát triển

ở Anh trong chiến tranh thế giới lần thứ hai

Thiết bị này được sử dụng để cung cấp cho máy bay thông tin về khoảngcách nghiêng từ nã cho đến máy bay Nó thường được kết hợp với đài VOR hoặcILS để giúp cho máy bay luôn đi đúng tuyến bay của mình

Ngoài ra nó cũng được dùng kết hợp với hệ thống TACAN (Tactical AirNavigation) TACAN là một hệ thống dùng trong quân đội, nó cũng cung cấp cảthông tin về hướng và khoảng cách để dẫn đường cho máy bay Tuy nhiên khi

kết hợp với DME, TACAN chỉ sử dụng kênh thông tin cung cấp về góc phương

vị Thành phần khoảng cách của TACAN và DME cú cỏc đặc tính như nhau Và

có rất nhiều kênh tần số cho TACAN có thể sử dụng trong dải tần 962-1213MHz Do vậy các tổ chức hàng không dân dụng vẫn có thể đo được khoảng cách

từ các đài mốc TACAN

2 Nguyên lý làm việc

Nguyên lý làm việc của DME dựa trờn độ trễ thời gian lan truyền củasóng điện từ trong không gian Máy thu trên máy bay cũng như máy thu tại trạmmặt đất được thiết kế sao cho chỉ thực hiện việc giải mã cỏc đôi xung có khoảngcách giữa các xung cố định Đầu tiên máy phát của máy bay phát ra cỏc đụi xunghái trong không gian Đôi xung hỏi này được máy thu của trạm mặt đất thu lại vàkiểm tra xem có hợp lệ hay không, sau đó thực hiện việc giải mã Bộ xử lý tạitrạm mặt đất căn cứ vào tín hiệu đã thu được sẽ phát trả lời bằng một đôi xungkhỏc lờn không gian trên 1 tần số khác Máy thu đặt trên máy bay nhận được cácxung phỏt đỏp này đưa vào bộ giải mã Căn cứ vào các tin tức thu được, bộ xử lýtrên máy bay sẽ tính được khoảng thời gian trễ giữa cặp xung phát và cặp xungthu được: ttrễ

Độ trễ thời gian xử lý tại trạm mặt đất thường được thiết kế cố định (theotiêu chuẩn của ICAO là 50 s), nên ta hoàn toàn có thể tính được thời gian sóngs), nên ta hoàn toàn có thể tính được thời gian sóngtruyền lan trong không gian Mặt khác vận tốc lan truyền của sóng điện từ trongkhông gian được tính gần đúng bằng vận tốc ánh sáng c=300 000 km/s Như vậytính được trễ lan truyền của sóng trong không gian, ta có thể tính được quãngđường mà sóng lan truyền trong không gian Nhưng cặp xung thực hiện việc lantruyền lặp lại hai lần, từ máy bay tới trạm mặt đất và từ trạm mặt đất đến máybay Vậy khoảng cách từ máy bay tới trạm mặt đất có thể được tính theo côngthức:

tD= ttrễ đo được-ttrễ xử lý.Sau khi tính được D, máy thu trên máy bay sẽ hiển thị để giúp phi công cóthể điều khiển máy bay một cách an toàn.

3 Cấu trúc tổng quát

Hệ thống đài DME có hai thành phần gồm một trạm thu phát xung đokhoảng cách dưới mặt đất và hệ thống thiết bị đa kênh thu phát trên máy baydùng để xác định cự ly của máy bay với trạm mặt đất

Ph¸t nhËn d¹ng

M¸y ph¸t hái

Circulator

M¸y ph¸t tr¶ lêi

Hệ thống thiết bị đa kênh trờn máy bay gồm một bộ phát xung hỏi dùng

để phỏt cỏc đụi xung vô hướng theo không gian tới trạm mặt đất và bộ thu đôixung phát trả lời từ trạm mặt đất Hệ thống thu đa kênh cho phép khả năng thuthông tin của nhiều đài DME hoạt động tại nhiều tần số nằm rải rỏc trờn khắptuyến bay hoặc nằm gần sân bay

Hệ thống thiết bị trạm mặt đất gồm một đài phát đáp (transponder) dùng

để thu và phát lại các xung hỏi của máy bay Hệ thống này tạo ra độ trễ cố địnhtính từ thời điểm nhận được xung hái cho tới thời điểm phỏt đáp xung trả lời Hệthống trạm mặt đất chỉ phát theo một tần số làm việc cố định và có vị trí cũng xácđịnh làm chỉ thị trên tuyến bay hoặc tại sân bay

Hệ thống DME có 126 kênh làm việc với cỏc kờnh lõn cận phân cáchnhau 1 MHz Cho dải liên lạc không đối đất, có 126 kênh trong dải tần từ 1025 –

1150 Mhz Cho dải liên lạc đất đối khụng thỡ cú 63 kênh trong dải tần 962 –

1024 MHz và 63 kờnh cú chiếm dải tần 1151 – 1213 MHz

Hệ thống DME dùng kỹ thuật xung mã trong việc truyền các thông tin tínhiệu của nó Thông tin truyền đi là những nhóm xung với khoảng cách giữa cácxung là định trước Với kênh X thì khoảng cách giữa 2 xung của cả đôi xung hỏi

và đáp là 12 às Với kênh Y thì khoảng cách giữa 2 xung hỏi là 36 às và khoảngcách giữa 2 xung phỏt đỏp là 30 às

Bé thu của cả thiết bị thu máy bay và thiết bị thu máy phát đáp trạm mặtđất đều sử dụng bộ giải mã xung thiết kế sao cho chỉ cho qua những đôi xung cókhoảng cách giữa các xung là 1 giá trị cố định trước như đã nói ở trên Mục đíchcủa việc sử dụng kỹ thuật dùng 1 đôi xung là nhằm tăng tỷ số tín hiệu trên nhiễu,làm giảm các nhiễu xung tạo ra bởi các radar hoặc các nguồn phát sóng RF khỏc

cú cựng dải tần số xâm nhập vào hệ thống Thông tin cung cấp cho máy bay bởi

bộ phỏt đáp của DME bao gồm cả thông tin về nhận dạng của trạm phát DME vàthông tin về khoảng cách của máy bay với đài phát Thông tin nhận dạng cungcấp cho máy bay theo chu kỳ 30s, còn thông tin về khoảng cách cho máy baycung cấp theo yêu cầu Điều đó có nghĩa là mỗi máy bay tới phải phỏt đôi xunghỏi tới trạm mặt đất, trước khi pha phỏt đỏp cú thể tạo ra và truyền lại thông tinkhoảng cách cho máy bay Máy phát đáp trạm mặt đất có thể trả lời đồng thời

nhiều nhất là 100 máy bay trong tầm cự ly và được tinh chỉnh tới kênh của đàiDME

3.1 CÊu tróc trạm mặt đất

Hình 3.2 mô tả sơ đồ khối của một trạm mốc DME dưới mặt đất Giả sửtrạm DME trên máy bay đó phỏt cỏc tín hiệu hỏi tới trạm DME dưới mặt đất Saukhi anten của trạm DME dưới mặt đất thu được tín hiệu này, nó được chuyển tới

bộ tiền xử lý thông qua bộ chuyển mạch anten (Circulator) Tại đây chúng đượckiểm tra xem có phù hợp hay không NÕu phù hợp, chúng được chuyển tới bộtrộn tần để hạ tần xuống tần số trung gian Sau khi được khuếch đại trung tần vàtỏch súng, tín hiệu được đưa vào bộ giải mã, để kiểm tra xem khoảng cách giữacác xung cú đỳng khụng NÕu đỳng nó được kết hợp với bộ tạo mã trả lời tại bộđiều khiển mó hoỏ để đưa ra câu trả lời chính xác Tín hiệu ra từ bộ điều khiển

mó hoỏ được đưa tới bộ tạo dạng xung, với các xung có độ rộng quy định 3.5 ss), nên ta hoàn toàn có thể tính được thời gian sóng

và đưa ra máy phát cao tần Tại đây chúng được điều chế, khuếch đại và đưa raanten thông qua bé circulator để phát trả lời cho máy bay

DME phát ra chuỗi cặp xung gồm 3 tín hiệu riêng rẽ Ba tín hiệu này, theo thứ tự ưu tiên, là:

 Định danh đài

 Tín hiệu trả lời các xung hái

 Các cặp xung squitter (được sử dụng như là các xung chốn thờm)

Hệ thống ưu tiên này có tác dụng ngăn ngõa nhiễu lẫn nhau giữa 3 tín hiệutrên trong chuỗi xung tổng thể phát ra Định danh đài mặt đất quan trọng chomáy bay sử dụng đài, vì vậy nó được xác định có độ ưu tiên hàng đầu trong hệthống ưu tiên Việc tạo ra định danh đài một cách thông minh là một chức năngcủa bộ mó hoỏ ID

Định danh đài được phát định kỳ theo mã Morse quốc tế với các ký tự của

mã bao gồm một chuỗi các cặp xung Mã định danh đài xuất hiện trong từngkhoảng xấp xỉ 30s Khi có mã định danh đài thì đầu vào mạch logic ưu tiên bịngắt và các mạch sẽ không tiếp nhận bất kỳ tín hiệu giải mã nào từ máy thu nữa

Cỏc tớn hiệu trả lời cho tớn hiệu hỏi là ưu tiờn thứ hai trong chuỗi ưu tiờn.

Việc chốn chỳng vào chuỗi xung phải được điều khiển (để ngăn ngừa việc nhiễuvới chu kỳ định danh đài và để thực hiện ưu tiờn hơn so với tớn hiệu (squitter).Điều này được thực hiện bằng cỏch cho phộp chỳng đi vào chuỗi xung chỉ trongkhoảng thời gian khụng bị chiếm bởi tớn hiệu định danh đài Đõy là phần thờigian chớnh, vỡ chu kỳ định danh đài chỉ xuất hiện với khoảng cỡ 30s Hơn nữa,

cú một cổng trống được tạo ra mỗi khi cú cặp xung hỏi được giải mó Cổng trốngnày được dựng để cấm cỏc xung squitter cú chu kỳ cỡ 50 s.s), nờn ta hoàn toàn cú thể tớnh được thời gian súng

Cỏc xung squitter cú độ ưu tiờn thứ ba Khi khụng cỳ cỏc tớn hiệu hỏi hoặc

thụng tin định danh đài thỡ cỏc xung squitter ngẫu nhiờn được tạo ra để duy trỡchuỗi xung đầu ra trung bỡnh đạt 1000 cặp xung trong một giõy (PPS-Pair PerSecond) Mục đớch của việc phỏt xung squitter là để ổn định mạch tự động điềukhiển lượng khuếch đại (AGC) trong bộ hỏi trờn tàu bay

Tạo dạng xung

Bộ tiền

xử lý

Phát sóng

Tạo sóng mang

Giải mã

Tạo mã ID

Bộ trộntần

Khuếch đại IF

& tách sóng

 Hệ thống DME có

126 kênh tần

số làm việc trong dải 962-

1213 MHz, với khoảng cách giữa cách kênh lân cận cách nhau 1MHz

Hệ thống DME dùng kỹ thuật điều chế xung mã

trong việc truyền các thông tin tín hiệu của nó

Thông tin truyền đi là các cặp xung với khoảng cách giữa các xung là cố

định Hệ thống DME có hai chế độ làm việc khác nhau, chế độ

X và chế độ

Y ở chế độ

X, khoảng cách giữa hai xung là 12 s,

độ rộng của xung là 3.5 s

ở chế độ Y, khoảng cách giữa hai xung

là 36 s, độ rộng xung là 3.5 s Hình

mô tả liên kết kênh giữa trạm

Xung trả

lờiXung hỏi

3.2 Cấu trỳc trạm đặt trờn mỏy bay

Việc xử lý đo khoảng cỏch nằm ở thiết bị trờn tàu bay với việc tạo ra vàphỏt cỏc tớn hiệu xung được gọi là cỏc xung hỏi Mỏy phỏt trờn tàu bay lặp đi lặp

Tín hiệu sau giải mã

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, với khoảng cách giữa cách kênh lân cận cách nhau 1MHz

Hệ thống DME dùng kỹ thuật điều chế xung mã

trong việc truyền các thông tin tín hiệu của nó

Thông tin truyền đi là các cặp xung với khoảng cách giữa các xung là cố

định Hệ thống DME có hai chế độ làm việc khác nhau, chế độ

X và chế độ

Y ở chế độ

X, khoảng cách giữa hai xung là 12 s,

độ rộng của xung là 3.5 s

ở chế độ Y, khoảng cách giữa hai xung

là 36 s, độ rộng xung là 3.5 s Hình

mô tả liên kết kênh giữa trạm mốc mặt đất

và trạm trên máy bay:

lại việc khởi tạo và phỏt cỏc tớn hiệu xung chứa cỏc cặp xung cú khoảng cỏchxung 12 s, độ rộng xung 3,5 s với hỡnh dạng chuụng (Gaussian) hoặc hỡnh sins), nờn ta hoàn toàn cú thể tớnh được thời gian súng s), nờn ta hoàn toàn cú thể tớnh được thời gian súngvuụng (Sine-squared) Những cặp xung này được phục hồi tại mỏy thu của thiết

bị mặt đất, đầu ra của mỏy thu sẽ kớch vào mỏy phỏt thành cỏc cặp xung trả lờiphỏt đi Cỏc cặp xung trả lời được thu bởi mỏy thu trờn tàu bay và cỏc mạch địnhthời gian, nú tự động đo thời gian cả vũng đi và về (khoảng thời gian giữa cỏcxung hỏi và xung trả lời) rồi biến đổi thời gian này thành tớn hiệu điện cấp chođồng hồ đo khoảng cỏch làm việc

Chức năng đo khoảng cỏch cú thể được kiểm tra từ quan điểm hệ thống.Cỏc mạch giải của bộ hỏi trờn tàu bay khởi tạo việc xử lý đo khoảng cỏch Chỳnglập cụng thức và phỏt một cặp xung hỏi, nú được thu bởi anten của trạm mặt đấtrồi đưa tới mỏy thu Tại đõy nú được khuếch đại và tỏch sỳng thành cặp xung thịtần Sau đú chỳng được đưa tới bộ giải mó, nơi chỳng được kiểm tra xem cúđược mú hoỏ phự hợp khụng (về khoảng cỏch giữa cỏc xung và độ rộng xung) vàgiải mó nếu thấy việc mú hoỏ là phự hợp Đầu ra của bộ giải mó lại được kớch bộ

mú hoỏ để mú hoỏ tớn hiệu trả lời với khoảng cỏch giữa cỏc xung phự hợp Đầu

ra của khối này (là cỏc cặp xung) được đưa tới bộ tạo dạng xung, tại đõy cỏcxung được tạo dạng, khuếch đại rồi đưa đến phần phỏt để điều chế cổng RF Cỏcxung cao tần đầu ra được phỏt xạ vào khụng gian qua anten Cỏc xung trả lời

Hình 3.4 - Sơ đồ khối trạm DME đặt trên máy bay.

Chuyển mạch

thu/phát

Điều khiển mã hoá

Tạo dạng xung hỏi

Phát tín hiệu

hỏi

Tạo sóng mang

Giải mã

Bộ trộn tần

Khuếch đại

IF & tách