甚高频全向信标系统 (VOR)

来自Jack's Lab
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1 概述

甚高频全向信标系统,即:VHF Omni-directional Range (VOR)

1949年国际民航组织 (ICAO) 批准 VOR 为国际标准的无线电导航系统,目前仍广泛使用,多用作航路导航,亦用作非精密进近引导


系统由机载接受机和地面 VOR 导航台组成。地面台发射由两个 30Hz 基带信号(基准相位信号和相位随围绕 VOR台之圆周角连续变化的信号)调制的甚高频无线电波,机载接收机接受地面台发射的基准相位信号和可变相位信号,并通过比较两种信号的相位差,得出飞机相对地面 VOR 台的径向方位

机载 VOR 仪显示的就是飞机到 VOR 台的磁方位角(简称磁方位角),即:飞机当前所在的 VOR 台的径向方位:

Vor.jpg


VOR 台的位置在航图上有精确的标示,坐标确定。因此只要有两个地面 VOR 台的径向方位,即可确定飞机的位置,并引导飞机航行


VOR 系统主要具有以下3种功能;

  1. 利用两个 VOR台或利用一个 VOR台和一个 DME台组合确定飞机位置
  2. 利用航路上的 VOR台引导飞机沿航线飞行
  3. 终端引导飞机进场和非精密进近


VOR 系统的无线电频率范围为 108 - 118MHz,AM 调制,甚高频波段 (Very High Frequency, VHF)



2 结构

2.1 VOR 地面台

VOR台的发射机有两种形式即普通 VOR (CVOR) 和多普勒 VOR (DVOR)。机载VOR接收机对两种 VOR台都是兼容的。 中国民航引进安装的VOR地面信标台自1987年以来多以DVOR为主


根据不同用途 VOR 地面导航台分为终端 VOR台 (TVOR) 和航路 VOR台 (Enroute VOR):

  1. 终端 VOR台,用于终端引导飞机进场近进,频率范围 108.00 - 112.00MHz,频道间隔 0.05MHz,且十分位为偶数,共计 40 个频道,发射功率50W,作用距离 25海里
  2. 航路 VOR台,用于航路导航,频率 112.00 - 118.00MHz,频道间隔 0.05MHz,共计 120 个频道,发射功率 200W,作用距离 200海里



地面 VOR 导航台,在航图上标识为:


Vor-map1.jpg


其含义为:

Vor-map2.jpg




2.2 VOR 机载仪

VOR 机载仪主要包括控制盒、天线、甚高频接收机和指示器四大部分



3 导航

VOR 显示

VOR-indicator.jpg


HSI 显示


RMI 显示




4 VOR 工作原理

VOR 地面台发射由两个 30Hz 基带信号(基准相位信号和相位随围绕 VOR台之圆周角连续变化的信号)调制的甚高频无线电波,机载接收机接受地面台发射的基准相位信号和可变相位信号,并通过比较两种信号的相位差,得出飞机相对地面 VOR 台的径向方位


将VOR台想象为一个灯塔:它向四周发射全方位光线(相当于基准相位信号)的同时,还发射一个自磁北方向顺时针旋转的光束(相当于可变相位信号) 。如果一个远距离观测者记录从开始看到全方位光线看到旋转光束之间的时间间隔,并已知光束旋转速度,即可计算出观测者的方位角

VOR principle.gif


为了在接收机中能够区分两个 30Hz信号,VOR 台发射的信号采用两种不同的调制方式:

  1. 基准相位信号,首先用 30Hz基带信号对 9960Hz的副载波调频 (FM),再用调频副载波对载波(108M - 118MHz) 调幅 (AM),基带信号的相位在 VOR台周围 360度方位上均相同,由无方向性天线发射
  2. 可变相位信号,用 30Hz基带信号直接对载波(108M - 118MHz) 调幅 (AM),基带信号的相位随VOR台的径向方位而变,由方向性天线发射


可变信号的相位随着围绕信标台的圆周角度是连续变化的,也就是说各个角度发射的信号的相位都是不同的。向 360度(指向磁北极)发射的与基准信号是同相的(相位差为0),而向 180度(指向磁南极)发射的信号与基准信号相位差180度



5 VOR 信号探究



6 资源

















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