仪表着陆系统（ILS）航向信号外场测试方法的改进

姜楠

摘 要：针对现有仪表着陆系统航向信号外场测试方法的安全隐患，本文研究了一种改进的仪表着陆系统航向信号外场测试方法。实践证明，该方法提高了作业效率，减小了作业人员体力消耗，避免了疲劳作业以及手持设备较多而造成跑道FOD（可能损伤航空器的外来物）等安全隐患，同时具有较强的经济性、实用性以及安全性。

关键词：外场测试;安全隐患;效率;跑道FOD

中图分类号：V351.37 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）20-0008-03

Improvement of Field Test Method for Instrument

Landing System （ILS） Heading Signal

JIANG Nan

（Navigation Room， Flight Zone Management Department， Henan Province Airport Group，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Aiming at the safety hazard of the outdoor field test method of the heading system of the existing instrument landing system， this paper studied an improved field test method for the heading signal of the instrument landing system. Practice has proved that this method improves the work efficiency， reduces the physical exertion of the operators， avoids the fatigue work and safety hazards such as runway FOD （foreign objects that may damage aircraft）  due to more handheld devices， and has strong economy， practicability and safety.

Keywords： field test;safety hazard;efficiency;runway FOD

儀表着陆系统（ILS）是应用最广泛、性能最稳定的飞机精密进近着陆引导系统，可以为飞机进近阶段提供所需的航向和下滑引导信息，飞机通过接收仪表着陆系统发射的引导信号，实现安全着陆。因此，仪表着陆系统设备本身提供的基准点是否准确对于航班能否安全运行起至关重要的作用[1]。为确保仪表着陆系统提供正确可靠的引导信号，除了固定时间的飞行校验与内部信号监视检查外，仪表着陆系统运行维护人员还要到跑道上各个固定外场测试点进行外场测试。仪表着陆系统组成如图1所示。

目前，郑州机场12L方向仪表着陆系统为二类运行，每周至少要进行一次外场测试，12R、30L、12L、30R四套仪表着陆系统每月要至少进行一次月度外场测试，在设备不稳定期，会继续加大外场测试频率。同时，外场测试一般在每日航班结束后的凌晨2：30—5：30进行，时间紧，任务重。另外，原始的外场测试方式需要人工手持纸质记录本、笔、照明灯、外场测试仪以及配套天线等相关测试工具接收、人工记录跑道上各个固定外场测试点的测试参数，通过判断记录的参数正常稳定与否来判断仪表着陆系统提供的信号是否正确可靠，工作人员极易出现疲劳作业情况，加上其携带设备、工具较多，易造成跑道FOD等安全隐患。

为消除仪表着陆系统运行维护人员疲劳作业情况以及携带设备、工具较多而造成跑道FOD等安全隐患，同时更加直接、形象、全面地验证盲降外场信号是否正常，本文对原始的外场测试方法进行改进。通过驾驶外场测试车辆[2，3]搭载外场测试仪（PIR）、数据分析处理计算机以及测试天线，工作人员在测试车上操作PIR和计算机完成测试数据的分析和对比处理，生成更为形象直观的测试信号连续曲线来验证ILS信号是否正常，提高了作业效率，减小了作业人员体力消耗，避免了疲劳作业以及手持设备较多而造成跑道FOD等安全隐患。

1 改进方法

1.1 天线固定装置的设计

为了在测试车中实现外场测试，人们需要将外场测试天线固定到车辆上方。图2为设计的天线固定装置，将其加装在车辆行李架上，同时将外场测试天线加装在固定装置上（见图3）。

1.2 NM7710外场测试仪与数据处理计算机的连接

连接NM7710外场测试仪与数据处理计算机，如图4所示。原始的测试方法是通过手持纸质记录本、笔、照明灯、外场测试仪以及配套天线等相关测试工具接收、记录跑道上各个固定外场测试点的参数，虽然该方式可以反映设备的正常与否，但记录的固定点数据量有限且不够全面。

本文提出的改进方法首先借助DHCP服务器，利用网络连接的方式将NM7710外场测试仪（PIR）与数据处理计算机连接起来，然后将更全面的外场测试值记录并保存下来。具体操作步骤如下：打开NM7710的外场测试仪;使用普通网线，一端插入PIR的“LAN”口和计算机网线端口连接起来;按PIR的[Setup]键;按PIR的[Network]键;按PIR的[Dhcp on]，然后按[Init network]。DHCP分配的IP地址服务器将在几秒钟内显示地址字段;启动电脑Web浏览器，在浏览器的地址字段中键入PIR上显示的IP地址;浏览器显示页面“NavAnalyser Administration”。

1.3 测试数据的分析处理

航向信标技术指标规范[4]要求：从0.000DDM至跑道中心线两边0.180DDM范围内，角位移和DDM值必须基本呈线性变化，从0°角度到±10°，DDM变化不得小于0.180DDM;±10°到±35°，DDM不得小于0.155DDM。图5为原始的外场测试方式;表1为原有的外场测试方式进行一次外场测试所记录的部分数据（由于数据过多，只列举少数部分）;图6为本文提出的外场测试方式;图7为外场测试车辆[5]从-35°开始测量到35°位置截止，以20km/h的行驶速度，以每秒10次数据采集频率采集数据而绘制的连续曲线;图8为车辆从35°开始测量到-35°位置截止，以20km/h的行驶速度，以每秒10次数据采集频率采集数据而绘制的连续曲线。

由图5可以看出，原始的外场测试方式需要工作人员携带较多的工具以及沉重的设备，步行去寻找外场测试点，并且月度测试的点较多，体力消耗较大，极易出现疲劳作业情况以及形成跑道FOD等安全隐患。由表1可以看出，固定测试点的数据记录虽然可以验证设备信号是否正常，但是手工记录较为烦琐，也不够形象、全面。由图6可以看出，本次改进的外场测试方式，通过驾驶车辆搭载工作人员操作PIR与数据采集处理计算机记录数据，工作人员全程不用下车，减少了体能消耗，同时避免了手持工具较多而形成跑道FOD等安全隐患。

由图7、图8可以看出，本次改进的外场测试方式采集到的数据量更大，记录更加全面，并且不需人工记录，生成的曲线中从0.000DDM至跑道中心线两边0.180DDM范围内，角位移和DDM值基本呈线性变化，从0°角度到±10°，DDM值变化不小于0.180DDM，同时从±10°到±35°，DDM不小于0.155DDM，满足航向信标技術指标。

2 创造性与先进性

本研究设计了天线固定装置，将外场测试天线固定在车辆上方，用驾驶测试车代替人工步行查找外场测试点，工作人员全程不用下车，减小了工作人员体能消耗，避免了携带工具较多而形成跑道FOD等安全隐患;将数据处理计算机与PIR相连，利用计算机以每秒10次的数据采集频率代替人工记录，得到更多、更全面的外场测试数据;使用生成数据曲线的方式代替观察离散的数据点，通过曲线更形象、全面地说明设备信号是否正常。

3 技术的成熟程度及安全性

本文提到的外场测试方法已经得到实际应用，结果表明，该方法在月度测试时所需时间仅为原始的外场测试方式所需时间的四分之一，且生成的连续曲线可以更为直观形象地验证设备信号的正确性。该方法适合所有Normarc 7000B型仪表着陆系统的周、月度外场测试。

该方法不会对ILS以及导航附属设施造成不利影响，同时避免了人员疲劳作业以及携带工具较多而造成跑道FOD等安全隐患。该方法所需的测试车、外场测试仪（PIR）、测试天线等主要工具都是导航室现有工具设备，设计的天线固定装置所需经济成本很小。但是，由于试验性投入的成本较低，天线固定装置设计较为简单，焊接工艺需要进一步提高，同时测试车在测试过程中的行驶速度需保持适中，不能过快或过慢。

参考文献：

[1]罗允曼.仪表着陆系统外场测试方法讨论[J].民航管理，2018（1）：59-61.

[2]任培韵.仪表着陆系统外场信号测试车的设计及应用[J].空中交通，2014（12）：35-37.

[3]杨兴耀.仪表着陆与伏尔导航系统的研究与实现[D].西安：西安电子科技大学，2010.

[4]王金顶.仪表着陆系统航向设备外场信号失常的分析与解决[J].硅谷，2010（22）：72.

[5]周春林.导航测试车在仪表着陆系统（ILS）的应用[J].科学与财富，2017（19）：18-20.

[6]高国坪，邓卫军.导航ILS/VOR外场信号测试车的设计与实现[J].民航科技，2008（4）：14-15.