用Simulink对仪表着陆系统航向信标建模与仿真

根据现役仪表着陆系统的工作原理建立系统的地面信标、航向信标天线的数学模型,利用Matlab软件动态仿真工具Simulink实现了理想信道环境下仪表着陆系统地面航向信标分系统的仿真。为飞行检验仿真的后期研究工作提供较有价值的参考。

民机适航取证试飞中ILS基准DDM值获取

描述了民机适航取证试飞中仪表着陆系统(Instrument landing system,ILS)调制深度差(DDM)基准值的获取方法。主要工作包括三个方面:第一,在分析ILS基本原理及其航道位移灵敏度和下滑位移灵敏度相关要求的基础上,推导了ILS基准DDM值的理论计算方法;第二,根据光测和DGPS定位的特点,结合实际工程应用经验,提出了使用二者相结合的方式对试验机进行精确定位的方法,并给出了二者各自的使用条件;第三,结合MA600型飞机适航取证试飞对上述方法进行了应用与验证,证明了该方法的正确性。提出的ILS基准DDM值获取方法,对ILS适航试飞具有重要的参考和应用价值。

基于卡尔曼滤波的仪表着陆机载设备解算处理

仪表着陆系统在测量中用到了多种滤波来提高精度,例如数字滤波器等,可系统在测量中仍然会受飞行姿态、环境、测量不确定性等因素的影响,在测量值与真值之间出现一定偏差,亦或测量值出现部分毛刺跳变。考虑到滤波算法都是需要一定的运算数据和硬件资源,算法越复杂占用资源越多。从实际工程应用出发,选用具有计算效率高、稳定性强和存贮量要求不高等特点的卡尔曼滤波算法,将其应用于仪表着陆机载设备中,来提高测量精度。

大型障碍物影响下航向信标敏感区的划设

国际民航组织给出了仪表着陆系统航向信标(localizer,LOC)敏感区划设建议,但没有考虑大型障碍物的影响,也没有提供相应理论说明。中国民航正在提升仪表着陆系统的运行等级,必须评估大型建筑物对该敏感区的影响。聚焦机载LOC接收信号的调制度差(difference in depth of modulation,DDM),分析研究大型障碍物产生的LOC反射信号、边缘绕射信号及尖顶绕射信号对DDM的影响,基于双频20单元LOC阵列天线建立DDM计算模型,仿真分析了铁质和水泥材质大型障碍物在不同位置时对DDM的影响,获得了大型障碍物影响下LOC敏感区,并为国内某条实施III类运行跑道附近的机库改造提供相应建议。

仪表着陆系统建模与仿真

对仪表着陆系统的飞行检验仿真研究具有较大意义。根据现役仪表着陆系统的工作原理建立系统的地面信标、天线及机载接收设备的数学模型,利用通信系统仿真软件SystemView实现了理想信道环境下仪表着陆系统的仿真,分析了该仿真方案的缺陷。为飞行检验仿真的后期研究工作提供较有价值的参考。

仪表着陆系统航向信标调制度差的仿真分析

根据仪表着陆系统航向信标工作原理,建立了相应的数学模型,利用MATLAB工具实现了理想信道时仪表着陆系统航向信标的仿真。仿真结果给出了航向道偏差时接收到的信号波形以及调制度差,分析了标准航向道时干扰信号给调制度差带来的影响。

仪表着陆系统航向信标信号源的研究与设计

仪表着陆系统(ILS)作为目前国际上通用的飞机着陆系统,其标准信号源合成的复杂低频信号对调制信号的稳定度和准确度要求较高,频率合成技术成为目前研制ILS信号源的关键。介绍了一种采用直接数字频率合成技术的设计方案,较为详细地阐述了标准信号源的设计原理,调制信号合成模块和DDM控制模块的设计与实现,并给出了软件控制框图。系统合成的调制信号调制度差精度高,且系统结构简单、使用方便、性能稳定可靠。

仪表着陆系统航向信标的分析与研究

根据仪表着陆系统中航向信标的工作原理,建立航向信标的数学模型,利用仿真工具Matlab实现航向信标的建模与仿真,分析航向信标辐射的信号波形。仿真结果显示航向信标模型符合理论要求,为仪表着陆系统的性能评估与运行维护提供有价值的理论依据,同时为后续对航向信标的进一步研究提供参考。

双锥型光纤布喇格光栅光谱特性

利用传输矩阵法和有限元法分析了光栅周期、调制深度、锥腰直径和不同设计区段长度比等光栅制作参量和结构设计参量对双锥型光纤布喇格光栅光谱特性的影响.软件仿真结果表明:限定相关参量后,光栅周期增大,双锥型光纤布喇格光栅整体反射谱右移,与均匀分布光纤布喇格光栅光谱变化规律一致;调制深度增强,两主反射峰基本不变,而两主反射峰中间的次级峰个数增多,光强增大;锥腰直径减小,激发更多包层模,干涉峰个数增多,强度提升;整根光栅长度保持1cm不变,锥腰区,标准光栅区和渐变光栅区长度比直接影响次级峰的数量和幅值,随着渐变光栅区长度占比的增大,次级峰的幅值增大,同时个数减少.双锥型光纤布喇格光栅可在多参量传感器、多通道滤波器、多通道半导体激光器、色散补偿和光上下载分插复用等方面广泛应用.

基于修正快速傅里叶变换算法的仪表着陆系统信号干扰抑制与定量分析

针对日益繁忙的机场空域和周边建筑对仪表着陆系统信号干扰的增加,以及传统模拟处理技术缺陷,提出一种基于修正快速傅里叶变换(FFT)频谱校正和最小均方差(LMS)算法自适应滤波器结合实现仪表着陆系统(ILS)信号鉴频分离的技术方案。该方案应用LMS自适应滤波器对ILS信号干扰进行抑制,完成滤波器的权值系数设定,并通过修正FFT技术在时域与频域内对ILS信号进行频谱分离与提取,修正其频谱幅值,以消除由于采样引起的频谱泄露和栅栏效应对信号的影响,使得提取信号逼近理想情况,提高调制度差(DDM)识别精度。针对ILS信号的干扰抑制与频域分离进行了仿真验证,结果表明所提出的信号处理系统技术方案能够有效地对干扰进行抑制,完成信号频域识别,为飞机着陆进近阶段提供准确可靠的导航信息。

对ILS小功率干扰的效能评估与仿真研究

在电子对抗中,小功率干扰技术是近几年研究的焦点,本文研究了小功率干扰对仪表着陆系统(instrument landing system,ILS)性能的影响,为ILS干扰环境的效能评估提供参考。首先,推导了ILS的测量参数调制度差(difference of degree of modulation,DDM)受干扰影响的数学表达式;其次,以干扰源的功率、位置等关键参数为参变量,通过计算机仿真分析了在着陆引导区域内DDM产生的误差。理论分析与仿真结果表明,小功率干扰对ILS性能影响明显,必须采取相应的干扰抑制技术,以改善系统的引导性能。

保护区内地形对ILS下滑信标辐射场的影响

仪表着陆系统(instrument landing system,ILS)的下滑信标(glide slope,GS)辐射场由GS天线及其对称于地面的镜像天线辐射场形成,辐射场性能受GS天线附近场地影响很大。在GS保护区内,影响其辐射场性能的关键因素主要包括杂草高度、横向坡度以及地形凹凸高度,国内外相应标准对这些因素均给出了严格规定,但没有提供相应理论说明。基于阵列天线理论,在理想情况下建立M型GS辐射场及调制度差(difference in depth of modulation,DDM)的数学模型,然后分别建立在杂草、横向坡度和地形凹凸影响下这种信标的DDM计算模型,仿真分析了在这三个因素影响之下GS辐射场的性能,并与法国民航大学开发的专业软件LAGON的仿真结果进行比对。结果表明,建模仿真的结果与相应标准的规定,以及LAGON的仿真结果具有良好的吻合度,证明所给理论方法及所建算法模型的正确性。研究成果可为ILS相应标准的自主更新或制定,以及具有自主知识产权的ILS性能评估软件的开发提供相应理论支持。

邻海机场航向道弯曲超限分析

航向道弯曲超限,航空器将无法准确对准跑道中线,造成航空器在最后进近过程中姿态不稳定,着陆构型建立不及时或不正确,威胁航空器飞行安全。针对以上问题,从邻海机场的实际运行条件出发,结合仪表着陆系统航向道性能规范,在分析了邻海机场航向道弯曲超限的特点基础上,给出了着陆跑道中心线离海岸线距离与航向道弯曲程度的关系,建立相关数学模型并进行了相关仿真,有效地增强了机组人员对邻海机场航向道弯曲的处境意识,进一步保证了航空器在邻海机场的着陆安全。

多逆变器直接并联系统环流建模与分析

对于多台逆变器直接并联后通过双绕组变压器接入中压配网的系统,以三相两电平逆变器为例,对系统共模、差模环流产生的机理进行了详细分析,给出了相应的等效电路。同时,在多逆变器直接互联的工况下,对单机并网常见的直流中点与交流中性点互联来抑制共模电流方法的效果进行了分析,指出其在多机互联系统中的局限性。而后,在各逆变器作为并网电流源的基础上,分别对各逆变器调制度不同、载波角度不同对共模、差模环流的影响进行了量化分析,并通过仿真与试验进行了验证。

下滑信标垂直覆盖性能分析

下滑信标(GS)利用镜像原理为精密进近过程中的飞机提供垂直引导信息,机场地形直接影响GS的垂直覆盖性能。首先研究4种类型GS的天线分配单元(ADU)、辐射场、调制度差(DDM)及角位移灵敏度,然后对比分析不同GS的波束弯曲能力(BBP),最后研究正坡(FSL)对下滑信标垂直覆盖性能的影响,提出相应的补偿方法。结合机场地形特点,可以为下滑信标类型选择、安装及调试提供理论依据。