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
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)
3
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
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
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)
6
65
3.5 Khối mạch tỏch súng, (1A4/1A5).
67
3.6 Khối ghép hướng, (1A6)
69
3.7 Khối suy hao chuẩn, (1A3).
86
3.16 Khối Keyer.
7
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 những
thuận lợi mới, cơ hội mới thúc đẩy phát triển kinh tế, giao lưu văn hoá giữa Việt
Nam với các nước trong khu vực và trên toàn thế giới.
Trong ngành Hàng không dân dụng, Quản lý bay là 1 chuyên ngành mang
tính kỹ thuật cao đang phát triển mạnh mẽ không ngừng để có thể đáp ứng được
tập 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, em
rất mong các thầy cô giáo và các bạn đóng góp ý kiến để đồ án này được đầy đủ
và hoàn thiện hơn.
– CÁC TỪ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN –
Từ viết tắt Diễn dải Tiếng Việt
ACC Air Control Center Trung tâm điều hành bay
đường dài
AFTN Aeronautical Fixed
Telecommunication Network
Hệ thống thông tin cố định
AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ
AMSC Automatic Message Swiching
Center
Trung tâm chuyển tiếp điện
văn tự động
AMSS Aronautical Mobile Satellite
System
Dịch vụ vệ tinh lưu động hàng
không
APP Approach Trung tâm điều hành bay tiếp
cận
9
ASDE Airport Surface Detection
Equipment
Thiết bị quan sát mặt đất
ATC Air Traffic Control Kiểm soát bay
ATM Air Traffic Management Quản lý bay
ARSR Air Route Surveilance radar Radar giám sát đường dài
SSB Single SideBand Đơn biên
10
SSR Secondary Surveilance Radar Radar giám sát thứ cấp
TACAN Tactical Air Navigation Hệ thống dẫn đường không
gian chiến thuật
TWR Tower Tháp chi huy
VCO Voltage Controlled Oscillator Bộ tạo dao động điều khiển
bằng điện áp
VHF Very High Frequency Tần số rất cao
VOR Very high frequency
OmniDirectional Range
Thiết bị dẫn đường vô tuyến
sóng cực ngắn đa hướng
VSWR Voltage Standing Wave Ratio Hệ số sóng đứng
PHẦN I
GIỚI THIỆU VỀ NGÀNH QUẢN LÝ BAY VÀ CÁC HỆ
THỐNG THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG CÔNG TÁC QUẢN
LÝ BAY
CHƯƠNG I
KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH QUẢN LÝ BAY DÂN DễNG VIỆT NAM
Cách đây 50 năm, ngày 15/1/1956 Thủ tướng chớnh phủ Việt Nam Dân
chủ Cộng hoà 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 đặt cở sở ra đời cho một tổ chức
vận chuyển Hàng không trong nước và tham gia vào quá trình giao lưu Hàng
không quốc tế.
Cục Hàng không DDVN ra đời đã đẩy nhanh quá trình hình thành và
phát triển một ngành kinh tế, kỹ thuật mới của đất nước. Khởi đầu với một phi
hành 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 bay
không lưu của ngành phát hiện được 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 là cơ quan có ý nghĩa quyết
định và có tầm quan trọng sống còn để đảm bảo an toàn cho các chuyến bay theo
ngôn ngữ chuyên ngành quản lý bay CNS/ATM (Communication Navigation
Suveilance/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 toàn
cũng như giúp cho việc định hướng cho các hoạt động bay. Các Hóng hàng
không thực hiện vận tải thì quản lý bay đảm bảo việc điều hành cất và hạ cánh tại
12
sân và thực thi nhiệm vụ quan trọng là quản lý và giám sát điều khiển không lưu
cho 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 dẫn
đường và được liên hệ trực tiếp với nhân viên kiểm soát không lưu bằng thoại và
nhận huấn lệnh từ mặt đất để bay đúng hành lang bay của mình hoặc chuyển đổi
mực bay khi cần. Như vậy, nếu không có hệ thống dịch vụ của quản lý bay thì
việc thực hiện các chuyến bay rất nguy hiểm và chứa đầy những mầm mèng uy
hiếp 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, khí
tượng, 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 động
trên vùng trời (hành lang bay).
trong ngành Hàng không dân dụng Việt Nam thì hệ thống các trang thiết bị kỹ
thuật là 1 phần không thể thiếu của ngành Quản lý bay, tập trung ở ba chuyên
ngành chính:
Thông tin (Communication).
Dẫn đường (Navigation).
Giám sát (Surveilance).
14
Mỗi chuyên ngành phụ trách quản lý hoạt động của 1 hệ thống thiết bị kỹ
thuật riêng nhằm đảm bảo thực hiện tốt nhiệm vụ của mình, góp phần quan trọng
trong việc điều hành chỉ huy an toàn hạ cất cánh tại sân bay cũng như bay đường
dài 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 liệu
riêng cho Hàng khụng. Các loại hình thông tin bao gồm thông tin cố định và di
động 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 giữa
các cơ quan kiểm soát không lưu trong cả nước và quốc tế. Thụng tin liên lạc
giữa các đơn vị liên quan đến quá trình quản lý và điều hành bay, liên lạc nội bộ
với nhau trong cơ quan quản lý không lưu.
15
Hệ thống thông tin di động cho phép liên lạc thoại số liệu giữa các cơ
thống liên lạc không địa sóng cực ngắn VHF.
16
Tại sân bay TSN, trên nói Vòng Chua (Qui Nhơn), núi Sơn Trà (Đà
Nẵng), nói Tam Đảo (Vĩnh Phóc) được lắp đặt thiết bị VHF đường dài với tầm
phủ 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 vùng
Đông Nam á để đảm bảo liên lạc không địa ở các vị trí xa ngoài tầm phủ sóng
của các VHF đường dài. Tại mỗi vùng trách nhiệm của mỗi đài VHF kiểm soát
đường dài phải có Ýt nhất một tần số công tác (Trong dải 118.0 MHz-138.0
MHz) 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 viờn
không lưu với các phi công tại đài chỉ huy và liên lạc thoại giữa các kiểm soỏt
viờn không lưu tại ACC với phi công khi máy bay thuộc vùng thông báo bay mà
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.
17
H thng thc hin dch v ng di: Cung cp kp thi cỏc thụng tin
mang tớnh cp nht v iu kin ca cỏc sõn bay, thi tit, cc tnh trng hot
ng ca cỏc phng tin dn ng, thụng tin cho phi cụng v cỏc thụng tin
khỏc.
H thng thụng tin dựng cho cụng tỏc tỡm kim cu nn: dựng cho liờn lc
gia cỏc i tỡm cu nn mt t vi mỏy bay tỡm cu trờn khụng bng VHF
bay (AES) điều khiển kênh này trong suốt thời gian bay và lấy các thông tin cần
thiết từ nó.
* Kênh R: Kênh truy cập ngẫu nhiên (khe Aloha). Kênh R dùng trong
tuyến xuống (từ máy bay xuống mặt đất) mang theo cỏc bỏo hiệu và dữ liệu
người dùng ngắn, đặc biệt là cỏc tớn hiệu khởi tạo chuyển đổi, cỏc tớn hiệu hỏi
đặc trưng. Máy bay phát thông tin tại mode burst. Thường 2 kênh R và P sử dụng
trao đổi thông tin báo hiệu. Việc thiết lập cỏc kờnh T và C thông qua 2 kờnh
trờn.
* Kênh T: Kênh đa truy nhập theo thời gian dùng dự trữ. Kênh T được sử
dụng trong tuyến xuống (máy bay xuống mặt đất). Kênh này chỉ được thiết lập
theo yêu cầu của máy bay (qua kênh R) khi nó muốn gửi các số liệu người dùng
dài. Khi kênh được thiết lập thì trạm phát máy bay gửi tín hiệu dữ liệu của nó vào
trong 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 1
sóng 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 của
máy bay (qua kênh R) khi máy bay muốn tạo liên lạc thoại từ đài điều khiển
không lưu tới mặt đất. Các tần số kênh R, C (1 đôi tần số) thiết lập tại cỏc kờnh
tần 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 bị
dẫn đường hàng tuyến và các thiết bị dẫn đường tiếp cận và hạ cỏnh có nhiệm vụ
định hướng cho máy bay đúng tuyến bay.
A. Dịch vụ hiện tại của ngành dẫn đường:
19
1. Dn ng hng tuyn:
Hin nay Vit Nam s dng 2 loi phng tin phự tr, ú l h thng
NDB v h thng VOR/DME. Nhng loi thit b ny c lp t phc vụ
cho vic dn ng ng di, tip cn, h ct cỏnh
2. Dn ng tip cn v h ct cỏnh:
Theo kim chỉ thị của bé định hướng, phi công có thể lái theo hướng bay tới đài
NDB. Khi máy bay bay vượt qua đài NDB thì kim chỉ thị bộ định hướng đảo
ngược 180
o
báo hiệu cho người phi công biết rằng mỡnh đó bay qua đài.
Đài NDB có thể dùng làm đài dẫn đường đường dài, dẫn đường tiếp cận
tại sân và đài chỉ hướng cho thiết bị ILS.
Các 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 rãi trong nhiều năm và các thao tác với đài rất quen
thuộc với các phi công. Các thiết bị trạm mặt đất không đắt, hệ thống đơn giản
không cần bảo dưỡng bởi cỏc cụng nghệ hiện đại.
- Nhược điểm: Chịu ảnh hưởng rất mạnh của địa vật, địa hình và các nhiễu
tạp thời tiết khỏc. Cú cỏc trường hợp do ảnh hưởng mà đài thu ADF thu được chỉ
thị sai lầm cho kim chỉ thị lệch khỏi vị trí thực quá xa gây nguy hiểm cho máy
bay. Lỗi của hệ thống đài NDB còn xảy ra khi có sét đánh hoặc nhiễu xạ của
sóng điện từ vào ban đêm. Bộ chỉ thị ADF dùng kim chỉ thị hướng máy bay so
với đài nhưng người lái máy bay phải cân chỉnh rất chính xác trỏnh cỏc sai lệch
21
tĩnh của kim chỉ thị. Nói chung đài NDB tới đây sẽ chỉ cũn thông dụng để làm
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 đường VOR (Very High Frequency OmniRange):
VOR là hệ thống dẫn đường phụ trợ bằng sóng Radio phát ra trong không
gian 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. Tín
hiệu pha chuẩn là tín hiệu điều chế 30Hz có pha cố định theo mọi hướng. Pha
biến thiên là tín hiệu điều chế 30Hz mà pha của nó trễ khi máy bay chuyển
hướng theo chiều kim đồng hồ và trễ 360
0
thp bng tm nhỡn thng do s dng bng súng VHF v s sai lc hng bay
gõy ra do s phn x súng v nhiu x ca cỏc chng ngi vt xung quanh gõy
ra tng hn so vi NDB.
Cỏc ch tiờu k thut ca h thng i VOR cú trong ph lc 1
i VOR b nh hng mnh bi cỏc to nh v a hỡnh xung quanh, c
bit l i VOR tip cn v h cnh cú th lm i VOR ch th phng v sai
ỏng k.
3. i dn ng ph tr o khong cỏch DME (Distance Measuring
Equipment):
H thng DME cung cp cho mỏy bay thụng tin khong cỏch t nú so vi
i. Mỏy bay phỏt xung hi nh b hi t trn nỳ v trm mt t (cũn gi l b
pht ỏp- Transponder) nhn c cỏc xung hi ny t mỏy bay v tr li t
ng bng cỏc xung tr li cú tn s súng mang cỏc tn s súng mang xung hỏi
63 MHz. Thụng tin khong cỏch o c nh o c khong cỏch thi gian
gia im phỏt xung hi v thi im nhn xung tr li.
23
Hiển thị
Phần đo
Bộ phát
đa kênh
Bộ thu
đa kênh
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
1025 1150 MHz
đường tõm thỡ kim chỉ thị đứng của bộ thu chỉ thị máy bay lệch sang trái và
ngược lại. Người phi công theo dừi chỉ thị của bộ thu đài ILS và sửa lỗi bằng
cách đưa máy bay về đỳng phía mà kim chỉ thị lệch đi.
24
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 điều
chế bởi 2 tín hiệu âm tần sao cho khi máy bay đáp xuống theo mặt phẳng hạ cánh
chuẩn (góc hạ cánh 3
o
) thì 2 tín hiệu thu được tại bộ thu bằng nhau. Nếu như có
một máy bay đang hạ cánh theo góc hạ cánh sai khác với góc hạ cánh chuẩn về
phía trên thì kim chỉ ngang của bộ thu chỉ thị máy bay sẽ lệch xuống dưới. Và
nếu như máy bay tiếp cận theo góc hạ nhỏ hơn góc hạ cánh chuẩn thì kim chỉ thị
ngang sẽ di chuyển lên trên. Bằng cách chỉnh lại vị trí của máy bay theo đúng
hướng mà kim chỉ thị lệch đi, người phi công sẽ đưa máy bay trở lại góc hạ cánh
chính xác chuẩn. Loại bắt (loại 2 tần số) được sử dụng nhiều vỡ cú thể giảm nhỏ
được lỗi chỉ thị góc do địa vật. Loại này có 3 anten phản xạ góc. Đường hạ cánh
được xõy dựng nhờ phát 2 tần số cách nhau 8kHz. Loại này điều chỉnh dễ và
bảo 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 cách
điểm tận cùng đường băng 1000m. Đài này lắp tại điểm cách điểm tận cuối
đường băng một khoảng 1050m, nhưng vẫn nằm tại tim đường băng và phát ra
một chựm súng điện từ hình quạt theo hướng thẳng lên không gian. Khi máy bay
bay vào vùng súng hỡnh quạt thỡ đốn chỉ thị trên máy bay nhấp nháy và có âm
thanh 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 là
điểm 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 cùng
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 khi
đường băng hết bận). Đài này còn cung cấp thông tin phương vị cho các máy bay
bay ngang qua đài.
Đài DME/P cung cấp thông tin khoảng cách giữa máy bay đang hạ cánh
xuống đường băng với vị trí đặt đài. Sự chính xác của thông tin phương vị do đài
này cao hơn nhiều các đài DME/N thường.
26
Copyright: Tài liệu đại học ©