《仪表滑行系统工作原理》课件

仪表着陆系统工作原理仪表着陆系统（）是一种精密进近导航系统，为飞行员提供精确引导，确ILS保飞机在各种气象条件下安全降落本课程将全面介绍的工作原理、系统ILS组成及关键技术，帮助您深入理解这一现代航空安全的核心保障系统通过本课程，您将了解如何通过无线电信号创建虚拟航迹，引导飞机安ILS全降落，以及系统各组成部分如何协同工作，确保飞行安全我们还将探讨不同等级系统的应用场景与技术标准ILS什么是仪表着陆系统（）ILS精确导航系统全天候运行仪表着陆系统（）是一种精作为民航领域最常用的精密进近ILS密进近导航设备，通过无线电信系统，能够在恶劣天气条件ILS号向飞机提供精确的横向和纵向下（如大雾、低云、降雨、夜间引导，帮助飞行员在低能见度条等）提供可靠导航信息，确保飞件下安全降落行安全标准化设备已成为国际民航组织（）规定的标准着陆引导设备，全球主要ILS ICAO机场普遍配备此系统，保障飞行安全与航班正常运行的应用背景ILS2500+99%全球装备机场干线航班使用率ILS目前全球超过2500座机场安装了ILS系几乎所有民航干线航班在运行中均使用过统，覆盖主要国际枢纽及地区机场ILS进近程序24/7全天候可用性ILS系统全天候运行，确保机场在各种气象条件下保持高效运转仪表着陆系统已成为现代民航运行的基础设施，尤其在繁忙机场和天气条件复杂的地区，ILS的应用极大提高了航班正常率和安全水平，降低了因天气原因造成的备降和延误情况的重要性ILS提高机场运行效率通过提供精确的进近引导，ILS能够增加机场在低能见度条件下的容量，减少飞机等待时间，提高起降效率保障飞行安全ILS为飞行员提供精确的下滑道和航向引导，减少人为操作误差，大幅提高恶劣天气条件下的飞行安全性减少延误和备降通过允许飞机在较低气象标准下安全着陆，ILS有效减少了因天气导致的航班延误和备降情况，提高了航班正常率降低运营成本减少备降和延误直接降低了航空公司的燃油消耗和时间成本，同时提高了旅客满意度，带来经济效益系统的基本组成ILS航向台（）Localizer下滑台（）Glide Slope提供水平方向引导，帮助飞机对准跑道提供垂直方向引导，控制飞机下降角度中心线进近灯光系统信标台（）Marker Beacon提供视觉引导，辅助飞行员在过渡阶段提供距离提示，标记关键决策点确认跑道位置这四个主要组件协同工作，形成一个完整的精密进近引导系统飞机通过机载接收设备获取这些信号，为飞行员提供连续的位置信息，实现精确着陆的工作原理概述ILS信号发射地面设备发射特定频率无线电信号形成虚拟航迹航向信号和下滑信号相交形成理想进近路径飞机接收信号机载接收机解调信号并计算偏离值飞行员操控根据仪表指示修正飞行姿态保持在正确航迹上ILS系统通过地面发射设备创建一条虚拟的进近航迹，引导飞机沿着最佳路径下降并对准跑道这条航迹由两组无线电信号构成航向信号提供水平引导，下滑信号提供垂直引导当飞机偏离理想航迹时，机载接收机会检测到信号差异，并通过驾驶舱仪表显示偏离情况，飞行员据此调整飞机姿态，保持在正确的进近路径上航向台（）作用ILS LOC航向台天线阵航向台通常安装在跑道末端，通过特殊设计的天线阵列发射定向无线电信号，形成特定的辐射模式这些信号覆盖跑道中心线延长线上的整个进近区域信号覆盖模式航向台发射两组信号，分别在跑道中心线两侧形成不同强度区域当飞机位于中心线上时，两组信号强度相等；偏离中心线时，信号强度差异增大，引导飞机回到正确位置驾驶舱指示器飞机接收机将航向台信号转换为驾驶舱中水平指针的偏移量，直观显示飞机相对于跑道中心线的横向位置，帮助飞行员保持正确航向引导航向台信号结构频率特性调制信号航向台工作在甚高频（）波段，使用的频航向台信号采用和两种调制频率，通过差深度调制VHF

108.1-

111.95MHz90Hz150Hz率范围系统采用的频道间隔，且仅使用奇数位（如（）技术输出位置信息两种频率的调制深度之差代表飞

0.05MHz DDM、等），以避免与其他导航设备频率冲突机偏离跑道中心线的程度和方向

108.

10108.15每个航向台都有唯一识别码，通常为三个字母的莫尔斯电码，飞当飞机位于跑道中心线上时，两种调制信号强度相等，值DDM行员通过识别这些编码确认正在接收的是正确的航向台信号为零；而当飞机偏离中心线时，值增大，方向取决于偏离DDM的一侧航向台信号结构经过精心设计，通过双频调制技术实现了高精度的水平引导功能，同时具有较强的抗干扰能力和可靠性，确保飞机能够准确对准跑道中心线进行进近航向台信号的工作机制信号平衡原理中心线上90Hz和150Hz信号强度相等差值测量接收机测量两信号强度差计算偏离值仪表显示转换为直观水平偏移指示航向台信号工作机制基于精密的空间调制技术在航向台天线阵前方，形成一个特殊的辐射场，右侧以90Hz调制信号为主，左侧以150Hz调制信号为主当飞机位于跑道中心线延长线上时，接收到的两种调制信号强度相等；当飞机偏离中心线时，偏向哪一侧，就会接收到更强的该侧主导频率信号机载ILS接收机通过比较这两种调制信号的强度差，计算出飞机偏离中心线的程度和方向，并将这一信息转换为驾驶舱仪表上水平指针的偏移量飞行员通过观察这一指示，可以精确判断飞机的横向位置，并作出相应的修正操作，保持飞机在正确的进近航迹上下滑台（）作用ILS GS垂直引导功能标准下滑角设定下滑台是系统的关键组成下滑台通常设定为度的标准ILS3部分，负责提供垂直方向的引下滑角，这一角度在大多数机导信号，帮助飞机保持适当的场被认为是最佳的接近角度，下降角度，避免过高或过低接既能提供足够的障碍物越过余近跑道这确保飞机能够在适量，又能确保飞机平稳过渡到当高度越过跑道入口，并安全着陆阶段在特殊地形条件触地下，下滑角可能会有所调整精确高度控制通过下滑台信号，飞行员可以精确控制飞机的下降轨迹，确保在任何气象条件下都能维持正确的垂直位置这一精确控制对于避免低空风切变等危险情况至关重要下滑台信号结构频率范围

328.6-

335.4MHz（超高频UHF波段）配对方式与航向台频率自动配对，无需单独选择调制信号90Hz（上方区域）和150Hz（下方区域）信号识别使用与相应航向台相同的识别码工作范围通常覆盖10海里范围内的进近区域天线高度距跑道中心线约120-180米下滑台信号结构与航向台类似，也采用90Hz和150Hz的调制频率进行差深度调制不同的是，下滑台工作在超高频（UHF）波段，并且信号分布在垂直平面上当飞机位于标准下滑道上时，两种调制信号强度相等；当飞机高于下滑道时，90Hz信号较强；低于下滑道时，150Hz信号较强飞机接收机通过计算这两种信号的强度差，确定飞机相对于理想下滑道的垂直位置，并在驾驶舱仪表上显示为垂直指针的上下偏移下滑台信号的发射机制信标台（）Marker Beacon外信标（）Outer Marker通常位于跑道入口前4-7海里处，发射400Hz音调的莫尔斯码—，驾驶舱蓝色指示灯亮起，提醒飞行员已进入最后进近阶段中信标（）Middle Marker位于跑道入口前约

0.5-

0.8海里处，发射1300Hz音调的莫尔斯码·—·—，驾驶舱琥珀色指示灯亮起，标志着决断高度附近，需要决定是否继续着陆内信标（）Inner Marker仅在CAT II/III ILS系统中使用，位于跑道入口前约1000英尺处，发射3000Hz音调的莫尔斯码····，驾驶舱白色指示灯亮起，表示即将接地信标台是ILS系统中提供距离信息的补充设备，工作在75MHz频率上每个信标台垂直向上发射扇形无线电信号，当飞机飞过时，驾驶舱中相应的指示灯亮起并伴有音频提示，帮助飞行员了解自己在进近过程中的位置在现代航空系统中，信标台正逐渐被DME（测距设备）或GPS定位系统取代，但在许多机场仍作为备份系统使用航向台信号频率配置频率分配原则频道编码系统干扰防控措施航向台采用

108.1-每个航向台频率对应一通过精心规划频率分配

111.95MHz范围内的奇数个唯一的ILS频道号，如和地理隔离，确保相邻位频率（如、、等，这种编码机场的系统不会相互

108.1020X20Y ILS

108.15MHz等），这种方式简化了飞行员的操干扰同时采用信号过分配方式确保了与VOR作，只需选择频道号，滤和屏蔽技术，减少外导航系统（使用偶数位接收机就会自动调谐到部无线电源（如FM广播频率）的明确区分，避对应的航向台和下滑台台）的潜在干扰免飞行员在频率选择时频率发生混淆航向台信号频率的配置体现了精细的频谱资源管理原则，既确保了系统运行的可靠性，又优化了有限频谱资源的利用效率每个航向台还配有唯一的识别码（通常为个字母的莫尔斯电码），飞行员可通过收听这些识别信号确认正在使用的3是目标机场的正确系统ILS下滑台信号特点频率配对机制信号特性与优势下滑台频率（）与航向台频率严格一一对应，下滑台工作在超高频（）波段，比航向台的甚高频

328.6-

335.4MHz UHF当飞行员选择航向台频率后，接收机会自动调谐到相应的下滑台（）波段频率更高，这使得信号具有更好的方向性和更高的VHF频率，无需手动设置精度，能够提供更精确的垂直引导这种自动配对机制大大简化了飞行员的操作，减少了潜在的人为频段的另一个优势是受地形干扰较小，信号传播特性更稳UHF错误，提高了系统使用的便捷性和安全性同一机场不同跑道的定然而，信号也更容易受到降水（如大雨、雪）的影响，UHF系统使用不同的频率对，确保信号不会混淆在极端天气条件下可能需要增加功率或采取其他措施确保信号质ILS量下滑台信号的设计充分考虑了航空导航的特殊需求，通过与航向台的协同工作，形成了一个完整的三维进近引导系统两种信号的交汇点构成了理想的进近航迹，引导飞机精确降落在跑道上的目标接地点仪表着陆系统信号调制原理空间分布特性调制信号的生成与处理在航向台系统中，中心线左侧150Hz信号占主导差深度调制（）基本概念DDM地面发射设备通过精确控制90Hz和150Hz两种信（DDM为负值），右侧90Hz信号占主导（DDM为差深度调制是ILS信号处理的核心技术，指的是号的调制深度，在空间不同位置形成不同的DDM正值）；在下滑台系统中，下滑道上方90Hz信号90Hz和150Hz两种调制信号的调制深度差值值在跑道中心线和标准下滑道上，两种信号的调占主导（DDM为负值），下方150Hz信号占主导DDM值直接对应飞机偏离理想航迹的程度和方制深度相等，DDM为零；偏离理想航迹时，DDM（DDM为正值）这种空间分布确保了位置信息向，是ILS系统传递位置信息的基础值增大，最大可达±

0.155（约对应±

2.5度偏离）的准确传递差深度调制技术使得ILS系统能够通过单一频率信道传递连续的位置信息，既高效利用了频谱资源，又保证了位置指示的精确性这一原理在过去几十年中经受了时间的检验，至今仍是ILS系统中最可靠的信息传递方式差深度调制信号检测飞机上的ILS接收机采用专门设计的电路检测差深度调制（DDM）信号接收机首先锁定指定频率的载波信号，然后通过带通滤波器分离出90Hz和150Hz两种调制信号接收机测量这两种信号的调制深度，计算它们之间的差值（DDM），并将结果转换为驾驶舱指示器上指针的偏移量当飞机保持在正确的进近航迹上时，两种信号的调制深度相等，DDM值为零，指示器指针居中；当飞机偏离航迹时，DDM值增大，指针偏移，偏移方向和幅度直接反映了飞机的偏离状态现代ILS接收机采用数字信号处理技术，大大提高了DDM信号检测的精度和可靠性，同时具备自检和故障报警功能，确保导航信息的安全可靠系统地面天线阵ILS航向台天线阵列下滑台天线系统航向台通常采用多单元天线阵列，沿跑道末端横向布置典型的下滑台天线通常位于跑道一侧，距离跑道中心线约米120-180航向台有个天线单元，通过精确控制每个单元的电流幅度和处典型的下滑台使用个天线单元，垂直排列在一根支撑杆8-142-3相位，形成理想的辐射方向图上，每个单元控制特定的辐射模式航向台天线系统设计的关键是提供窄波束和低旁瓣，以确保导航下滑台天线系统设计的关键是创建精确的空间波束模式，使得信号的精确性和抗干扰能力现代航向台天线往往采用定向阵列和两种信号在标准下滑道上强度相等，而在上下区90Hz150Hz设计，减少背向辐射，降低地形反射引起的多径效应域分别占主导同时，天线设计还需考虑地面反射的影响，通常采用图像天线理论进行优化地面天线系统的设计和安装是确保整个系统性能的关键环节天线位置、高度和朝向都经过精确计算，以适应特定机场的地形条件ILS和运行需求天线周围区域通常设有电波反射吸收设施，进一步优化辐射场分布，减少不良反射和干扰/航向台天线安装实例标准安装位置高度与地形要求航向台天线阵列通常安装在跑道远航向台天线的安装高度通常与跑道端（着陆方向的对面端）250-300齐平或略高，以确保信号在跑道表米处，确保辐射信号能够覆盖整个面上传播良好在复杂地形区域，进近区域天线阵列与跑道中心线可能需要进行特殊的场地平整或架严格对齐，确保导航信号准确反映设天线支架，以确保天线的辐射模跑道方向式不受地形干扰防干扰措施航向台周围通常设有无线电信号反射/吸收设施，如金属网格地面反射器或特殊的电波吸收材料，以减少不良反射和干扰同时，严格控制天线周围建筑物和金属物体的高度和位置，避免对信号产生不良影响航向台天线的安装是一项精密工程，需要考虑多种因素如地形条件、空域限制、电磁环境等安装完成后，还需进行全面的地面测试和飞行校验，确保信号性能符合国际民航组织（ICAO）的标准和要求只有经过严格验证的航向台才能投入正式使用，为航班提供安全可靠的导航服务下滑台天线布设最佳布设位置障碍物控制下滑台天线通常位于跑道一侧的到达区下滑台天线周围严格控制各类障碍物，附近，距离跑道中心线约120-180米特别是会反射无线电信号的金属结构这一位置经过精确计算，确保下滑信号通常在天线前方300米范围内设立禁止与理想着陆点形成约3度的下滑角天区域，限制一切可能干扰信号的建筑或线安装点还需考虑地形平整度和排水条设施同时，天线区域的草木高度也有件，确保设备长期稳定运行严格限制，通常不超过20厘米特殊地形适应在不规则地形或有特殊障碍物的机场，下滑台可能采用偏置安装或特殊天线设计一些机场甚至使用多点式下滑台系统，通过多个天线的协同工作，克服地形带来的信号传播问题，确保下滑信号的准确性下滑台天线的布设直接影响ILS系统的垂直引导精度，是系统设计中的关键环节每个机场的下滑台位置都经过精心选择和验证，以适应特定的地形条件和运行需求安装完成后，需要通过地面测试和飞行校验验证信号性能，确保符合国际标准信号传输与干扰防控信号干扰辨识识别各类潜在干扰源及影响程度多径效应控制减少地形和建筑物反射导致的信号失真气象条件适应提高系统在雨雪等恶劣气象下的可靠性设备优化升级通过天线设计和信号处理提高抗干扰能力ILS信号传输过程中面临多种潜在干扰，其中最显著的是多径效应——无线电信号经地面、建筑物或飞机本身反射后与直接信号叠加，导致信号失真为应对这一挑战，现代ILS系统采用多种技术措施，如优化天线辐射模式、设置信号反射/吸收设施、实施严格的障碍物控制等气象因素如降雨、降雪也会影响ILS信号传播，特别是对工作在较高频段的下滑台信号为提高系统的全天候性能，ILS设备采用防水设计和信号补偿技术，确保在各种气象条件下保持稳定可靠的导航引导同时，定期的系统监测和维护也是保障ILS信号质量的重要环节机载接收机基本原理ILS信号接收机载天线捕获地面ILS信号频率锁定接收机自动锁定并验证目标频率信号解调分离90Hz和150Hz调制信号差值计算计算DDM值确定位置偏差仪表显示转换为驾驶舱指示器偏移量机载ILS接收系统是ILS导航的关键环节，负责接收、处理地面信号并将位置信息呈现给飞行员现代民航客机通常配备双重或三重冗余的ILS接收系统，确保在关键设备失效时仍能保持导航能力接收机工作过程中会持续监测信号质量，当信号质量下降到预设阈值以下时，系统会自动发出警告，提醒飞行员谨慎使用导航信息驾驶舱显示与HSI CDI水平航向指示器航道偏离指示器玻璃驾驶舱显示HSI CDI是现代飞机驾驶舱中常见的导航仪是另一种常见的显示仪表，专门显现代客机普遍采用玻璃驾驶舱设计，通过HSI CDIILS表，集成了航向信息和偏离指示在示飞机相对于选定航道的偏离情况在电子显示屏整合并显示信息这些系统ILS ILS ILS进近过程中，通过移动的水平和垂进近中，垂直移动的指针显示航向偏离，通常将指示与飞行指引系统ILS HSIILS Flight直指针显示飞机相对于航向和下滑信号的水平移动的指针显示下滑偏离通常还相结合，为飞行员提供直观的姿CDI Director偏离情况指针居中表示飞机位于理想航配有信标灯，在飞机通过外、中、内信标态指引，简化了手动进近操作部分高级迹上；偏左或偏右表示需要相应调整航台时分别亮起蓝色、琥珀色和白色指示系统还集成了增强导航和地形显示功能，向；偏上或偏下表示需要调整高度灯，并伴有相应的音频提示提高了情景感知能力场景演示飞行员如何使用ILS进入终端区域飞行员从管制员处获得ILS进近许可，设置导航接收机频率，并确认正确的识别码此时飞机通常位于距离跑道10-15海里处，高度约3000-5000英尺截获信号飞机调整航向以30-45度角接近航向信号，当HSI或CDI指示器开始移动时，飞行员逐渐转向与跑道中心线对齐同时保持适跟踪航迹当高度，准备截获下滑信号截获信号后，飞行员根据仪表指示微调飞机航向和俯仰姿态，保持指针居中，沿着虚拟航迹下降通常使用小幅、频繁的修决断高度判断正，而非大角度调整，保持平稳飞行姿态飞机下降到决断高度时，飞行员必须根据能见度条件决定是否继续着陆如能看到跑道，则完成着陆；如未建立目视参考，过渡至着陆则必须执行复飞程序建立目视参考后，飞行员逐渐从仪表指引过渡到目视飞行，保持适当下降率和对准，完成最后的着陆阶段自动驾驶系统与整合ILS自动锁定航迹跟踪自动驾驶系统锁定ILS信号持续调整方向保持对准自动拉平自动下降高级系统可执行着陆拉平控制下降率跟随下滑道现代客机的自动驾驶系统能够与ILS无缝整合，实现全自动进近和着陆在起始阶段，飞行员设置ILS频率并激活自动进近模式，自动驾驶系统会自动截获和跟踪ILS信号系统通过不断比较接收到的信号与理想值之间的差异，自动调整飞机姿态，保持在精确的进近航迹上在CAT II/III运行中，自动驾驶系统甚至可以执行自动着陆（Autoland）功能系统在接近跑道时自动启动拉平程序，控制飞机平稳接地，并在接地后保持跑道中心线这种高度自动化功能显著降低了飞行员工作负荷，提高了极端低能见度条件下的操作安全性整个过程中，飞行员仍需监控系统性能，并随时准备接管控制系统精度分级系统能力ILS CAT I最低决断高度最低跑道视程设备与人员要求CAT IILS系统允许飞机下降到200英CAT I运行要求至少550米的跑道视CAT I属于基本级别的ILS系统，对设尺（约60米）的决断高度，此高度是程，这意味着飞行员必须能够看到跑备冗余和监测的要求相对较低飞行指相对于跑道入口的高度在此高道上至少550米距离的灯光或标记这员和航空公司需要相应的资质认证，度，飞行员必须能看到跑道环境才能一标准确保了飞行员在过渡到目视飞但要求不如CAT II/III严格这使得继续着陆，否则必须执行复飞程序行阶段有足够的视觉参考CAT I成为最广泛部署的ILS等级CAT IILS系统为大多数机场提供了基本的低能见度进近能力，能够有效应对轻雾、轻雨或黄昏/黎明时段的运行需求尽管其能力不如更高等级的系统，但CAT I凭借较低的建设和维护成本，以及适中的运行效益，仍是全球最普及的精密进近系统系统应用ILS CAT II/III系统等级决断高度DH跑道视程RVR典型应用场景CAT II100英尺350米中度雾天、夜间降雨CAT IIIa低于100英尺200米浓雾、大雨、低云CAT IIIb低于50英尺75米严重雾霾、雪暴、沙尘暴CAT IIIc无限制无限制零能见度条件极少部署CAT II和CAT IIIILS系统代表了精密进近技术的最高水平，能够在极端低能见度条件下安全引导飞机着陆CAT III系统通常与自动着陆系统Autoland配合使用，在整个进近和着陆过程中减少对飞行员目视参考的依赖较高等级ILS系统要求更严格的设备冗余和监测能力例如，CAT III系统通常采用三重冗余的关键组件、实时故障监测和自动切换功能、不间断电源系统等机组和航空公司需要特殊的资质认证和训练才能执行CAT II/III运行，确保在极端条件下的安全操作地面辅灯辅助系统进近灯光系统跑道灯光系统滑行道灯光系统延伸至跑道入口前的顺包括跑道边灯、中心线包括滑行道边灯、中心序闪光灯阵列，为飞行灯和接地区灯，标明跑线灯和停止线灯，引导员提供跑道方向和距离道边界和中心线位置飞机在着陆后安全滑行的视觉引导在低能见高强度跑道灯能够穿透到指定位置在低能见度条件下，这些灯光通雾霾和降水，在极低能度条件下，这些灯光系常是飞行员最先看到的见度条件下仍能提供充统与地面管制密切配地面参考物，帮助建立分的视觉引导，确保飞合，防止飞机误入禁区从仪表飞行到目视飞行机保持在跑道中心线或与其他飞机发生冲的平稳过渡上突灯光辅助系统是运行的重要补充，特别是在低能见度条件下不同等级的ILS ILS运行对灯光系统有不同的配置要求，例如运行通常需要全套高强度灯CAT II/III光系统，包括触地区灯、跑道中心线灯等这些灯光系统通常具有多级亮度调节功能，可根据天气条件和飞行员需求进行调整系统的能量供给ILS主电源供应ILS系统通常连接到机场的主电网，作为常规运行的主要电源主电源通常采用工业级别的稳压和滤波设备，确保供电质量满足精密导航设备的要求备用电源系统为应对主电源故障，ILS系统配备独立的备用电源，通常是柴油发电机组或大容量不间断电源UPS备用电源能在极短时间内（通常小于1秒）自动接管供电任务，确保信号不中断自动切换机制ILS系统采用自动电源切换装置，能够实时监测主电源状态，并在检测到异常时立即切换到备用电源切换过程中，系统关键参数受到严密监控，确保导航信号质量不受影响远程监控系统现代ILS系统配备电源远程监控功能，实时向塔台和技术维护中心报告电源状态任何电源异常都会立即触发警报，使技术人员能够及时响应，降低设备故障风险主要点位定义系统运行中定义了多个标准点位，用于规范飞行程序和系统评估基准点是整个系统的基点，通常位于跑道中心线与跑道入口横截ILS ILS面的交点点位于跑道入口，是下滑道与跑道相交的点位点通常位于跑道入口前英尺处，是决断点的常见位置点则C D1000CAT II/III E位于跑道中段，用于评估着陆后跑道引导信号的质量此外，系统还定义了敏感区和临界区敏感区是指信号可能受到干扰的区域，在低能见度条件下需要特别保护；临界区则是信号极易受ILS到干扰的核心区域，在进近过程中严禁任何车辆或飞机入内这些区域通常用特殊标记和标志明确标识，并在机场运行手册中有详细规ILS定信号覆盖范围与限制航向台覆盖范围下滑台覆盖范围航向台信号通常覆盖跑道中心线两侧各10度下滑台信号覆盖范围较小，通常为跑道中心扇区，延伸至25海里（约46公里）距离在线两侧各8度，延伸至10海里（约

18.5公里）这一区域内，信号需满足特定的精度和强度距离要求，确保可靠引导下滑信号对地形影响更为敏感，特别是机场然而航向信号可能受到地形、建筑物和大型周围有山丘或大型建筑物时同时，雨雪等飞机的反射影响，在某些区域形成盲区或天气条件可能对下滑信号造成更大衰减信号不稳定区域高度限制速度与风限制ILS系统通常设计用于引导飞机从约3000-ILS进近通常需要飞机保持稳定的进近速度和4000英尺高度开始下降，覆盖整个进近阶姿态，过快的速度可能导致信号追踪不稳段定然而，在特定高度以下（通常为决断高强侧风条件下，飞机需要保持一定的偏航角度），飞行员必须建立目视参考才能继续着以抵消侧风影响，这可能使ILS引导更具挑战陆，这是ILS系统在完全零能见度条件下的根性，需要飞行员更高的技术水平本限制空中导航与协同ILS与整合与空管协同DME ILSADS-B测距设备常与系统配套使用，提供飞机到跑道入口的自动相关监视广播系统能够精确跟踪低空飞行的航空DME ILSADS-B精确距离信息传统的只提供方向引导，而不直接提供距离器，在进近过程中提供增强的交通态势感知这一系统使得ILS ILS信息弥补了这一不足，使飞行员能够实时了解到跑道的空中交通管制员能够更精确地监控进近航空器间的间隔，特别是DME确切距离，便于规划下降率和速度调整在低能见度条件下，提高了跑道使用效率许多现代机场将天线与系统共址安装，形成完整的三维同时，信息可以在飞机间直接共享，增强了飞行员对周DME ILSADS-B导航参考在具有多跑道的复杂机场，每条装有的跑道通常围交通情况的认识，减少了潜在冲突风险现代导航系统越来越ILS都配有专用，以避免距离信息混淆倾向于将传统与新兴技术如、地基增强等集成，DME ILSADS-B GPS形成复合导航解决方案当代航空导航体系呈现出多系统协同、相互补充的特点作为精密进近的核心系统，与其他导航和监视系统共同工作，提供全方位ILS的飞行保障这种协同不仅提高了导航精度和可靠性，也增强了整个空中交通系统的安全性和效率，为未来更高度集成的导航环境奠定了基础典型机场案例ILS北京首都国际机场伦敦希思罗机场作为中国最繁忙的国际枢纽，首都机希思罗机场所有跑道均配备CAT III场配备了三套CAT IIIILS系统，分别ILS系统，这对于多雾的英国气候至服务于36L/18R、36R/18L和01/19跑关重要该机场ILS系统拥有极高的道这些系统每年支持约6000架次可靠性，即使在能见度低至75米的情低能见度进近，显著提高了机场在北况下仍能保持运行系统采用先进的京秋冬季常见的雾霾天气下的运行能多径效应抑制技术，有效应对机场附力系统采用最新的双频技术和增强近密集建筑物带来的信号反射问题型监测装置，确保极端天气条件下的可靠运行阿拉斯加安克雷奇机场安克雷奇机场面临极端寒冷和频繁降雪的挑战，其ILS系统采用特殊的防冰设计和增强型下滑台天线，确保在极端气象条件下保持信号稳定该机场的ILS系统是典型的恶劣环境适应性设计案例，通过特殊的能源保障和设备保温措施，确保全年无间断运行系统运行案例分析ILS浓雾中的精准着陆信号实时监测ILS年月，一架波音客机在北京首都机场执行进在此次进近过程中，地面监控系统全程记录信号参数数据201912777CAT IIIILS近当天，机场能见度仅为米，远低于目视飞行最低标准显示，尽管外部环境极为恶劣，航向信号和下滑信号的值200DDM飞机从进入终端区域开始，就依靠提供的精确引导沿着理想始终保持在标准范围内，偏差不超过（标准允许值为ILS

0.005航迹下降）

0.01整个进近过程中，飞行员通过自动驾驶系统与的无缝对接，通过对自动着陆过程的分析，发现飞机的横向偏离不超过ILS

1.2保持飞机在理想航迹上当下降到英尺决断高度时，机组依米，纵向接地点偏离理想接地点仅米，垂直下降率控制在每分5010然无法看到跑道环境，但根据运行授权，可以继续下降钟英尺，完全符合安全标准这一案例不仅证明了系统CAT IIIb180ILS至接地最终，飞机在几乎零能见度条件下安全着陆，展示了现在极端条件下的可靠性，也展示了现代自动着陆系统的精确性代系统的强大能力ILS该案例是现代民航领域系统应用的典型代表，充分展示了在能见度极差情况下，精密进近系统如何保障飞行安全类似的运行每天ILS在全球各大机场进行，极大提高了民航运输的全天候能力，减少了恶劣天气造成的延误和备降系统故障示例ILS信号不稳定和偏移2017年，某国际机场的ILS系统在特定气象条件下频繁出现信号波动，飞行员报告指示器指针抖动，导致进近困难经过调查发现，机场附近新建筑物对信号产生反射，形成多径效应技术团队通过重新调整天线方向和升级信号处理天线损坏算法，成功解决了问题2019年，一座沿海机场的下滑台天线在强台风后出现物理损坏，系统自检报告信号强度大幅降低维修人员在短时间内用备用模块替换了损坏部件，并进供电中断行了全面校准此事件强调了恶劣天气对ILS硬件设施的潜在威胁，以及维护团队快速反应能力的重要性2018年，某高原机场因雷击导致主电源系统损坏，ILS自动切换到备用电源然而，备用电源因维护不当无法提供足够电力，导致系统完全关闭此事故导致多个航班延误和备降，凸显了电源系统冗余和定期测试的重要性机场随后升级了电源系统并改进了维护流程这些案例揭示了ILS系统可能面临的各类故障情况，以及相应的应急处理措施面对故障，机场通常遵循标准应急程序立即通知空管单位限制或暂停相关运行，派遣技术人员诊断并修复问题，修复完成后进行地面检查和空中校验，确认系统恢复正常后才能重新投入使用维护与检测要点日常监测与检查ILS系统通常配备自动监测设备，持续检测关键参数如信号强度、调制深度和相位关系维护人员每日进行目视检查，确认天线和设备外观无异常，并记录系统状态日志任何超出标准范围的参数都会触发警报，需要立即处理定期维护与校准根据ICAO标准，ILS系统需要每30-90天进行一次全面地面检测，包括信号强度测量、调制深度分析和相位关系验证每6-12个月进行一次全面校准，调整系统参数以补偿天线老化和环境变化的影响维护记录需要妥善保存，作为系统可靠性的证明飞行校验ILS系统需要定期进行飞行校验，使用配备特殊测量设备的校验飞机沿不同高度和角度飞行，测量实际信号覆盖范围和精度CAT I系统通常每180天校验一次，CAT II/III系统每90天校验一次飞行校验是验证系统性能的最终手段，任何异常都需要立即纠正环境监控与管理ILS天线周围的环境变化可能显著影响信号质量维护团队需要定期检查天线周围是否有新建筑物、生长的植被或其他可能反射或遮挡信号的障碍物同时，需要严格控制临界区和敏感区内的活动，特别是在低能见度条件下常见故障排查方法故障症状识别通过自动监测系统报警、飞行员报告和地面观测识别故障迹象常见症状包括信号强度异常、调制深度波动、识别码丢失或指示不稳定等初始识别阶段应收集尽可能多的信息，包括故障发生时间、气象条件和相关设备状态系统诊断与测试使用专业测试设备如信号分析仪、频谱仪和调制度测量仪进行系统诊断首先检查基本参数如供电状态、射频输出功率和调制信号质量然后采用逐模块隔离的方法，确定故障位于发射机、天线系统还是监控设备关键节点信号与标准值进行比对，找出偏差故障排除与修复根据诊断结果采取针对性措施常见维修行动包括更换故障模块、重新校准天线、清理天线周围障碍物、修复电缆损伤或调整信号处理参数等修复工作应遵循标准维修程序，使用原厂认证配件，并做详细记录系统验证与恢复维修完成后进行全面测试，确认所有参数符合标准通常需要完成地面测试、自动监测系统检查和飞行校验三个步骤只有当系统性能完全满足运行要求时，才能解除故障状态，恢复正常服务验收测试结果需详细记录并报备给监管部门与其他进近系统对比ILS系统类型工作原理精度水平优势局限性ILS无线电波束引CAT I/II/III成熟可靠，全受地形影响，导球标准固定下滑角MLS扫描波束技术CAT I/II/III多路径进近，部署有限，设抗干扰备复杂GNSS含GLS卫星导航增强CAT I部分CAT无需地面设依赖卫星信II施，灵活号，认证中PAR精密雷达引导接近CATI管制员直接引工作量大，设导，灵活备昂贵ILS目前仍是全球最广泛使用的精密进近系统，其悠久历史和经过验证的可靠性使其成为航空业的标准微波着陆系统MLS曾被视为ILS的替代品，提供更高的灵活性和更强的抗干扰能力，但由于部署成本高和运行复杂，未能广泛普及基于全球导航卫星系统GNSS的进近方式，如GLSGBAS着陆系统，正在逐步发展，有望最终替代部分ILS功能，特别是在地形复杂或空间受限的机场每种系统都有其适用场景，航空当局往往采用多系统协同的策略，确保在不同条件下都能提供安全可靠的进近引导系统升级与技术演进数字化通信升级抗干扰技术增强传统ILS系统向数字信号处理技术转变应对现代电磁环境复杂化挑战自动化程度提升卫星技术协同减少人为维护需求提高可靠性ILS与GNSS系统融合提供备份引导ILS技术虽然基本原理保持不变，但系统本身正经历持续的技术更新与优化现代ILS设备已从早期的模拟电路发展为基于数字信号处理技术的系统，大幅提高了信号质量和稳定性新一代ILS采用自适应天线技术，能够实时补偿环境变化带来的信号偏移，提供更稳定的导航引导随着无线电频谱日益拥挤，ILS系统面临更复杂的干扰环境为应对这一挑战，现代ILS引入了先进的滤波技术和信号增强算法，大幅提高了抗干扰能力同时，系统监测功能也从简单的参数监测发展为全面的性能评估，能够预测潜在问题并在故障发生前采取预防措施这些技术升级确保了ILS系统在现代航空环境中的持续适用性安全规程与国际标准标准与建议措施中国民航规章要求ICAO国际民航组织在其《国际民用航空公约》附件中详细中国民用航空局在《民用航空无线电导航设备管理规ICAO10CAAC规定了系统的技术标准和运行要求这些规定涵盖了信号特定》和《民用机场运行安全管理规定》中，对系统的设计、ILS ILS性、覆盖范围、精度要求、监测标准和维护规程等各个方面，是建设、运行和维护提出了具体要求，这些要求基于标准，ICAO全球系统设计、安装和运行的基本依据同时结合中国国情进行了适当调整ILS标准要求系统必须具备自动监测能力，并在信号参数超要求所有设备必须通过型号认证和使用许可证审批，ICAO ILSCAAC ILS出规定范围时立即发出警报或关闭系统对于不同等级的，运行单位需配备专业技术人员，并建立完善的维护管理体系关ILS监测要求的严格程度也不同，系统需要接近实时的监测键设备必须有备份，高级别系统还需配备不间断电源和灾备CAT IIIILS和冗余监测设备方案这些规定确保了中国民航系统的安全可靠运行ILS除了技术标准外，国际和国内规定也对系统的人员资质、培训要求、运行程序和安全管理体系提出了明确要求只有同时满足技术ILS和管理两方面要求，系统才能获准投入使用并保持持续运行资格这种全方位的标准体系是确保全球空中交通安全的重要基础ILS未来趋势展望多系统融合导航ILS与卫星导航系统深度整合增强现实辅助着陆飞行员通过AR设备获得直观引导智能化机场管理AI技术优化进近排序与决策自主着陆能力提升减少人为干预的全自动运行随着卫星导航技术的成熟，基于GNSS的地基增强系统GBAS正逐步发展成为ILS的有力补充甚至潜在替代方案GBAS利用地面增强站提高卫星定位精度，可提供与ILS相当的进近引导，同时具有更高的灵活性和更低的基础设施需求然而，考虑到ILS系统的广泛部署和成熟可靠性，两种系统预计将在相当长时间内共存互补数字化转型将深刻影响ILS系统的未来发展新一代数字ILS将采用更先进的信号处理技术，提供更高精度和可靠性，同时支持与其他导航系统的无缝集成机载设备也将向综合化方向发展，通过智能算法自动选择最佳导航源，为飞行员提供统

一、直观的引导信息这种多元化、智能化的导航环境将进一步提高航空运行的安全性和效率系统在复杂环境应用ILS山地机场特殊配置在山地机场，地形起伏对ILS信号传播产生显著影响，通常需要特殊的天线配置和信号优化例如，部分山地机场采用偏置式下滑台Offset GlidePath设计，将下滑台天线安装在非标准位置，避开山体遮挡同时，航向台天线可能需要提高输出功率或采用定向性更强的阵列，确保信号穿越复杂地形极端气候环境适应在北极或高原地区，极端低温和强烈紫外线对ILS设备构成挑战这类机场的ILS系统通常采用特殊材料的天线罩、加热装置和防紫外线涂层，确保设备在极端环境中正常工作同时，系统设计也考虑到大面积积雪对信号反射特性的影响，通过调整天线高度和方向进行补偿沿海机场防腐设计沿海机场的ILS系统面临海水腐蚀和频繁风暴的威胁这类环境下的设备通常采用防腐蚀材料和密封设计，电子元件有额外保护天线安装结构需考虑抗强风设计，有些机场甚至为关键设备建造专用防护结构同时，系统设计还需考虑海面反射对信号传播的影响，通过天线方向和高度优化来减少不良反射环境保护与选址ILS无线电干扰管控生态环境保护ILS系统的选址需考虑周边无线电环境，ILS系统特别是下滑台的安装常需要在机尽量避开其他强信号源如广播电台、雷达场周边平整大片土地，这可能对当地生态站或移动通信基站特别是在繁忙城市周系统产生影响现代ILS选址和建设越来边的机场，需进行详细的电磁环境评估，越注重环保理念，尽量减少植被清除，保确保ILS信号不受干扰，同时ILS发射的信护野生动物栖息地，并采取措施防止水土号也不会对周边电子设备造成干扰流失一些环境敏感区域的机场甚至会采用特殊设计的高立柱天线，最小化地面干扰社区影响考量ILS系统的建设和运行还需考虑对周边社区的影响虽然ILS发射的无线电能量较低，不会对人体健康构成威胁，但仍需在选址过程中与当地社区沟通，回应公众关切同时，ILS相关设施的视觉影响、维护车辆的噪音等因素也需纳入考虑，尽量选择对社区生活影响最小的方案环保意识在现代ILS系统规划和建设中扮演着越来越重要的角色许多机场管理机构制定了专门的环境影响评估流程，确保ILS设施的建设和运行符合可持续发展原则同时，技术进步也为减少环境影响提供了新选择，例如更紧凑的设备设计、低能耗技术和远程监控系统，减少了对场地和资源的需求机组培训要求应急程序熟悉实际飞行检验培训的重要组成部分是ILS相关应急程模拟机训练完成模拟训练后，飞行员需在教员监序的掌握飞行员需要熟悉各类ILS故理论知识学习ILS进近操作技能主要通过飞行模拟器督下进行实际ILS进近飞行，验证其在障情况的识别和处理方法，包括信号飞行员培训首先涉及ILS系统工作原训练获得学员在不同气象条件和故真实条件下的操作能力通常要求在丢失、指示异常、监视器报警等同理、信号特性和限制条件的深入理障场景下练习ILS进近，包括手动操作不同跑道和气象条件下完成多次进时还需掌握替代导航方法和决策程解学员需掌握不同等级ILS系统的标和自动驾驶系统使用特别强调决断近，确保能够熟练运用ILS技术对于序，确保在ILS系统不可用时仍能安全准和程序，了解各类仪表显示的含义高度的判断和复飞程序的执行，以及CAT II/III资质，还需定期进行复训和完成进近和着陆及系统失效时的表现理论培训通常从仪表飞行到目视飞行的平稳过渡检查，通常每6个月一次包括课堂讲解、多媒体教学和自学材CAT II/III运行还需额外的低能见度训料，结束时需通过书面考试确认知识练课时掌握情况常见术语解释术语英文缩写含义航向台LOC提供水平方向引导的ILS子系统下滑台GS提供垂直方向引导的ILS子系统差深度调制DDM90Hz和150Hz两种调制信号深度差值决断高度DH飞行员必须决定继续着陆或复飞的最低高度跑道视程RVR在跑道上可见距离，通常以米为单位临界区Critical AreaILS信号极易受到干扰的核心保护区域敏感区Sensitive AreaILS信号可能受到干扰的扩展保护区域了解这些基本术语对于掌握ILS系统原理和操作至关重要在实际工作中，航空专业人员需精确使用这些术语进行沟通，避免因理解偏差导致的潜在安全风险结论与学习小结安全保障核心精确引导是现代航空安全的基石成熟可靠技术经过数十年验证的精密进近系统系统工程协作地面设施与机载设备协同确保进近安全持续进化发展与新技术融合共同迈向智能航空时代通过本课程的学习，我们全面了解了仪表着陆系统的工作原理、组成结构和应用特点作为民航领域最重要的精密进近系统，ILS通过其独特的双频调制原理和三维空间信号分布，为飞机提供精确的着陆引导，显著提高了航空运输的安全性和全天候运行能力尽管面临新兴导航技术的挑战，ILS凭借其成熟可靠的性能和广泛的部署基础，仍将在相当长的时间内继续发挥核心作用同时，ILS技术本身也在不断创新和优化，以适应日益复杂的航空环境和更高的安全标准理解和掌握ILS系统知识，对于航空从业者和航空爱好者都具有重要意义知识回顾与互动问答基本原理理解应用场景分析故障推理解答ILS如何通过无线电信号创建不同等级CATI/II/III的ILS如果飞行员报告ILS进近过程虚拟航迹？航向台和下滑系统适用于哪些气象条件？中航向指示器频繁抖动，可台的工作频率有什么不同，在选择机场ILS等级时需要考能的原因有哪些？当下滑指它们如何协同工作形成三维虑哪些因素？为什么有些机示突然显示飞机过高，但实引导？差深度调制DDM的场即使气象条件极佳，仍然际高度正常时，应该如何判概念是什么，它如何指示飞坚持使用ILS进近而非目视进断和处理？ILS监测系统报告机的位置偏差？近？信号强度下降但仍在可接受范围内，应采取什么措施？通过这些问题的思考和讨论，我们可以更深入地理解ILS系统的技术原理和实际应用正确回答这些问题需要综合运用本课程中学习的知识，并结合航空运行的实际情况进行分析鼓励大家积极参与讨论，分享自己的见解和经验，共同提高对仪表着陆系统的认识水平对于特别感兴趣的话题，可以进一步查阅相关技术文献和案例报告，深化理解同时也可以通过虚拟飞行模拟软件亲身体验ILS进近过程，加深对系统工作原理的感性认识参考资料与拓展阅读国际标准与规范技术文献与手册《国际民航公约》附件10《航空电信》第《仪表着陆系统工程手册》详细介绍了一卷《无线电导航设备》详细规定了ILSILS系统的设计、安装和维护技术《航系统的国际标准和建议措施，是设计、安空电子系统原理》和《飞行仪表与导航系装和运行ILS的权威依据中国民航局统》等教材对ILS原理有系统讲解各主《民用航空无线电导航设备管理规定》要设备制造商如泰雷兹、霍尼韦尔等公司CCAR-90和《民用机场运行安全管理规出版的技术手册提供了设备具体参数和操定》CCAR-121提供了国内相关法规要作指南求在线资源国际民航组织www.icao.int官网提供最新的ILS相关标准和文件中国民航局www.caac.gov.cn发布国内相关规定和通告航空网站如SKYbrarywww.skybrary.aero有丰富的ILS知识库各主要飞行论坛如AVSIM和PPRUNE有丰富的实际操作经验讨论为深入学习仪表着陆系统知识，建议先从基础教材入手，掌握核心概念和原理然后通过阅读国际标准和技术规范，了解系统设计和运行的规范要求对于航空从业人员，特别是维护技术人员和飞行员，还应定期关注设备制造商的技术通告和新版本手册，及时了解技术发展动态和最佳实践对于特别感兴趣的读者，参观机场导航设施和飞行模拟训练中心也是很好的学习方式，可以直观了解设备实物和操作过程，加深对理论知识的理解感谢听讲亿70+100+运行年限引导乘客ILS系统已安全服务全球航空业超过70年全球累计超过100亿乘客安全抵达目的地

99.99%可靠性现代ILS系统保持极高的稳定性和可用率非常感谢各位参与本次《仪表着陆系统工作原理》课程的学习ILS作为航空导航领域的重要技术，在保障飞行安全、提高机场运行效率方面发挥着不可替代的作用希望通过本课程的学习，各位能够深入理解ILS的工作原理、系统构成和应用特点，为相关工作和学习打下坚实基础作为现代航空安全的守护者，仪表着陆系统背后凝聚了无数航空专业人员的智慧和努力每一次安全着陆背后，都有ILS系统的默默贡献在未来的航空发展中，ILS技术将继续创新和完善，与新兴导航技术协同发展，共同构建更安全、更高效的航空导航环境欢迎大家就课程内容提出问题和建议，我们可以进一步交流讨论。