請問NDB、VOR、DME、TACAN台功能的區別?

最近複習這個突然繞不清楚了,麻煩了


說起這個問題,那要從大約100年前說起~(沒開玩笑!)

當時飛行員都是看著地標飛,比如公路啦,河流啦,這樣導航在短途航線還湊合。後來美國開通了一條連通東西海岸的航線送郵件,問題就來了,這麼遠的航線,飛行員也記不住路啊,所以常常飛著飛著就飛丟了,這可咋辦呢?

美國國會一咬牙,就修建了一條橫跨美國的箭頭帶,每個箭頭21米多長,黃顏色,旁邊還豎著一座燃氣燈,飛行員在天上的時候,就一直順著箭頭的方向飛,等看到下一個箭頭,就調整方向。所以那時候飛行員除了開飛機,還要不停的伸出腦袋找地面上的箭頭。如果找不著,那就只有哭著罵F**k了…

(圖片來自百度圖片,現在美國還保留很多箭頭)

老是這樣也不行啊,隨著無線電技術的發展,ADF出山了,ADF中文名叫自動定向機,看名字也能猜出來,它大概就跟一個指南針類似,不同的是,指南針讓找不著北的人罩杯(為啥輸入法第一個是這個…找北),而ADF呢讓飛機知道地面上相應的NDB台的方向。

稍微說下原理,NDB台和ADF這倆是配合使用的,NDB叫無方向性信標,它就像個非常大的磁鐵,360度各個方向都在吸引著各路ADF(發信號),飛機上的ADF有個指針,感到有人「勾引」它了,它就朝著那個方向罵,這樣,飛機就知道NDB台相對於飛機的方位角了。

大家明白了吧,飛行員只要順著一個個NDB台的方向飛,就能到達目的地,可是還有問題,飛行員怎麼通過NDB知道自己在哪呢?

這個問題我打算用我練(丟)了20年的畫功來解釋一下:

一般飛機上有兩台ADF,分別指向兩個不同的NDB,這樣是不是就有兩條相交的直線啦,交點就是飛機的位置,所以,有時在老電影里看到飛機上有人拿個地圖和尺子畫啊畫的,就是用這個方法定位飛機位置的。

再說說VOR,VOR和NDB效果類似,但是原理完全不同,VOR會發送兩個信號,一個信號是基準信號,360度發射,另外一個信號是相對於基準信號有「相變」的信號,從0到360度,相變依次增加,飛機上的設備收到這倆信號,一對比,就知道自己的方位了。

VOR和DME經常住在一個地方,這倆也是一對couple。DME中文名叫測距機,測量距離唄,很簡單,飛機向DME發個信號,DME收到後立馬回個信號,飛機上的設備根據時間差就算出來距離了。

有距離了,那就比ADF+NDB這對couple牛逼很多了,為什麼呢?看圖:

你看,現在有了飛機和DME1的距離R1,那麼飛機就可以確定自己是位於以DME1為中心,半徑為R1的圓上了,如果再給出跟DME2的距離R2,那飛機肯定是位於這兩個圓的交點上,可兩個圓交點有倆啊?所以這時再給出跟DME3的距離R3,那是不是就可以給出唯一的交點啦?飛機也就知道自己當前的位置了。

另外DME和VOR配合也可以定位,如圖:

DME給出距離,先確定了一個圓,飛機知道自己在半徑為R的圓上,VOR呢給出方位角,於是就確定了唯一的一點。

除了上面這些方法,還有一種方法也可以只根據距離定位,叫做雙曲定位,高中數學書翻到第20頁!(敲黑板)

高中幾何課上講了:「一動點至兩定點的距離差為常數的點的軌跡是以這兩定點為焦點的一條雙曲線」。

雙曲線的描述方程我就不寫了,怕你後悔高中幾何沒學好。看下圖吧:

同樣三個DME,如果給出飛行器距離這三個DME的距離就可以擬合出兩條雙曲線,兩條雙曲線的交點即飛機的位置,飛機也就定位了。

好了,其實說的這兩對couple就是傳說中的無線電導航,其實是比我爺爺年紀還大的老技術了,不過現代的飛機上還在使用,隨著PBN的推廣,NDB等將逐漸淘汰,GNSS逐漸成為主流的導航手段…

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NDB non-directional beacon 顧名思義,就是一個導航台,你把它想像成個磁鐵,飛機上ADF的指針在服務範圍內都會指著它所在的方向

VOR,甚高頻導航台,飛機上RMI的指針在服務範圍內也會指著它所在的方向,不過它的牛逼之處在於,首先比NDB服務範圍大,精度好,其次它多了一個功能,當你在飛機上調定了該VOR的某一航道之後,你的儀錶會顯示你相對於該徑向線的位置,偏左還是偏右,向台還是背台

DME 測距機,和上面同學說的二次雷達沒有關係,就是顯示飛機距離該導航台距離的一個設備,二次雷達是基於飛機應答機反饋的一個空管監控設備

剩下一個民航沒有用過也忘了當年初始時關於它的介紹了,也就不亂說了


我來補充一下關於tacan吧

這個主要是是美製軍用著陸系統使用

一般在國外,比如美國是vor和tacan合裝,叫作Vortac

一般民用飛機能接受到vortac的vor信號和tacan的距離信號,軍用飛機可以使用tacan的信號來用作航路和飛精密進近的fix vortac的作用對民航飛機來說就相當於vor

美國小夥伴飛的都是vortac

但是其實tacan民航用不到


NDB: Non-directional beacon

符號↓

照片

儀錶 ADF automatic direction finder

作用是告訴你NDB站相對於你機身的方位角;當你轉向時ADF讀數也會變;當你把ADF上面的小黃標對準自己的heading時,ADF讀數就是你到NDB的方向相對於北的方位角。

VOR: VHF omnidirectional range

符號↓

照片↓

(跑個題:上圖這個其實是個VORTAC。它谷歌地圖坐標是39.071183,-122.027282)

儀錶↓

VOR可以告訴你你相對於VOR station的方向角,以地磁北0方向角。

DME: distance measurement equipment

告訴你你和DME站點之間的距離。

VOR/DME:

VOR和DME合起來是VOR/DME,可以告訴你你相對於VOR/DME station的方向角和距離,相當於用極坐標描述了你相對它的位置。

VOR/DME的符號↓

TACAN: tactical air navigation system

軍用導航設備,包含DME的功能,可以為軍隊提供更為精確的導航。

符號↓

VORTAC: VOR+TACAN

符號↓

VOR和TACAN的合體,對於民用飛行器來說作用等同於VOR/DME。

另附:

NDB導航網頁模擬:http://www.luizmonteiro.com/Learning_ADF_Sim.aspx

VOR導航網頁模擬:http://www.luizmonteiro.com/Learning_VOR_Sim.aspx


NDB、VOR測角

精度是vor高於ndb,但是頂空盲區ndb是40度,vor是50度。

ndb頻率190~1750khz(中國用200~500khz),摩爾斯電碼兩個字母

vor108~118mhz,摩爾斯電碼二或三個字母(國內三個)

DME測斜距

dme是二次雷達,頻率962~1213mhz

dme一般與vor合裝,合裝時dme自動匹配vor頻率,dme不可與ndb合裝(或是說無法?)

ndb,vor,dme都在進近、航路使用,精密進近也可能用到

TACAN美軍用,貌似是dme同樣的功能,通常與vor合裝?反正民航只能用dme功能

課本上關於tacan暫時只找到這部分描述:

where a vor and tacan are co-located,the system is called vortac,the vor uses the dme portion of the tacan.

中國民航基本是不可能用得上的。

…………………………………………………………………………………………………

開學考執照,所以以上完全是書本內容,要看實際怎麼用還是等已經回公司的大神來答吧


以上幾位把原理說得很清楚了,我就簡單說說區別吧

NDB,中文全名無方向信標,與機載無線的羅盤配合使用可指示導航台相對於飛機的方向,從而進行領航,在NDB台中一般配套裝有信標機,飛機飛到上面說的導航台上空的盲區里,也就是導航台上空會有音頻等信號提示飛行員。往往在跑道延長線上會設置兩個導航台,方便飛機進近著陸。

VOR,中文全稱甚高頻全向信標,功能和NDB一樣,但比它精準。

DME,中文為測距機,顧名思義就是測量飛機與其斜距的(注意,是斜距!),原理就是二次雷達時間差測距,一個測距機最多能同時測100架飛機。

很多情況下VOR和DME是合裝的,用來一方位一距離定位,它們的頻段是一一對應的,這種合裝台也叫伏塔克(英文是啥我真的想不起來了...)。

TACAN,中文叫戰術導航系統,軍用的比較多,他的功能和 VOR/DME合裝台一樣既能測距又能側向,區別於後者的是體積較小,可以很靈活的架設,撤收,所以可以做成艦載,車載,這也是其軍用的主要原因。


其實以前更早該有Loran-C. 已經淘汰了。

NDB 是 Nondriectional Beacon. 美國基本上見不到了,配合ADF( automatic direction finder) 使用。FAA 在2016年改Private 的Written test 題庫時候已經把所有NDB 的題刪除了。2017年把儀錶里所有NDB 的題刪除了。所以可以看出來NDB 已經逐漸退出歷史舞台。

VOR Very high frequency Omni directionap Range. 它是統稱。細分可以分為 VOR. VOR/DME VORTAC. 看看航圖的圖例就看到區別了。VORTAC 主要是給二戰時候軍隊用的。TACAN 是 Tactical Air Navigation. 基本上和DME 的作用一樣,三維測距,但是是slant range. 民航機收不到TACAN 信號,所以只能當作VORDME.

VOR 按照工作範圍分也有 High/Low and Terminal. 不同高度覆蓋範圍不同。


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