机场导航工程设计

机场导航工程设计

时琳

中国民航工程咨询有限公司北京市100621

摘要：机场导航设备的作用是为航空器提供方位、距离信息，使其能够安全、正常飞行。介绍了导航设备的选用原则、常用导航设备及其设置要求，然后重点说明机场导航工程包括工艺及配套的设计要求。

关键词：导航；设计；机场

引言

机场导航工程包括导航设备的安装及为设备正常工作所必须提供的建筑、能源、安全防范及为工作人员提供工作和生活便利条件等配套设施的建设。导航工程设计应以主管部门的工程立项及选址批复为依据。

一、导航设备

1、选用原则

导航设施的设置应符合现行国家与行业标准的要求，机场（终端区）导航设施的设置应当根据机场等级和运行标准、空域方案和飞行程序、机场区域的地理环境和场地条件等确定。大型运输机场根据机场的跑道数量、空域条件、地形条件，结合机场建设的预期目标，综合考虑以上情况确定导航设施布局；小型支线机场导航设施的建设规模一般为一套仪表着陆系统/测距仪台（ILS/DME）和一套全向信标/测距仪台（DVOR/DME）；通用机场一般设置DVOR/DME台或NDB台，需考虑主要机型。

2、常用导航设备介绍

根据仪表进近程序最后航段所使用的导航设备及其精度，可将其分为精密进近和非精密进近两大类。

精密进近是指使用仪表着陆系统（ILS）、微波着陆系统（MLS）或精密进近雷达（PAR）提供方位和下滑引导的仪表进近。

非精密进近是指使用全向信标台（VOR）、无方向导航台（NDB）或航向台（LOC，或ILS下滑台不工作）等地面导航设施，只提供方位引导，不具备下滑引导的仪表进近。

（1）仪表着陆系统

仪表着陆系统（InstrumentLandingSystem，ILS）是飞机进近和着陆引导的设备，是二战后于1947年由国际民航组织ICAO确认的国际标准着陆设备。全世界的ILS都采用ICAO的技术性能要求，因此装有ILS接收器的飞机在全世界任何装有ILS的机场都能得到统一的技术服务。

ILS由航向信标（LOC）、下滑信标（GP）和指点信标（MB）组成。当测距仪（DME）与ILS配合使用时（DME设置在GP台），DME可替代指点信标，提供飞机进近和着陆的距离信息。

ILS提供的主要信号包括对准跑道中心线的航道信号，指示飞机降落角度的下滑信号和与跑道入口之间的距离信号。

图1ILS导航信号示意图

航向信标（LOC）：提供水平制导。

下滑信标（GP）：提供垂直制导。

指点信标（MB）：提供距离信息与决断信息，Ⅱ、Ⅲ类仪表着陆系统应设置内指点信标台。

①外MB：指示下滑道截获点；

②中MB：指示Ⅰ类着陆点；

③内MB：指示Ⅱ类着陆点；

ILS能在气象条件恶劣或能见度差的条件下，为驾驶员提供着陆的引导信息，以保证飞机安全进近和着陆。

仪表着陆系统Ⅰ类运行，决断高度不低于60m，能见度不小于800m或跑道视程不小于550m的精密进近和着陆。

仪表着陆系统Ⅱ类运行，决断高度低于60m，但不低于30m，跑道视程不小于300m的精密进近和着陆。

仪表着陆系统Ⅲ类运行分为A、B、C三类。

航向信标天线阵通常设于跑道中心延长线上，距跑道末端180m-600m，通常为280m处，距跑道入口的最小距离为2200m。对于Ⅱ类或Ⅲ类运行的仪ILS，LOC应配有远场监视器，以对航道信号进行监视。

下滑/测距仪台（GP/DME）位于跑道着陆端入口内撤约300m，具体数值需计算。下滑信标天线距跑道中心线75-200m，通常为120m，通常不设置在跑道与滑行道之间，避免信号受到附近滑行的飞机干扰。

指点信标通常设在跑道中心线延长线上。

①内指点信标：距跑道入口75m-450m；

②中指点信标：距跑道人口900m-1200m；

③外指点信标：距跑道入口6.5km-11.1km，通常为7200m。

（2）全向信标/测距仪台（VOR/DME）

VOR工作频率为108MHz~117.975MHz，与机载全向信标接收机配合工作，能全方位、不间断地向飞机提供方位信息，用于引导飞机沿预定航线飞行、进离场和进近，必须与DME配合使用。VOR台作为ILS的辅助设备，保障飞机安全着陆。VOR台设备主要由发射机系统、监视系统、控制和交换系统、天线系统、电源系统、遥控和状态显示系统组成。目前，国内普遍使用的是多普勒全向信标DVOR。

（4）无方向信标（NDB）

无方向信标（non-directionradiobeacon）属于振幅型测角导航设备，工作频率为150kHz~1750kHz。与机载无线电罗盘配合工作，用以测定航空器与导航台站之间的相对方位角，引导航空沿预定航线飞行、归航和进近着陆。用于保障简单气象飞行的NDB，可设置在机场内或跑道中线延长线上，并符合机场净空规定的适当地点。

二、导航台总体配置要求

根据管理文件《民用空管雷达站、导航台及甚高频遥控台配套设施配置要求》，导航台的总体配置要求为：

1、导航设备为主/备双机热备份冗余配置，应不间断连续工作。

2、导航设备具备本地及远端的实时监控，台站配置监控天线，并明确安装地点。场内导航台站监控应采用有线方式进行信号传输，首选光缆通信；场外可采取有线或无线方式进行信号传输。

3、导航台站的电源供给必须安全、可靠，就近引接市电。

4、导航台站防雷设施配置应符合相关行业防雷技术规范要求，设置相应的消防设施，并对导航台站及相关机房环境进行实时监控。

5、台址应根据飞行程序设计的要求，并应符合MH/T4003的要求。

三、导航台设计

1、总图

导航台征地应符合《民用航空运输机场工程项目建设用地指标》。根据《民用空管雷达站、导航台及甚高频遥控台配套设施配置要求》，台站用地面积按照不同设备要求控制。VOR台至少要有40m×40m的空间放置反射网平台，再考虑配电、油机等用房，用地面积约5000㎡。有人值守的台站，需要考虑值守人员工作和生活的场地。场外导航台选址若处于平原地区，建议尽可能扩大征地范围，有利于台站周边场地和电磁环境的保护。

导航台的场地保护区设置应符合《民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范第1部分：导航》（MHT4003.1）的要求。

进台道路可参照《公路工程技术标准》（JTGB01）中四级公路，特殊地区可适当降低，但应保证运载设备车辆的安全行驶。进台道路按单车道设计，并考虑道肩（含排水沟）、护坡和错车平台。

台站围界净高2.5米，沿围墙设置防攀爬设施。

2、建筑

台站机房建筑面积一般为30㎡，宜为框架结构。机房门的高度不低于2.1m，也可根据实际需求确定。机房的房顶应避免积水，并有防渗漏、保温、耐热的性能，除防雷设施外房顶不得安装其它设施。机房地基高度应满足防止机房水浸的要求。地面混凝土强度、墙面应满足防渗漏、防潮的要求。机房内装修应选用耐久、环保、不发尘、阻燃的材料，避免设备投产后的重复装修。机房不设吊顶，不宜安装防静电活动地板，防止老鼠藏匿，地面可铺设防静电地胶。机房门窗宜采用不锈钢材料，窗宜采用平开窗。门窗、墙壁、顶棚、地面的构造和施工缝隙，均应采取密闭措施。外墙按《民用机场飞行区技术标准》（MH5001-2013）的要求贴红白相间的瓷砖或刷涂料。

通信和供电的预埋钢管进入机房下方后沿墙垂直敷设至地面下，做好防水，穿线后封堵。

3、供电

导航设施应就近引接市电。可利用场内可靠电源的导航设施，应引接不同母线的两路市电；在场外的导航台应设发电机作为备用电源，供电原则需配备油机作为备用电源，至少引接一路市电，条件许可引接两路市电。（导航台属一级电力负荷，要求采用稳定可靠、事故停电极少的一类供电方式，但一类供电方式投资大，建设困难，特备是导航台总负荷极小，供电部门可能无法提供一类供电方式，需要通过设置二台油机来保障电源供给的安全可靠。）

导航设施应配置不间断供电系统和蓄电池组保障设备供电，保证在市电停电时，设备能连续正常工作4h以上。

4、通信

场内导航台监控应采用有线方式进行信号传输，首选光缆通信，场外导航台监控可采取无线方式进行信号传输。导航台应具备与相关部门进行必要联系的通信手段。进出导航台的通信线缆需埋地敷设。

5、弱电及安防

机房应根据上走线要求，设计安装线缆桥架。

为保障导航设备的安全运行，应设置安全防护设施，防止包括雷击、火灾等事故发生。宜设置机房动力环境监控系统和视频监控系统，对机房的温度，湿度，报警信号和视频数据进行统一的监测。

根据《民航空管单位安全保卫设施配置及管理暂行办法》要求，导航台站属“二类”安全保卫区域。在导航台小区围界上安装一套性能可靠的防入侵装置，配置视频监控摄像机，对导航站周界及各类人员的出入情况实施24小时实时监控。

6、接地及防雷

导航台站防雷设施配置应符合《民用航空通信导航监视设施防雷技术规范》（MH/T4020-2006）的要求：

①导航台站设置综合接地系统，接地电阻宜小于1欧姆，不应超过4欧姆。

②机房建筑防直击雷参照建筑物防雷标准，按Ⅰ类防护设置。

③供电线路应采用三级电源防雷保护；如受场地限制，可采用级联动防雷装置。

④铠装电缆外包层在进入室内处应有效接地。

⑤通信线路宜采用光缆，铠装外层及钢芯需有效接地。

导航台的防雷与接地设计，应满足人员安全及设备设施的正常运行要求。采用联合接地、电磁屏蔽、等电位连接、馈线接地分流、雷电过压保护、直击雷防护的综合防雷措施。

进入导航台的电缆距离导航台200米以外埋地，埋地深度不应小于0.7米，在严寒地区，应埋设在冻土层以下。电缆的金属保护层在机房墙边与导航台地网连接。电缆在进入机房前，套入至少15米长的镀锌钢管，钢管应首尾电气贯通。钢管一端在机房墙边与导航台地网连接，另一端应连接埋设的接地体。设备馈线电缆和信号电缆进出机房的位置，应远离进出机房的电源电缆及避雷引下线及接地连接线位置，距离不小于1米。

6、消防

机房配置火灾自动报警系统和气体自动灭火设施，并配备其他必要的消防设备。

7、供暖制冷

各导航设备环境温度要求在15℃～25℃范围内，设备间和UPS间应配置空调（具备来电自启动功能），并根据当地实际气候条件配置加湿器。

8、场内台站若为无人值守台，则无供水系统。

四、注意事项

机场巡场路不能进入下滑台场地保护区A区，也不能进入距下滑天线前方600米的B区范围。处于下滑台保护区的机场围界采用砖围界。新建项目注意初设审查之前先报批台站选址报告，设备更新项目注意制定不停航施工方案。

参考文献：

[1]住房和城乡建设部，国土资源部，中国民用航空局.民用航空运输机场工程项目建设用地指标.建标157-2011.2011年12月1日；

[2]中国民用航空局.民用航空通信导航监视台（站）设置场地规范第1部分：导航.民航行业标准MHT4003.1-2014.2014年2月8日；

[3]中国民用航空局空中交通管理局.民用空管雷达站、导航台及甚高频遥控台配套设施配置要求.管理文件MD-TM-2010-007.2010年11月22日；

[4]中国民用航空局.民用航空通信导航监视设施防雷技术规范.民航行业标准MH/T4020-2006.2006年5月23日。