概述
最传统的无线电导航方式则为NDB导航,搭配机载设备,让人类航空方式获得了极大的便利。NDB导航通常指的是非方向性信标(Non-Directional Beacon)导航,这种传统的航空导航方式,广泛应用于短程航路和某些偏远地区。其原理通俗来说就是“指哪飞哪”,基于地面无线电台(NDB台)发射的无线电信号,供飞机上的接收机(ADF或者RDF)进行定位。
NDB-ADF导航系统的基本组成
NDB导航依赖于地面NDB电脑与飞机接收机之间的信号传输。其基本组成包括:
(1)地面发射机(NDB)
NDB(Non-Directional Beacon)是一种无线点发射设备,能够发射特定频率的非定向信号。这些信号是全向的,即信号没有明确的指向性,向各个方向传播。
(2)机载接收机(ADF)
飞机上装有自动放心探测仪(ADF,Automatic Direction Finder),用于接受地面NDB电台发射的信号。ADF能够自动检测到信号的方向,并通过显示装置告知飞行员信号源的位置。
无线电波的传播
传播原理:
NDB发射的是低频无线电波,频率1901750khz(我国采用200500khz)。
这些无线电波以球形的方式向四面八方传播,因此该信号属于全向性信号。
飞机上的ADF接收机通过指示当前信号源的方向,帮助飞行员确定与地面站的相对位置。
传播模式:
地面传输:地面NDB电台发射的信号覆盖一定的范围。信号的强度随着距离的增加而减弱,也容易受到地形的影响。所以会看到NDB天线通常架设得比较高。NDB发射的信号不会像VOR信号那样有明确的指向性。
大气层影响:在不同的气象条件下(如电离层变化、天气因素),NDB信号可能会受到折射或反射,影响其传播路径和质量。
ADF/DRF的工作原理
(1)ADF(自动方向探测仪)
ADF接收NDB信号,并指示飞机与NDB电台之间的方位角。ADF指针指向NDB信号源的方向,飞行员根据该方向调整航向。
(2)RDF(方向探测仪)
RDF(Radio Direction Finder)与ADF相似,也是通过测量信号的到达方向来确定飞机的方位。RDF通常是手动操作,飞行员需要通过调节设备来获取正确的方位角。
定位方法
飞机上的ADF通过接收来自NDB电台的无线电信号并分析其方向,从而提供飞机当前相对于NDB电台的方位角(bearing).这个方位角告诉飞行员飞机与NDB之间的相对方位。需要说明单是,这个方位角和磁方向没有任何关系,而是代表”飞机纵轴”与”飞机到NDB台连线”之间的
NDB导航的局限性
1.无距离信息
NDB信号仅提供方位信息,而无法直接提供飞机与地面站之间的距离。因此,单一的NDB信号无法完全确定飞机的精确位置。
2.信号质量差异
由于NDB信号是全向的,受天气、地形和电离层等多种因素的影响较大,信号质量会出现波动,可能导致方向指示不准确。
3.干扰问题
NDB信号容易受到来自其他无线电源的干扰(例如电气设备、雷达、其他NDB等),这种干扰可能影响信号接收的准确性。
4.定位精度差:
由于NDB仅提供方位角,且缺乏距离信息,因此定位精度相对较低,尤其在复杂气象条件下,精度更难保障。
NDB导航的应用
尽管随着卫星导航和现代航电设备的发展,NDB导航逐渐被替代,但它依然在一些特定的应用场景中起着重要作用,尤其是在以下几个方面:
1.偏远地区:
NDB导航设备的成本较低,安装和维护相对简单,适用于偏远地区和条件较差的机场。广袤的草原、戈壁、沙漠都是NDB设备的主战场。
2.简易航路:
在没有VOR/DME覆盖的区域,NDB可作为简单的辅助导航手段,为飞行员提供基本的方位引导。
3.进场程序:
在一些机场的仪表进场程序中,NDB常用于作为备份,提供进场航道的方位信息。