Gama omnidirecțională VHF

O stație VORTAC din Germania

Gama omnidirecțională cu frecvență foarte înaltă , mai cunoscută sub numele de VOR , este un sistem de radionavigație pentru aeronave ; din 1949 ICAO a definit-o ca un standard pentru navigația pe distanțe scurte și medii, înlocuind căile radio cu patru brațe care funcționează la frecvență joasă.

Descriere

Stația VOR Vicenza

O stație la sol VOR, numită și un far , transmite unde radio în VHF care sunt preluate de un receptor de bord care le procesează și oferă informații utile pilotului pentru a-și înțelege poziția față de far.

Semnalul trimis indică atât identificarea stației (în codul Morse ), cât și poziția aeronavei în raport cu aceasta din urmă față de nordul magnetic, indicând astfel pilotului poziția sa față de stația emitentă. Folosind sistemul radial + distanța , se poate obține poziția pe radial în raport cu VOR-ul aeronavei. Multe stații terestre sunt, de asemenea, echipate cu DME ( Echipament de măsurare a distanței ) care permite receptorului să-și măsoare distanța față de emițător.

VOR a devenit principalul sistem de navigație radio în anii șaizeci : avantajul acestui sistem față de vechiul NDB ( Non-Directional Beacon ) este că semnalul radio indică, de asemenea, dacă călătoriți către ( către ) sau de la (de la ) stația de difuzare , permițând pilotului să urmeze mai ușor o linie imaginară trasată pe cer.

Simbol cartografic și de identificare al unui VOR

Rutele aeriene , inclusiv căile respiratorii , sunt proiectate prin conectarea ideală a VOR-urilor sau a altor mijloace radio la aeroporturi .

VOR-urile oferă indicații mult mai exacte și sunt mai fiabile decât NDB-urile datorită frecvențelor utilizate și componentelor cu care sunt construite, dar aceleași componente fac atât stațiile terestre, cât și receptoarele de la bord mai scumpe de întreținut și instalat.

Operațiune

VOR-urile funcționează pe frecvențe radio alocate între 108,0 megahertz (MHz) și 117,95 MHz, care sunt incluse în banda rezervată semnalelor VHF , în timp ce lățimea canalului este de 50 kHz. Undele VHF, fiind unde de propagare directă, au avantajul că nu sunt supuse erorilor de refracție e

Sistemele VOR utilizează relația de fază dintre două semnale de 30 Hz pentru direcția codului. Principalul purtător este un simplu AM semnal audio care transmite ID - ul stației în codul morse . Al doilea semnal de 30 Hz este modulat FM pe un subpurtător de 9960 Hz. Semnalul mixt este apoi trecut la o perdea de patru antene omnidirecționale , care rotesc semnalul de 30 de ori pe secundă. Rețineți că antenele nu trebuie neapărat să fie rotite fizic, așa cum a fost cazul în primele instrumente de acest tip, până în prezent emițătoarele VOR utilizează două antene cadru ortogonale între ele, una cu un model de radiație egal cu $\cos(\alpha )$ ${\ displaystyle \ cos (\ alpha)}$ $\ cos (\ alfa)$ , cealaltă cu un model de radiație egal cu $\sin(\alpha )$ ${\ displaystyle \ sin (\ alpha)}$ $\ sin (\ alfa)$ , respectiv alimentat cu semnalul $\cos(60\pi t)\cos(2\pi F_{c}t)$ ${\ displaystyle \ cos (60 \ pi t) \ cos (2 \ pi F_ {c} t)}$ $\ cos (60 \ pi t) \ cos (2 \ pi F_c t)$ și cu semnalul $\sin(60\pi t)\cos(2\pi F_{c}t)$ ${\ displaystyle \ sin (60 \ pi t) \ cos (2 \ pi F_ {c} t)}$ $\ sin (60 \ pi t) \ cos (2 \ pi F_ct)$ , unde α este unghiul format de aeronava stației de îmbinare și direcția nordului magnetic, în timp ce $F_{c}$ ${\ displaystyle F_ {c}}$ $F_c$ este frecvența purtătorului, astfel încât avionul să poată primi un semnal în funcție de direcția sa de zbor fără complicația rotirii antenei la sol.

Când semnalul este recepționat de aeronavă, semnalul FM este decodat de către subpurtător și frecvența este extrasă. Cele două semnale de 30 Hz sunt apoi comparate pentru a deduce diferența de fază. Diferența de fază astfel calculată corespunde unghiului antenei în momentul transmiterii semnalului prin intermediul căruia direcția stației este codificată atunci când cel mai îngust fascicul ajunge la receptor.

Diferența de fază este apoi amestecată cu o fază constantă produsă local. Acest lucru are ca efect schimbarea unghiului. Rezultatul este apoi trimis la un amplificator, a cărui ieșire acționează indicatorii instrumentelor. Prin schimbarea fazei locale, folosind butonul cunoscut sub numele de Omni-Bearing Selector sau OBS , pilotul poate pune la zero unghiul unei stații. De exemplu, dacă pilotul dorește să zboare cu 90 de grade către o stație, OBS amestecă −90 grade de fază prin care acul indicator marchează zero (centrat) atunci când aeronava zboară 90 de grade către gară.

Multe stații VOR au un alt ajutor de navigație numit DME ( Echipamente de măsurare a distanței ) . Combinația acestor două asistențe se numește VOR-DME sau VORTAC , conform entității care le administrează; un VORTAC este un VOR civil plasat împreună cu un TACAN , sistemul de navigație pentru aeronavele militare. VOR-DME și TACAN au același DME.

DME oferă piloților distanța „oblică” față de stația de la sol, nu distanța de la sol. Acest lucru implică faptul că la altitudini mici sau distanțe foarte mari diferența poate fi neglijabilă: prin urmare, cunoscând radialul de la stații și distanță, se poate urmări poziția aeronavei pe o hartă aeronautică.

Unele stații au o putere redusă pentru navigația regională, în timp ce altele au o putere mai mare pentru navigația la altitudine mare.

Utilizare

Receptor VOR la bord

Săgeata galbenă indică dacă călătoriți către ( Către ) sau de la stația de emisie ( De la )

Instrumentul clasic VOR constă dintr-un disc de busolă (numit de obicei o carte de busolă) pe care se suprapune un ac vertical numit indicator de deviere a cursului (CDI) ^[1] și un așa-numit indicator To / From (to / from).

În exteriorul discului există un buton numit Omni Bearing Selector (OBS) care rotește discul și este utilizat pentru a selecta radialul în raport cu care doriți să obțineți direcții. Toate unghiurile detectate de VOR se referă la nord magnetic (care diferă de nordul real pentru unghiul de declinare magnetică ) pentru a permite o comparație ușoară între indicațiile instrumentului și cele ale busolei . Pentru navigație, atunci când este necesar să se raporteze radialele detectate pe hărți , este deci necesar să se ia în considerare declinarea magnetică . Din acest motiv, pe hărțile VFR, trandafirii clasificați în jurul stațiilor VOR sunt orientați în raport cu nordul magnetic în timp ce, pe hărțile utilizate în zborul IFR , toate rutele sunt măsurate în raport cu nordul magnetic, cu excepția cazului în care este indicat în mod expres cu litera ° T, care se referă la nordul adevărat ^[2] . Criteriile cu care trebuie reprezentate rutele și datele referitoare la declinația magnetică pe hărțile aeronautice trebuie actualizate sunt stabilite în anexa 4 a OACI ^[3]

Utilizarea VOR este mult mai simplă decât cea a NDB , deoarece, dacă este utilizată în mod corect, prin centrarea CDI, valoarea radialului pe care se află aeronava poate fi citită direct, fără a fi nevoie să facă niciun număr. Instrumentul va indica, de asemenea, orice abatere spre dreapta sau spre stânga față de radiala selectată. De exemplu, dacă o aeronavă zboară la 180 ° îndreptându-se spre stație, cu CDI centrat pe 18 TO (radial 360 ° de intrare) și fiind mișcat de vânt la dreapta radialului, CDI se va deplasa spre stânga. În acel moment, pilotul, pentru a intra din nou în traseu, va trebui să se întoarcă doar la stânga (de exemplu, pentru arcul de 170 °) până când CDI se întoarce din nou în centru.

În zbor, instrumentul este utilizat în principal în două scopuriː

să stabilească linia de poziție pe care se află aeronava față de o stație sau, cunoscând distanța DME sau detectând linia de poziție față de o altă asistență radio, se pot face remedieri ;
navigați la sau de la stațiile VOR urmând o radială așa cum faceți, de exemplu, atunci când urmați o procedură de căi respiratorii sau instrument.

Lucrurile de reținut și care sunt fundamentale pentru utilizarea corectă a instrumentului sunt căː

indicațiile instrumentului nu sunt în niciun fel legate de prova aeronavei, cu excepția cazului în care aveți un HSI ;
întotdeauna pilotul trebuie să seteze valorile în TO, dacă doriți să vă apropiați de stație sau în FROM, dacă doriți să vă îndepărtați sau să cunoașteți radialul pe care este situat. De fapt, dacă aeronava se află exact la nord de gară, CDI se va concentra atât pe indicațiile N (FROM), cât și S (TO).

Pentru a determina o corecție folosind două VOR-uri este necesar să reglați cele două stații pe două dispozitive diferite, rotiți butoanele OBS până când CDI sunt aliniate în centru cu indicația „de la” și desenați cele două citiri pe diagramă. Punctul în care cele două raze se intersectează va reprezenta poziția (plus sau minus orice erori de precizie) a aeronavei ^[4] . Dacă două dispozitive nu sunt disponibile la bord, va fi necesar să intrați mai întâi într-o stație și apoi în cealaltă pentru a stabili soluția; în acest caz, însă, neavând cele două sondaje în același timp, poziția detectată va fi mai puțin precisă.

Când avionul zboară peste o stație VOR, acesta intră în conul de confuzie , un con imaginar în care radialul nu poate fi identificat corect. Odată ce aeronava a trecut prin această zonă, indicația se va schimba de la TO la FROM, iar indicațiile CDI vor continua să fie „instinctive”.

Acoperire

Raza de acțiune a unui VOR este determinată de puterea de transmisie, de posibila prezență a obstacolelor (de exemplu munți sau clădiri) care împiedică propagarea semnalului și de altitudinea la care se află antena de transmisie și recepție. VOR-urile cu o putere de emisie de 200 de wați pot fi recepționate și la 200 de mile marine de la stație. Lista ajutoarelor radio italiene este publicată în secțiunea ENR 4.1.1 dinAIP Italia ^[5] și raportează limitările în cazul în care o stație nu atinge volumul minim de servicii standard cerut ^[6] de anexa 10 ^{[7] a} OACI .

Acoperirea minimă pe care VOR trebuie să o garanteze sunt următoarele:

VOLUME DE SERVICII STANDARD
Tip VOR	Utilizare	Altitudine în ft (picioare)	Gama de semnal în NM (mile marine)
T (terminal)	VOR utilizat pentru procedura de abordare	1000 până la 12.000 ft	25 NM
L (altitudine mică)	VOR-uri utilizate pentru navigația la altitudine mică	1000 până la 18.000 ft	40 NM
H (altitudine mare)	VOR-uri utilizate pentru navigația la mare altitudine	1000 până la 14.500 ft	40 NM
		14.500 până la 18.000 ft	100 NM
		18.000 până la 45.000 ft	130 NM
		45.000 până la 60.000 ft	100 NM

Raza de acțiune a VOR, folosind unde directe , depinde și de curbura Pământului . La altitudini mici se poate întâmpla să nu vă aflați la vedere, deoarece stația de transmisie este sub linia orizontului . Pentru a calcula distanța maximă la care un semnal VHF poate fi recepționat în funcție de altitudine, formula este următoarea: $1,23\times {\bigl (}\surd h1+\surd h2{\bigr )}$ ${\ displaystyle 1.23 \ times {\ bigl (} \ surd h1 + \ surd h2 {\ bigr)}}$ ${\ displaystyle 1.23 \ times {\ bigl (} \ surd h1 + \ surd h2 {\ bigr)}}$ ^[8] ^[9] unde h1 este înălțimea antenei de transmisie în picioare, h2 este înălțimea antenei de recepție în picioare. Rezultatul obținut este în mile marine.

VOR și rute aeriene

Stațiile VOR sunt utilizate ca intersecții de-a lungul căilor respiratorii . O cale aeriană tipică constă din linii drepte care leagă mai multe stații VOR între ele. În timpul unui zbor, aeronava călătorește în linie dreaptă și ocazional face viraje : aceste viraje apar atunci când referința VOR este schimbată pe traseu.
Alte referințe pentru navigația aeriană constau în puncte generate de intersecția a două radiale provenind din stații diferite; cu toate acestea, nu este sigur că aceste intersecții sunt raportate pe hărțile căilor respiratorii.

Unele aeronave folosesc două receptoare la bord: acest lucru se datorează faptului că, pe lângă furnizarea unui instrument de rezervă, pilotul poate urmări mai ușor un radial către o stație în timp ce verifică al doilea aparat atunci când trece de un anumit radial care vine de la o altă stație VOR.

Precizie

Acuratețea previzibilă a unui VOR este de ± 1,4 °; cu toate acestea, datele indică faptul că în 99,94% din cazuri eroarea este mai mică de ± 0,35º. Stațiile au sisteme de control care semnalizează sau fac automat sistemul inoperant dacă eroarea este mai mare de ± 1º.

Stațiile VOR sunt, în orice caz, echipate cu echipamente de control care intervin automat pentru a semnaliza și, eventual, a rămâne inoperant, sistemul care ar trebui să prezinte o abatere de la toleranțele prevăzute în anexa 10 OACI.

În scopul procedurilor de zbor, acuratețea unui VOR în traseu este evaluată prin eroarea RSS , care duce la valorile:

Furnizare : ± 5,2º pe traseu, ± 7,8º pentru segmentul final sau decolare.
Intersecție : ± 4,5º.

Zona de protecție asociată cu o radială, utilizată pentru segmentele de apropiere finală sau ratată, sau pentru un start, este de 1 NM pe ambele părți, cu o marjă bine definită de 7,8º.

Viitorul

Evoluția tehnologică din ultimii ani a schimbat radical navigația instrumentală , care, începând din 2022, se va baza exclusiv pe Navigarea bazată pe performanță PBN . ^[10] ^[11]

Stațiile VOR vor fi întreținute numai pentru a avea o copie de rezervă în caz de urgență. Programe precum VOR MON ^[12] ale FAA intenționează să elimine între 30% și 50% din VOR-urile existente pe teritoriul lor în următorii câțiva ani. ENAV prevede, de asemenea, o reducere a stațiilor terestre, ca urmare a implementării programelor SESAR și EGNOS ^[13]

Notă

^ Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge - Chapter 16 Navigation ( PDF ), la faa.gov .
^ Legenda diagramelor instrumentale Jeppesen ( PDF ), pe ww1.jeppesen.com . Adus la 26 iulie 2019 (arhivat din original la 23 mai 2013) .
^ Anexa 4 OACI - Hărți aeronautice ( PDF ), pe dgca.gov.in. Adus la 26 iulie 2019 (arhivat din original la 14 februarie 2019) .
^ Eroarea maximă a VOR-urilor este indicată în Anexa 10 la paragraful 3.7 Precizia sistemului VOR ( PDF ), pe icao.int .
^ Lista ajutoarelor radio care funcționează pe teritoriul italian ( PDF ), pe enav.it.
^ Descrierea modului în care este stabilită gama de asistență radio și modul de citire a informațiilor raportate pe AIP , pe ext.eurocontrol.int .
^ Anexa 10 OACI - Telecomunicații aeronautice - Volumul 1 Volumul I Ajutoare pentru navigație radio ( PDF ) ^{[ link rupt ]} , la dgca.gov.in.
^ Jeppesen Manual - Radio Aids - Gama eficientă de transmisie radio .
^ Mijloace acceptabile de conformitate și materiale de îndrumare pentru partea FCL (Obiective de învățare (LO)) - Amendamentul 2 - 062 02 01 03 Acoperire și interval ( PDF ), pe easa.europa.eu .
^ Circulara AIC A 4/19 privind implementarea PBN în Italia. ( PDF ), pe enav.it.
^ ICAO 9613 Manual care conține specificațiile și descrierea sistemului PBN. ( PDF ), pe icao.int .
^ Programul VORMON de pe site-ul oficial al FAA , la faa.gov .
^ Pagină oficială de pe site-ul ENAV care descrie tranziția la navigație bazată pe sisteme de satelit , pe enav.it.

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe gama omnidirecțională VHF

linkuri externe

Simulator VOR

( EN ) VHF Omnidirectional Range , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Portalul aviației : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu aviația

[1] Pilot's Handbook of Aeronautical Knowledge - Chapter 16 Navigation ( PDF ), la faa.gov .

[2] Legenda diagramelor instrumentale Jeppesen ( PDF ), pe ww1.jeppesen.com . Adus la 26 iulie 2019 (arhivat din original la 23 mai 2013) .

[3] Anexa 4 OACI - Hărți aeronautice ( PDF ), pe dgca.gov.in. Adus la 26 iulie 2019 (arhivat din original la 14 februarie 2019) .

[4] Eroarea maximă a VOR-urilor este indicată în Anexa 10 la paragraful 3.7 Precizia sistemului VOR ( PDF ), pe icao.int .

[5] Lista ajutoarelor radio care funcționează pe teritoriul italian ( PDF ), pe enav.it.

[6] Descrierea modului în care este stabilită gama de asistență radio și modul de citire a informațiilor raportate pe AIP , pe ext.eurocontrol.int .

[7] Anexa 10 OACI - Telecomunicații aeronautice - Volumul 1 Volumul I Ajutoare pentru navigație radio ( PDF ) ^{[ link rupt ]} , la dgca.gov.in.

[8] Jeppesen Manual - Radio Aids - Gama eficientă de transmisie radio .

[9] Mijloace acceptabile de conformitate și materiale de îndrumare pentru partea FCL (Obiective de învățare (LO)) - Amendamentul 2 - 062 02 01 03 Acoperire și interval ( PDF ), pe easa.europa.eu .

[10] Circulara AIC A 4/19 privind implementarea PBN în Italia. ( PDF ), pe enav.it.

[11] ICAO 9613 Manual care conține specificațiile și descrierea sistemului PBN. ( PDF ), pe icao.int .

[12] Programul VORMON de pe site-ul oficial al FAA , la faa.gov .

[13] Pagină oficială de pe site-ul ENAV care descrie tranziția la navigație bazată pe sisteme de satelit , pe enav.it.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7] a

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]