NOTES DE COURS VOR

SYSTEME RADIOPHARE
OMNIDIRECTIONNEL VHF
Le VOR
• Base du système des voies aériennes VHF
• Le VOR
-> Approches de non-précision aux instruments
- Aide à la nav. de courte portée au sol
- US & Canada -> 100'aines des stations VOR
Le VOR
• Station VOR -> 2 signaux :
1) Non Directionnel –
Phase de référence R
2) Rayonnement directionnel –
Phase variable V
Le VOR
• Stations VOR ->
Plage des fréquences VHF
108.00 – 117.95 MHz
Chaque station -> Sa propre fréquence
Le VOR
• R réglé ->
Émis quand V passe au Nm
• V survient plus tard que R
• Principe de fonctionnement du VOR ->
– Différence de phase entre 2 signaux émis
Le VOR
Exemple d’un phare rotatif d’aéroport
Mesure du t pour le signal rotatif ->
Balayage entre le N et
Direction où est capté par le
récepteur de l'avion ->
->Relèvement de l'avion par rapport à la station
• Faisceau lumineux en sens horaire ->
6 fois / min
• Rotation complète toutes les 10 sec
(360 / sec) ->
Solution
1
Le VOR
• Chronométrage entre R et V ->
Électroniquement
• Relèvement R – parmi un nr infini de
faisceaux qui rayonnent à partir de VOR –
Radiales (360)
Le VOR
• Nr de la radiale –>
- Orientation magnétique p.r. à la station
• Radiale 45 ->
- S'éloigner de la station en N-E
• Radiale 0 ->
- Alignée sur le Nm
Le VOR
Relèvements omnidirectionnels vers la station
= Radiales = Routes
- Suivre la radiale 45 en direction de la station ->
On est au S - O de la station
- Radiale 45 vers (TO) =
La réciproque de la radiale 45 originant (FROM)
à la station
Ex : 45 FROM -> 225 TO
Le VOR
Le VOR
Cartes aéronautiques ->
VOR -> Rose des caps superposée a une
station VOR (symbole hexagonale)
Rose graduée à intervalles de 50
Voir Figure 8.17 ->
8.3.2
Wainwright
Caractéristiques du signal VOR
• Station VOR -> Fréquence porteuse assignée
-
Radiales tracées sur la carte
(2740, 2540, 0340, 0870)
->
Delimiter trajectoires de vol entre
2 stations VOR
• Cette fréquence se situe dans la bande de fréquences
VHF : 108.0 - 117.95 MHz, en ∆f = 50 KHz
• Puissance de transmission -> 50 - 200 W
-> Voies aériennes Victor
Figure 8.17 -> Radiale 2740 délimite Victor 350
2
8.3.2
Caractéristiques du signal
VOR
La fréquence porteuse -> modulations suivantes :
−
−
−
-
Signal de référence - 9960 Hz,
30% de modulation d'amplitude,
Signal omni - 30 Hz, 30% de modulation en amplitude,
Code d'identification morse - 1020 Hz,
10 à 20% de modulation en amplitude,
Voix - 300 à 3000 Hz,
20 à 30% de modulation en amplitude.
8.3.2
8.3.2
Tolérances :
• Station terrestre va maintenir la précision surveillée de 2ième.
• Erreurs de propagation dues aux réflexions parasites
contrôlées en fonction du site d'implantation.
• Erreurs de l'équipement embarqué dictées selon la classe du
récepteur. L'OACI exige 3° et l’ARINC exige 1°.
8.3.2
Caractéristiques du signal VOR
Bilan d'erreur max. du système VOR est le suivant:
•
•
•
•
•
Station terrestre 2°
Propagation de 2° et Erreur d'emploi
Équipement de bord de 3°
Pilotage (manuel) de 3° et
Erreur moyenne de l'ordre de 2,5°.
8.3.3
de 5°
Portée
• Puissance du VOR en route -> Les recevoir jusqu'à
200 m.n. dans les limites de la visibilité de l'onde
directe.
• Dégagements physiques de la station -> réduire cette
portée.
• La portée utile -> limitée par les brouillages
(même canal ou canaux adjacents) à haute altitude.
• Les VOR d'aérodrome -> Portée = 25 - 100 m.n.
Caractéristiques du signal VOR
->
Caractéristiques du signal VOR
(suite)
Dans des conditions favorables
(station bien dégagée, équipement ARINC,
pilotage soigné)
Espérer une erreur maximum de 3° (erreur
moyenne de 1,5°).
8.3.4 Voies aériennes Victor (VOR)
• EU's et le Canada
• Victors (Voies aériennes Victor / VOR)
• Stations omnidirectionnelles à 100 milles
• Numérotation à la manière des autoroutes
3
Voies aériennes Victor (VOR)
• Rm de la voie aérienne sont réciproques
2920
et
1120
• Rm ne sont pas réciproques (Dm)
• 0770 Est et 2610 Ouest
Voies aériennes Victor (VOR)
• Faible visibilité ->
Voler le plus près possible de
la ligne centrale de la voie aérienne
Régions terminales
• Voie aérienne adjacente à 150 de celle
suivie et le trafic se trouve à la même H
Sources d’erreur (suite)
• Variations plus rapides, non filtrées, ->
Irrégularités non - pilotables (scalloping) -> Gênantes en
pilotage automatique.
• Ces dernières -> Constantes de temps d'amortissement.
• L'amplitude des erreurs est en fonction du coefficient de
réflexion et de la surface des obstacles. Est maximum pour
les obstacles à 90° ou 270° de la radiale -> 3° d'irrégularités.
Voies aériennes Victor (VOR)
• Largeur = 8 milles marins ->
Victor sur les cartes aéronautiques
Lignes ombragées - Bordures extérieures ->
Limites de la voie aérienne
• Emprunter une voie aérienne Victor ->
Suivre la radiale au centre de Victor
Sources d’erreur
• Erreurs de réflexion parasites
(Interferences de signaux directs et réfléchis) ->
Phases et directions #
• Véhicule mobile -> Erreur présente variations
quasi - périodiques ou moins rapides
• Variations lentes -> Décalages d’axes
pilotables plus ou moins prolongés
Mesures d'amélioration de la
précision du VOR
• Les signaux VOR ont la stabilité médiocre -> Exclut le
couplage direct du pilote automatique -> Traitement :
• Filtrage à grande constante de temps, compensée par
l'utilisation du signal de cap, indispensable de toute
façon à l'intérieur du cône de silence,
• Combinaison des signaux VOR et DME (azimut et
distance) -> Un signal d'écart linéaire transversal
indépendant de la distance (CDI à déviation constante).
4
Mesures d'amélioration de la
précision du VOR
• Le VOR Doppler -> Réduction (facteur de 5) des erreurs
de propagation ->
Transmet le signal de navigation en modulation de
fréquence (-> L’effet de capture du signal parasite par le
signal direct) en utilisant un réseau circulaire d'antennes
commutées.
• Ces signaux sont reçus par les récepteurs VOR
• La complexité et le coût limitent sa mise en opération.
Avantages de la navigation VOR
(suite)
3) Réagit à la position de l'avion ->
Pilote suit une trajectoire rectiligne
4) Instruments VOR
->
R / Direction de l'avion p.r. a la
station VOR (Figure 5)
Avantages de la navigation VOR
(suite)
•
•
Precision de l'alignement de route du VOR
de +/- 30
Fréquences VOR libres d'interférences et
de parasites
Avantages de la navigation VOR
1)
Fournit un bon nr. de routes en
rapprochement / éloignement des stations
2)
Établir des points de position
Afficher 2 stations VOR et Noter leurs R ->
Lignes de position -> Point de position
Avantages de la navigation VOR
(suite)
• Relèvement omni =
Rm entre l'avion et la station VOR
On se dirige / éloigne vers une station VOR ->
On suit une ligne correspondant à R = const
Correction automatique de la dérive
Désavantages de la navigation
VOR
1) Signaux VOR sur VHF ->
Portée optique
2) Courbure de la terre
50 milles marins -> Signal reçu
à H = 1500 pi-sol (AGL)
5
Désavantages de la navigation
VOR
• H très haute ->
Désavantages de la navigation
VOR
• L’erreur de l’effet de terrain (effet de relief)
• Indications ne sont pas faibles
2 stations émettrices -> Même fréquence
-> A des stations éloignées de 100 de milles
• Particularités topographiques -> Effet d'écran ->
Erreur de l'effet de site -> Lecteurs fausses ->
Disparition totale du signal
Désavantages de la navigation
VOR
• Erreurs par le site et le terrain -> Courte durée
A proximité des montagnes -> Signaux réfléchis
• L’erreur du récepteur
• L’erreur de la station au sol
Désavantages de la navigation
VOR
• Erreurs par les stations au sol ->
Entre 20 – 30 de déviation
• Erreurs causées par le récepteur ->
Éliminer par le : - choix judicieux et
- l’entretien d’appareils
durables et fiables
Station VOR
• Chaque station VOR -> Fréquence VHF
Station VOR (suite)
• Stations -> Enregistrement en phonie
Ex : Indianapolis VOR
• Station émet en morse ->
Identification de 3 lettres
• Station pas veillée
Ex : Cooksville Unattended VOR
6
Station VOR (suite)
• Fonctionnement sur une base continue
• Service de communication air-sol ->
Permet au pilote -> Stations d’info de vol
Station VOR (suite)
• Émission des messages
TWB (
ATIS (
• Le pilote émet sur 122.2 ou 126.7 MHz
• Reçoit sur la fréquence VOR
Radiodiffusion de bulletins météo
enregistrés)
Service automatique d’info de région
terminale)
Instruments VOR
Instruments VOR
Récepteur
Antenne
- Sur le dessus du fuselage /
près du cône de la queue
1) En V
2) Fouet (en acier flexible)
3) De type barre à serviettes
Instruments VOR
Récepteur (suite)
NAV -> Rôle de récepteur pour :
- L'alignement de descente
-
L'alignement de piste du ILS
• Fait partie d’une unité :
- Émetteur - Récepteur (canaux de comm.)
- Récepteur (canaux de navigation)
• NAV
->
Capter 200 canaux
108.00 – 117.95 MHz (E =50 kHz)
->
Afficher 109.30 MHz
Présélectionner 116.40 MHz
Instruments VOR
L'alignement de piste du ILS :
Fonctionne sur les 1/10 decimales impairs :
108.10, 108.30, 108.50 MHz, etc.
Entre 108.10 – 111.90 MHz
7
Instruments VOR
Instruments VOR
Indicateur VOR
Indicateur VOR (suite)
3 fonctions en 1 unité :
- Sélecteur d'azimut / de route
- Indicateur d'écart de route
- Indicateur de lever de doute To - From
Instruments VOR
Le sélecteur d'azimut OBS
- Cadran d'azimut (3600)
- Numérotation tous les 300
Instruments VOR
Indicateur d’écart de route CDI
L'indicateur d'écart de route
TO-FROM
->
A la droite de l'instrument
Éloignement / Rapprochement de la route
TO
-> R va vers la station
FROM -> R va vers l'avion
Instruments VOR
Vérification VOR (VOT)
- Des récepteurs VOR de bord
(avions au sol)
- VOT émettent sur tous les azimuts le
signal Nm (0000) reçu par l’avion sur la
radiale 000.
• Aiguille montée verticalement
-> Avion à gauche / droite de la route
• Aiguille montée horizontalement
-> Déviation / L’écart p.r. à la piste
Instruments VOR
Vérification VOR (VOT) – suite
- Indicateur d'écart de route -> centré
-> 0000 et FROM / 1800 et TO
- Tolérance de 10 (Précision du signal émis)
- Erreur = 40 -> Remplacer l'équipement
8
Instruments VOR
Vérification VOR (VOT) – suite
Instruments VOR
Vérification VOR (VOT) – suite
Pas d’installation VOT ->
- Sur l’aire de manœuvre des aéroports
- Panneau d’affichage au point de vérification
-> Radiale et la distance de l’émetteur p.r. à l’avion
- Radiale sur le VOR ->
Dans les 40 de la radiale affichée
-
Afficher fréquence VOR la plus proche
Centrer l’indicateur de route
Tourner le OBS sur 1800
Centrer la barre à nouveau
Réciproque de l’azimut -> dans les 40
Instruments VOR
Vérification VOR (VOT) – suite
- Afficher la radiale VOR qui se trouve
au centre de la VOR
- Choisir au sol un point de repère sur
la radiale à 20 milles de la station VOR
Instruments VOR
Vérification VOR (VOT) – suite
- On est à la verticale de point de repère
- A une altitude basse ->
RVOR sur le récepteur
- Écart maximal = 60 (radiale et R affiché)
Instruments VOR
Instruments VOR
Navigation VOR
Indicateur TO – FROM
- Afficher la bonne station sur le récepteur VOR
- Fréquence d’une station -> Rectangle sur la carte
Figure 8.22
- Tourner le OBS -> Afficher la radiale ->
CDI (verticalement)
Secteur clair -> FROM (de la station)
->
->
Gauche ->
Droite ->
1600
450
9
Instruments VOR
Indicateur d’écart de route CDI
(barre de route ou aiguille droite/gauche)
Indicateur TO – FROM (suite)
Indication du passage de la station
direction où se trouve la radiale
• Avion à 900 de la radiale -> OFF
- Figure 8.22 -> TO / FROM
• Avion à la verticale de la station VOR ->
TO -> FROM et FROM -> TO
• L’avion à droite de la radiale
• L’avion à gauche de la radiale
• L’avion sur la radiale
CDI à gauche
CDI à droite
CDI centré
CDI(suite)
• Mode de perception normale
• Radiale = 900
Direction = Est
• Perception inversée
• Radiale = 900
Direction = Ouest
Suivre une radiale en rapprochement
Fig. Suivre une radiale VOR en rapprochement
Suivre une radiale en rapprochement
(Suite)
Étapes
• Interception de la radiale
•
•
•
•
•
•
• Cap d’interception
Mesurer Rm sur la carte
La radiale (1)
Afficher la fréquence de la station
Affichez sur le OBS la radiale (1)
Orientez l ’avion dans la direction de (1)
Indicateur TO-FROM
TO
CDI centré
• Angle d’interception
10
Suivre une radiale en rapprochement
(Suite)
Suivre une radiale en rapprochement
(Suite)
• Angle d’interception
• Taux d’interception dépend de:
• ~ 900
Atteindre la radiale rapidement
• <= 450
Atteindre la radiale lentement
•
•
•
•
• L’Angle d’interception dépend de la distance de la station
Suivre une radiale en rapprochement
(Suite)
la vitesse-sol
l’angle d’interception
la distance de la station
la direction par rapport à la station
• (éloignement ou rapprochement)
Suivre une radiale en rapprochement
(Suite)
• On passe à la verticale de la station
• L’OBS passe de TO
FROM
• Maintenez le cap d’interception
• jusqu’à ce que l’aiguille commence à bouger
• Retourner à la station
• Virage de 1800
• Tourner l ’OBS de 1800
• Aiguille approche du centre
• virage graduel vers le cap de rapprochement
Suivre une radiale en rapprochement
(Suite)
• Faisceau en zig-zag
•
•
•
•
•
On suit la radiale 0300 en rapprochement de A
déviation à gauche
Cap 0300
Cap 0500 réintercepter la radiale
Cap = (0300 + 0500)/2 = 0400 déviation à droite
Cap = (0300 + 0400)/2 = 0350 rester sur la route
Point de position au moyen de relèvement VOR
11
Suivre une radiale en éloignement
(Suite)
• L ’OBS affiche FROM
Installation VOR double
• 2 unités complètes NAV/COM
Figure 11
• 2 unités NAV
• Station VOR-Y
L’OBS affiche 2730 FROM
• Station VOR-X
L’OBS affiche 1850 FROM
•
Tracer les LOP
- Unité 1
- Unité 2
Suivre une radiale VOR
Relèvements d’une VOR
Trouver la position de l’avion
TACAN
(Navigation aérienne tactique)
VORTAC
• TACAN + VOR
Figure 12
• Fréquences UHF de 960-1215 MHz
• Affichage de:
• Fonctions d’un VOR civil et d’un DME
• L’azimut de la station VHF affiché
• L’azimut et la distance sur UHF
• L’azimut (direction) de la station
• La distance oblique (milles marins)
RÉCEPTEUR VOR
• Affiche la fréquence VORTAC sur la radio
•
le guidage directionnel
• Renseignements pour la distance
• DME et VORTAC
• Symbole à 3 cotés
12