Радионавигационные системы аэропортов и воздушных трасс

РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ 
СИСТЕМЫ АЭРОПОРТОВ 
И ВОЗДУШНЫХ ТРАСС

О.Н. СКРЫПНИК

Москва
ИНФРА-М

2020

УЧЕБНИК

Рекомендовано Межрегиональным учебно-методическим советом профессионального 

образования в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, 

обучающихся по укрупненной группе специальностей 25.00.00 «Аэронавигация 

и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники», 

11.00.00 «Электроника, радиотехника и системы связи»

 (протокол № 12 от 24.06.2019)

УДК 629.7.05(075.8)
ББК 32.95я73
 
С45
Р е ц е н з е н т ы:
Кирюшкин В.В., кандидат технических наук, доцент, начальник 102-й кафедры авиационных систем и комплексов радионавигации и радиосвязи Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная 
академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж);
Миронов В.А., доктор технических наук, профессор, профессор 102-й кафедры авиационных систем и комплексов радионавигации и радиосвязи Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная 
академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж);
Лежанкин Б.В., кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой 
авиационного радиоэлектронного оборудования Иркутского филиала Московского государственного технического университета гражданской авиации;
Нечаев Е.Е., доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой 
управления воздушным движением Московского государственного технического университета гражданской авиации

ISBN 978-5-16-015400-8 (print)
ISBN 978-5-16-107854-9 (online)
© Скрыпник О.Н., 2019

Скрыпник О.Н.
С45 
 
Радионавигационные системы аэропортов и воздушных трасс : учебник / 
О.Н. Скрыпник. — Москва : ИНФРА-М, 2020. — 325 с. — (Высшее образование: 
Специалитет). — DOI 10.12737/textbook_5d4138adbcd9c7.79696890.

ISBN 978-5-16-015400-8 (print)
ISBN 978-5-16-107854-9 (online)
В учебнике рассмотрены вопросы общей теории навигации, необходимые 
для освоения материала, раскрывающего принципы построения и работы наземных средств радионавигации. Основное внимание уделено теоретическим 
аспектам и принципам работы, типовым структурным схемам, примерам практической реализации приводных радиостанций, автоматических радиопеленгаторов, азимутальных радиомаяков VOR (DVOR), дальномерных систем DME, 
систем посадки типа ILS, маркерных радиомаяков. Также рассмотрены основные принципы работы и особенности применения спутниковых систем навигации и многопозиционных систем наблюдения. С целью закрепления учебного 
материала и приобретения компетенций по расчету и обоснованию характеристик радионавигационных систем каждая глава содержит перечень контрольных вопросов, задачи для самостоятельного решения, тесты. В учебнике также 
приведены темы для подготовки рефератов и докладов.
Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов высшего образования последнего поколения.
Предназначен для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 
и специальностям радиотехнического профиля. Также он может быть полезен 
пилотам и специалистам, эксплуатирующим наземные и бортовые средства радионавигационного обеспечения полетов.
УДК 629.7.05(075.8)
ББК 32.95я73

Список сокращений

АДУ — аппаратура дистанционного управления
АМ — амплитудная модуляция (модулятор)
АРК — автоматический радиокомпас
АРП — автоматический радиопеленгатор
АЦП — аналого-цифровой преобразователь
БГШ — белый гауссовский шум
БПРС — ближняя приводная радиостанция
БРМП — ближний радиомаркерный пункт
БЧ — боковая частота
ВКФ — взаимно корреляционная функция
ВОРЛ — вторичный обзорный радиолокатор
ВПП — взлетно-посадочная полоса
ВПР — высота принятия решения
ВС — воздушное судно
ГРМ — глиссадный радиомаяк
ДМВ — дециметровые волны
ДН — диаграмма направленности
ДПРС — дальняя приводная радиостанция
ДРЛ — диспетчерский радиолокатор
ДРМП — дальний радиомаркерный пункт
ЗКП — запасной командный пункт
ИК — истинный курс
ИМА — интегрированная модульная авионика
ИПМ — исходный пункт маршрута
ИПР — истинный пеленг радиостанции
ИПС — истинный пеленг самолета
КДП — командно-диспетчерский пункт
ККС — контрольно-корректирующая станция
КПМ — конечный пункт маршрута
КРА — канал рамочной антенны
КРМ — курсовой радиомаяк
КС — контур сложения
КУР — курсовой угол радиостанции
КЭНС — корреляционно-экстремальная навигационная система
ЛДПС — локальная дифференциальная подсистема
ЛЗП — линия заданного пути
ЛП — линия положения
ЛРП — линия равных пеленгов

ЛРР — линия равных расстояний
ЛРРР — линия равных разностей расстояний
ЛРУ — линия равных углов
ЛФП — линия фактического пути
МК — магнитный курс
МПР — магнитный пеленг радиостанции
МПС — магнитный пеленг самолета
МПСН — многопозиционная система наблюдения
МРМ — маркерный радиомаяк
ННА — ненаправленная антенна
НС — навигационный спутник
ОрВД — организация воздушного движения
ОПРС — отдельная приводная радиостанция
ОРЛ — обзорный радиолокатор
ОСП — оборудование системы посадки
ППМ — промежуточный (поворотный) пункт маршрута
ПРД — передатчик
ПРЛ — посадочный радиолокатор
ПРМ — приемник
ПРС — приводная радиостанция
ПС — псевдоспутник
РГМ — разность глубин модуляции
РД — ретранслятор дальномера
РДПС — регио нальная дифференциальная подсистема
РМ — радиомаяк
РМА — радиомаяк азимутальный
РМИ — радиомагнитный индикатор
РНС — радионавигационная система
РНТ — радионавигационная точка
РСБН — радиотехническая система ближней навигации
РСН — равносигнальное направление
РСП — радиолокационная система посадки
СБН — система ближней навигации
СДКМ — система дифференциальной коррекции и мониторинга
СКП — среднеквадратическая погрешность
СКРП — среднеквадратическая радиальная погрешность
СП — система посадки
ССН — спутниковая система навигации
УВ — угол ветра
УВД — управление воздушным движением
УВЧ — ультравысокие частоты
УКВ — ультракоротковолновый

УС — угол сноса
ФПУ — фактический путевой угол
ХИП — хаотическая импульсная помеха
ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь
ЧМ — частотная модуляция (модулятор)
ШВРС — широковещательная радиостанция
ШДПС — широкозонная дифференциальная подсистема
ШПС — шумоподобный (широкополосный) сигнал
ЭДС — электродвижущая сила
4D-TRAD — 4-Dimensional Trajectory Data Link
APCH — approach
ASBU — Aviation System Block Upgrades
ATN — Aeronautical Telecommunication Network
A-SMGCS — Advanced Surface Movement Guidance and Control 
System
BPSK — binary phase-shift keying
BVOR — Broadcast VOR
B-RNAV — Basic RNAV
CDI — Course Deviation Indicator
CDMA — code division multiple access
CNS/ATM — Communication, Navigation, Surveillance/Air Traffic 
Management
CSB — carrier and side band
CVOR — Conventional VOR
C/A — сlear access (coarse/acquisition)
DF — Direction Finder
DH — Decision Height
DME — Distance Measuring Equipment
DVOR — Doppler VOR
D-TAXI — Data Link Taxi
EGM — Earth Gravitational Model
EGNOS — European Geostationary Navigation Overlay Service
eLoran — Enhanced Loran
FA — Final Approach
FAA — Federal Aviation Administration
FDMA — frequency division multiple access
FL — Flight Level
FMGC — flight management and guidance computer
FMCS — flight management computer system
FMS — flight management system
FTE — Flight technical Error
GAGAN — GPS Aided Geo Augmented Navigation

GANP — Global Air Navigation Plan
GВАS — Ground-based Augmentation Systems
GCA — ground-controlled approach
GDOP — Geometric Dilution of Precision
GEO — geostationary Earth Orbit
GLS — GBAS Landing System
GNSS — Global Navigation Satellite System
GPS — Global Positioning System
GRS — Geodesic Reference System
GRAS — Ground-based Regional Augmentation System
G/S — Glide Slope
GSO — geosynchronous orbit
HDOP — horizontal Dilution of Precision
HSI — Horizontal Situation Indicator
IA — Initial Approach
ICAO — International Civil Aviation Organization
ICNIA — Integrated Communication, Navigation, Identification 
Avionics
IERS — International Earth Rotation and Reference Systems Service
ILS — Instrumental Landing System
IM — Inner Marker
INS — Inertial Navigation System
IRS — Inertial Reference System
ITRF — International Terrestrial Reference Frame
ITRS — International Terrestrial Reference System
LAAS — Local Area Augmentation System
LMM — Locator Middle Marker
LOC — Localizer
LOM — Locator Outer Marker
MFBARS — Multifunctional Multiband Airborne Radio System
MEO — Medium Earth Orbit
MLAT — Multilateration
MLS — Microwave Landing System
MM — Middle Marker
MMR — Multi-Mode Receiver
MSAS — Multi-Functional Satellite Based Augmentation System 
MSE — Mean Squared Error
MSL — Mean Sea Level
NAD — North American Datum
NAVD — North American Vertical Datum
NAVSTAR — NAVigation Satellites providing Time And Range
ND — navigation display

NDB — non-directional beacon
NSE — Navigation System Error
OM — Outer Marker
PAR — Precision Approach Radar
PBN — Performance-based Navigation
PDOP — position Dilution of Precision
P-RNAV — Precision RNAV
RNAV — Area Navigation
RNP — Required Navigation Performance
RVR — Runway Visual Range
SВАS — Satellite-based Augmentation System
SBO — side band only
SID/STAR — Standard Instrument Departure/ Standard Terminal 
Arrival Route
TACAN — TACtical Air Navigation system
TBO — Trajectory based operations
TDOA — time difference of arrival
TDOP — timing Dilution of Precision
TOA — time of arrival
TSE — Total System Error
TVOR — terminal VOR
UTC — Coordinated Universal Time
VDL — VHF Data Link
VDF — VHF direction finder
VDOP — vertical Dilution of Precision
VOR — VHF Omni directional radio Range system
QFE — Question Field Elevation
QNE — Question Nautical Elevation
QNH — Question Nautical Height
WAM — Wide Area Multilateration System
WААS — Wide Area Augmentation System
WGS — World Geodetic System

Памяти
Г.Н. Пирогова посвящается

Введение

Развитие авиационной транспортной системы требует непрерывного совершенствования технологий и технических средств 
организации воздушного движения (ОрВД), обеспечивающих вождение воздушных судов (ВС) в условиях повышенной плотности 
и интенсивности воздушного движения, регулярность и безопасность полетов, минимизацию негативных воздействий на окружающую среду.
Основой построения системы ОрВД являются аэродромная сеть, 
включающая аэродромы различных классов и назначения, прилегающие к ним зоны воздушного пространства, а также воздушные 
трассы. На аэродромах и в прилегающих к ним зонах воздушного 
пространства решаются наиболее сложные и ответственные задачи по управлению воздушным движением, такие как взлет, заход 
на посадку и посадка ВС, а на воздушных трассах — задачи самолетовождения. При этом на всех этапах полета ВС должен обеспечиваться требуемый уровень безопасности.
Решение задач самолетовождения и посадки предполагает высокоточное определение пространственного положения и параметров 
движения ВС, а также времени с целью соблюдения заданной траектории полета. Использование радиотехнических систем является 
одним из основных методов осуществления точной и надежной 
навигации ВС, особенно в сложных метеорологических условиях 
и ночью, при полетах на трансконтинентальных и кроссполярных 
маршрутах. Поэтому вся история развития авиации сопровождается разработкой новых и непрерывным совершенствованием традиционных бортовых и наземных средств радионавигации.
Наиболее совершенными по функцио нальным возможностям 
и точности определения координат ВС являются спутниковые 
системы навигации. По прогнозам ICAO (Международной организации гражданской авиации), они в перспективе станут основным 
и самодостаточным средством навигационного обеспечения всех 
этапов полета, включая заход на посадку и посадку.
Однако в среднесрочной перспективе важную роль в решении 
задач организации и управления воздушным движением будут играть так называемые традиционные технологии навигации, основанные на использовании технических средств наземного базирования. Именно на их основе в течение последних десятилетий 
успешно решаются задачи контроля положения ВС и управления 

ими в зонах аэродромов и на воздушных трассах. Более того, 
в настоящее время нет достойной альтернативы их применению 
для обеспечения одного из важнейших этапов полета ВС — посадки.
Поэтому представляется актуальным и целесообразным рассмотрение всей совокупности как традиционных, так и перспективных 
технических средств радионавигации, устанавливаемых в зонах аэродромов и на воздушных трассах и предназначенных для решения 
задач самолетовождения и посадки, общих принципов их работы, 
современных технических и конструктивных решений, реализованных в аппаратуре и обеспечивающих высокие эксплуатационные показатели.
В данном учебнике автор попытался дать читателям целостное 
представление о теоретических основах построения, принципах 
функционирования, об особенностях применения, основных характеристиках и о конструкции радионавигационных систем, устанавливаемых в аэропортах и на воздушных трассах. Для анализа 
основных технических характеристик, конструктивных и схемных 
решений взяты системы, выпускаемые отечественной промышленностью. При изложении учебного материала показаны некоторые 
особенности терминологии и системных подходов, которые имеются в российской гражданской авиации.
Автор выражает глубокую благодарность Роману Олеговичу 
Арефьеву за помощь в подготовке учебника.
В результате изучения данного учебника студенты будут:
знать
 
• основы теории радионавигации, методов построения радионавигационных систем (РНС), расчета и оценки их основных характеристик;
 
• роль и место радионавигационного оборудования в обеспечении 
безопасности полетов;
 
• методы решения основных навигационных задач;
 
• требования ICAO к характеристикам радионавигационных 
систем;
 
• основные эксплуатационно-технические характеристики, особенности применения, принципы построения и функционирования радионавигационных систем;
уметь
 
• проводить расчеты, определяющие взаимосвязь тактических 
и технических характеристик радионавигационных систем;
 
• оценивать точность определения навигационных параметров;
 
• анализировать воздействие внешних факторов на характеристики радионавигационных систем;