远场地形对塔康作用距离分析与建议
某型飞机塔康空中无数据故障分析
某型飞机塔康空中无数据故障分析摘要：针对某型飞机塔康空中无数据故障情况，通过对塔康和相关组件的机理分析，结合实际的排故过程对故障进行分析，确定具体故障点，最后提出完善措施。
关键词：塔康收发讯机；空中；故障分析某型飞机塔康故障属于多发性和危险性级别较高的类型，但是该类问题地面出现频率较多，并且多数为机件性能超差导致。
此次发生问题较为典型，通过分析可以为以后杜绝该类问题发生提供帮助。
1 故障现象某型飞机组织飞行任务，飞机升空2min后空勤反映塔康没有方位距离显示，指挥员又询问了惯导及其他系统工作情况，飞行员回答工作正常，指挥员告知飞行员保持好飞机姿态按飞行科目进行实施任务。
科目结束后返场，在飞机退出空域下降到3000m时，指挥员再次询问了飞行员塔康工作情况，飞行员反映没有数据显示。
当飞机在本场上空通过时塔康数据也没有出现，飞机着陆后通过与飞行员沟通交流得知在飞机起飞后2min之前塔康工作还是正常的，之后到退出空域返场都是没有数据显示的。
在通过本场上空时塔康数据一直到着陆都没有数据显示。
2 机理分析（一）塔康的工作原理某型塔康近程导航无线电系统，是一种采用脉冲调制技术的极坐标定位系统，距离测量基于二次（有源）雷达测距原理，方位测量是通过地面信标天线发射一个旋转的多波瓣方向图，提供粗、精方位信息。
（二）距离测量原理某型塔康设备（作为询问器）以距离搜索状态或距离跟踪状态速率发射询问脉冲信号，塔康地面信标台接收到询问脉冲信号，延时一个固定时间后，向机载设备发射应答脉冲信号。
机载设备接收到地面信标发射的应答脉冲信号，测量出询问脉冲与应答脉冲之间的时间间隔。
（三）方位测量原理塔康地面信标台发射的脉冲有北向基准脉冲群、辅助基准脉冲群、距离应答脉冲、随机填充脉冲等每秒为3600对。
这些脉冲都是高斯形脉冲，这些脉冲以等幅脉冲形式调制功放变换成射频调制等幅脉冲馈送到天线输入口。
3 排查情况1、通过与空勤的沟通第一时间在起飞线上对飞机塔康进行了地面通电检查，检查结果是塔康工作正常，针对空勤反映的情况，初步分析是塔康收发讯机发射功率（空/地工作不低于500W，空/空工作不低于250W）降低和接收灵敏度（不劣于-88dBm）下降。
战术导航
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因为塔康属于军用系统范畴，其指示与民用机有所不同，一般塔康的方位和距离信息是依靠 HSI(HorizontalF-16飞机上的HSI。
伏尔导航系统
基本信息 性能
优点 缺点
中文名称：伏尔导航系统 外文名称：omnidirectional range-VOR 作用距离：200公里以上 定义：空中导航用的甚高频全向信标 应用时间：1950年被规定为国际标准民用导航系统 组成：由机载甚高频全向信标接收机、显示器和地面甚高频全向方位导航台组成
战术导航
军用导航系统
01 组成
Байду номын сангаас
目录
02 塔康导航系统
03 伏尔导航系统
04 主要涉及领域
05 中国国情
伏尔和塔康两地面台组合在一起军、民共用的极坐标导航系统。民用航空器常用伏尔台测向，用塔康台测距； 军用航空器则用塔康台测向和测距。对飞机相对信标测向、测距功能，是一种近程战术导航系统，所以也称为飞 机近程测向测距导航系统。它是北约和美军的一种标准军用导航系统。
跟DME一样，由于是工作在UHF频段，所以塔康最大作用距离取决于视线范围，所以作用距离随着高度变化。 因为塔康具有测向功能，除了受视线限制外，还存在顶空盲区(Cone of Silence)和测向盲区(如右示意图)。
测 向 盲 区 正 对 地 面 台 天 线 上 空 呈 圆 锥 形 ， 夹 角 约 1 2 0 º， 在 该 区 域 飞 行 只 能 测 距 ， 不 能 测 向 ， 这 是 因 为 地 面 天 线的调制度太浅。测距容限主要取决于机载和地面台站设备两者的灵敏度、发射功率和电波传输损耗。
分析提高甚高频地空通信作用距离
的 联 络 。它在 空 中 交通 的管 制 系统 当 中 ，属 于 非 常 重要 的组 成 路 高度 进 行 飞 行 的 时候 。如 果 没 有任 何 障 碍 物 进 行 遮 挡 的 时
部 分 ．同时在 空 中交 通 的 管 制 中也 是 最 基 本 的 一 项保 障 手 段 ． 候 ．一 般 可 以使 通 信 距 离在 １８０ｎｍ 上 下 ，但 是 如 果 距 离比
本 文 就 电磁 波 传 播 的 特 性 等 进 行 分析 ．进 而 提 出提 高甚 高频 两 种 方 法 ：
地 空 通 信 作 用 距 离的 解 决 方 法 ．提 高 甚 高 频 地 空 通 信 作 用距
（１）选择 高 增 益 的 天 线 ，进 行 定 向 辐射 出信 号 。 通 常 情 况
ｌ提 高甚高频地 空通 信作 用距离 的方法 分析
１．１ 关 于 电磁 波 的概 论
在 电磁 波 进 行 传 播 的 时候 ，并 不 是 只 依 赖 天 线 ，同 时还 会 依 赖 于 对 电磁 波 的 传 播 产 生影 响 的各 类 因素 。 标 准 调 幅 的 广 播 频 段 上 。发 射 天 线一 般 选择 与 地 面 垂 直 的 塔 式 天线 ，之 所 以 选 择 这 种 天 线 ，是 因 为我 们 只 能够 使 用 低 增 益 的 天 线 。因为 这 些 天 线 尺 寸 非 常 大 ，所 以 只 可 以 在 地 面 上 进 行 安 装 ．但 是 大地 会 强 烈 影 响 到 地 面 天 线 的 信 号 传 播 ，这 样 的 传播 模 式 我 们 称 为 地 表 波 。 除 了衰 减 ，在 调 幅 广播 的 频 段 上 ．大 气 的 噪 声 电平 也 是 较 高的 ，而且 ，天 线 还会 接 收人 为 电 气 的 干扰 。所 以 ，实 际 生 活 中 ，要 想提 供 合 适 信 噪 比 ，就 一 定要 利 用 大 功 率发 射 机 。
浅析海岸地形中风场效应对高楼建筑施工的影响
浅析海岸地形中风场效应对高楼建筑施工的影响摘要：文章分析了海岸地形风力通过土堤后后方风力的变化，以对邻近高层建筑施工提供参考。
关键词：风场；土堤；平均风速；速度上升比空旷的海岸地形在面临强风的吹袭下，各式不同土堤形状结构物如防波堤等，在不同倾角的状况下会造成其周遭流场的不同，相对会产生许多变化，且对其表面承受风力作用及邻近区域的高层建筑物施工皆有重大影响，为此本文针对其进行研讨。
台湾地区电力公司林口电厂更新扩建计划，预定将以林口电厂东北海域填积煤灰所产生之新生地规划为煤仓区，建造10座相同规格的燃煤储存筒仓，每座有效储存容积74 000 m3，净内径尺寸直径46 m，外径约为48 m，高度则为高出既有地表面（EL+10.0m）72 m。
由于该工程案预定施作于空旷的海岸地形场所，且建筑量体属大型建物，施工过程中受风力影响不小。
因此利用风场实验成果，藉以作为其施工受风力影响的安全性评估参考。
1 大气风场的技术背景及实验原理1.1 大气紊流边界层地球表面接受太阳辐射量的不一致造成压力不平衡仍是形成风的基本因素，一般而言，由地表至 1 000 m高度之间的大气运动属于紊流边界层型态。
Davenport对在中性大气稳定时，不同地形下的大气紊流边界层高度δ提供下列的建议值：乡村地形：δ=274 m；市郊地形：δ=400 m；都市地形：δ=512 m。
Counihan则建议以600 m做为不考虑地形条件下大气边界层的平均高度。
1.2 实验目的针对不同斜坡倾角的土堤进行模型试验，分析其在受风力作用下的风场结构与特性，以便提供土堤形状构造物相关工程研究设计或评估其周遭施工受风力影响的安全性等参考。
1.3 实验方法1.3.1 模拟大气紊流边界层为使环境风洞内产生理想的模拟大气边界层，采用三角型的涡流产生器（spire）与粗糙元素（roughness element）搭配，藉此模拟出较符合现实流场的平均风速剖面与紊流特性。
塔康导航系统场地影响探讨
塔康导航系统场地影响探讨摘要：塔康导航系统对于飞行安全或者完成确定的战术目的是十分重要的，而其主要性能和工作可靠性不仅与产品设计、生产有关，还与使用环境条件和维护等方面因素有关。
“场地影响”主要指的是射频信号被地面反射或散射，被障碍物遮挡、反射或绕射，被大气层吸收或折射。
它们的主要形式为射频信号的多路径传播，其中水平反射面和垂直反射面的影响最明显，而实际的场地影响，常常是它们两者的综合结果，它们可能导致系统性能下降，甚至破坏系统正常工作。
因此掌握场地影响最主要的分析方法，然后结合现场实地考察，就能将大部分工程使用方面的问题引起的场地影响分析出来并且加以克服，即使难以周全，也能确保主要扇区或航道的系统指标。
关键词：塔康地面台；双路径干涉效应；侧反射干涉效应；场地影响；塔康地面系统的场影响问题，从双程干涉效应、侧反射干涉效应等方面进行了理论分析。
重点研究了变弱方法，为更好地利用塔康导航系统提供了理论依据。
一、概述塔康（TACAN Tactical Air Navigation）系统是近导机载设备和近导地面台设备组成的极坐标式的近程军用无线电导航系统。
它用于计算飞机相对于所选地面塔康台的方位、离台斜距和飞行速率。
当工作在空／空模式时，可同时为其它飞机询问提供距离应答信号，并能锁定最近一架飞机距离，可为空中编队、空中加油等提供必要的飞机间距离信息。
由于塔康系统采用双脉冲调制信号的工作方式，具有测位、测距精度高、误差小、功率大又不易受干扰等特点。
很快被世界各国空军所采用。
二、塔康系统场地影响的特点场地影响的分析是十分复杂的，因为它既和设备性能（如天线方向性）有关，又和电波传播介质及场地条件有关。
由于飞机活动的范围基本上是在对流层中，因而对流层中大气的各有关参数变化必然引起电波传播的某些变化；场地条件更为复杂，特别是信标天线架设周围的地面、建筑物等引起的电波反射，几乎使信号所及的任一点的场强都不可能是单纯的直达波，而是多路信号的迭加结果。
塔康系统扩展数据通信功能技术途径
塔康系统扩展数据通信功能技术途径冯永浩;李云;孙博【摘要】通过分析塔康系统功能和信号格式,根据其信号占空比很低的状况,提出在不影响塔康系统现有导航功能和信号体制下,增加数据通信,并对主要限制因素和需解决的主要技术问题进行分析,探讨了可能的技术途径,指出了开展相关具体研究论证工作的方向.【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(016)002【总页数】4页(P49-52)【关键词】塔康系统;数据;通信【作者】冯永浩;李云;孙博【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077【正文语种】中文【中图分类】TN965.7虽然航空无线电导航系统具有技术体制相对稳定的特点，但自无线电技术应用于航空导航领域以来，出现过的众多系统经过应用实践，逐步优胜劣汰，目前保留的仅有十余种。
随着航空导航保障要求的提高，现有航空无线电导航系统如何改进完善以面对卫星导航、组合导航等新的导航方式的挑战，是需要重视的研究问题。
塔康系统(TACAN)是一种应用成熟的具备极坐标定位能力的近程航空无线电导航系统，通过地面信标与相应机载设备间信号收、发配合，可由机上测量出相对地面信标的距离、方位值，从而确定飞机相对地面信标的位置；在已知信标地理坐标情况下，机上设备通过坐标变换可获得飞机的经、纬度。
塔康系统采用机上主动导航方式，由机载设备接收测量某一信标信号获得定位数据，地面信标只配合发射距离、方位和信标识别信号，地面无法获得飞机位置信息。
塔康系统的特点是利用地面信标可实现单台定位[1]，一个地面信标可同时为100架左右飞机提供定位信息，作用距离400～500 km(视发射功率不同)。
如果在地面合理布设信标台，可形成覆盖全国的塔康导航网络。
同时，塔康信标还可部署到岛屿、大型船只、飞机上，作用范围将更为广阔。
塔康导航台辐射场零区的预测及消除
图 ２为双 路径 干涉场 矢量 图 ． ￡ 是直 达波 Ｅ 和反 射 波 Ｅ．之 矢 量 和 ． Ｅ．在 相 位 上 比 ￡ 滞 后
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塔康导航台辐 射场零区的预测及消除 谢洪森等
２ ０ 年 ３月第 ３ 卷第 １ （ ０２ ３ 期 总第 １６ ０ 期）
零 区［。 １ １
ห้องสมุดไป่ตู้
２ 辐射场 零区的形成
塔 康 导 航 台 的场 地 环 境 对 塔康 信 号 的 影 响 是 十 分 复杂 的，主要 表 现 为射频 信 号被地 面 反射 或折 射 ．即射频 信号 的 多路径 传播 ，导致一 系 列零 区的
形成。
根 据 航 空 无 线 电导 航 台站 场 地 环境 要 求 ，机 场塔 康 导航 台配 置距跑 道 处着 陆端 的距 离不应 小 于
的多波瓣相应的信号幅值。
由 图 ｌ可 以看 出 ．双路 径 干涉 使信 号 强度 不 是 简单 地 随距离变 化 ．而 是 多次重 复地 出现 波动 ． 其 每一 个 “ 点 ”大于 自由空 间 （ 峰 或直达 波条 件 下 ） 的信 号 强度 ，而 “ 点 ”则信 号衰减 ．此 “ 点” 谷 谷 即为 “ 区 ” 零 ，且把 接 近 地 面 的 一个 “ 零区 ”称 之 为 “ 一零 区 ” 而其 余 的依次 称 为第二 ． 三 ， 第 ． 第 ……
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Ｍ ａ ｃ ０ ｏ ３ ｏ１ ｓｒ ｌ ． ６ ｒ ｈ２０ ２ Ｌ ３ ． （ｅｉ １ ） Ｖ Ｎ ａ Ｎｏ ０
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航 空 电 子 技 术
Ａ ＯＮＩ Ｓ Ｅ Ｈ ＶＩ Ｃ Ｔ Ｃ ＮＯＬ Ｇ Ｏ Ｙ
塔 康导 航 台辐 射 场 零 区的预 测及 消 除
谢 洪森 ，周 杰，殷 青宁
塔康空空测距测位功能探讨
１多机 空空测距原理
１．１现行 塔 康空 空测 距原 理
现 行 的塔 康 空空测 距 ，是通 过 自己询 问、他机
机载设备 中增加监听接收机和必要算法，就可实现空空编 队时对相互位置的感知功能。
关键词 ：监 听接 收机；位置感知；测距和测位
中图分类号 ：ＴＮ９１１
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１６７４－７９７６－（２０１６）０１－０１７—０７
Ｄｉｓｃｕｓｓ ｏｎ ＴＡＣＡＮ Ａｉｒ－ｔｏ－Ａｉｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｍ ｅａｓｕｒｅｍ ｅｎｔ ａｎｄ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｍ ｅａｓｕｒ ｅｍｅｎｔ
２０１６年 ２月第 １期
现代导航
·１７·
塔康空 空测 距测位 功能探讨
王广水 ，高峰 ２，刘俊琪 ，俞志峰
（１ 中国电子科技集 团公司第二十研究所。西 安 ７１００６８；２空军驻西安地 区代表 室）
摘 要 ：为了增强机载塔康设备功能，本文提 出僚机 空空相互测距和测位 的模型，即在塔康
１．３ 多机 测距 模型 和方 法
设空 中有 力架 飞机 ，编 号为 ， ， ，… ， ； Ｖｏ工作 于频 率 ，而 ， ，… ，Ｅ 工 作于 ｆｏ±６３ＭＨｚ。设 Ｄ０ｌ为 至 距 离 ，Ｄ０ 为 至 Ｅ
距 离 ； 为 Ｅ 至 距 离 ， 为 至 距 离 。大 写 字母 Ｄ 下标 “１ ”代 表 与 飞机 的编 号 ， 表 示时 间 ，下标为 “Ｄ０ ”的 表 示 信息 在距 离 之 间传 输所 用时 间 。
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过 点 作 Ｄ 的平 行 线 。 Ｅ 其 中信标 天线 高度 ｈ＝ ３Ｉ，机 载天 线 高度 ｈ ２ １ ｒ ｌ １ 分 ７０ 或 １００１ 两 种情 况考 虑 ；到 台距离 ０ ０ｍ ００ Ｉ Ｔ
分 别按 １０ｋ 或 ２ ０ｋ 两种 情况 考虑 ，地球 半径 ０ ｍ ５ ｍ Ｒ按 ６ ７ ｍ 计算 ，求 出各 种情 况下 的辐射 角 。 ３１ ｋ
Ｋｅ ｗｏ ｄｓ ＡＣＡＮ Ａ ｐａ ｃ ｎ ｅ ａ ｄｏｍ
塔 康 （ Ａ ＡＮ）是战术 空 中导航 的音译 名称 ， ＴＣ 为 空中 飞行 目标 提供 方位 和斜距 导航 信 息 ，实现 飞
机极坐 标 定位 。
显 的环 境 改变 ，近 场环 境满 足塔 康 的使 用要 求 。
北
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塔 康 台建好 后 ，飞 行校验 时 即发现 作用 距离 略 为不足 的 问题 ，实 际使用 过程 中也 有反 映 。
４ ▲ ｘ ７ ９ ＿６ Ａ
１ ８
１原 因分 析
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该塔 康 台为 定制 ，要 求作 用距 离大 于 ２０ｋ ５ ｍ， 经 技术 人员 多次进 行检 查 ，首先 排 除 了设 备不 正常 的因素 。理 论计 算到达 接 收机 的有用 信号 强度 与接
收机灵 敏度 时确认 ，以 ２ ０ ｋ 计算 ，在 最高 频率 ５ ｍ （ 间损耗最 大 ） 空 ，上行 信 号有 ３７ ｄ ｍ 的裕度 ， ． Ｂ
▲
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＿ ＿
１１ ５ ．
下行 信 号 电平 有 ９１ Ｂ 的裕度 。因此如 场地 因素 ．ｄ ｍ 良好 ，理论 上应 能够满 足使 用条件 。 检 查该塔 康 台架 设场 地 情况 ，该塔康 架设 时 的
ｔ ｉ ｏ ｃｕ ｉ ｎ ｔ ｅｓ ｇ ｅ ｔｏ ｒ ｓ ｎ ｅ ｒ ｈ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｔ ｅＴ ｏｔ ｓｃ ｎ ｌ ｓｏ ， ｈ ｕ ｇ ｓｉ ｎ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄｆ ｅａ ｐ ｉ ｔ ｔ ｏ ｆ ｈ ＡＣＡＮ ｙ ｔ ｍ． ｈ ｓ ｏ ｔ ｃ ｏ ｓ ｓｅ
ＬＵ Ｚｈｇａ ｇ ｉ ｎ
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｔ ｅｉｆ ｅ ｃ ｎｔｅａ ｃ ｐａ ｃ ａ ｇ ｆＴ ｔａ ｔ ｈ ｌ ｎ ｅｏ ｃ ｅ ｔｎ ｅｒｎ ｅｏ ＡＣＡＮ ａ ｓｄｂ ｅｌｎ ｆ ｒ ｉ ｎ ｌｚ ｄｉ ｉ ａ ｅ， ｄａ ｃ ｒ ｉｇ ｎｕ ｈ ｃ ｕ ｅ ｙｔ ｄｏｍ ｓ ａｙ ｅ ｔ ｓ ｐ ｒ ａ ｃ ｏｄｎ ｈ ａ ａ ｎｈ ｐ ｎ
根 据式 （ ）可 以求 出 ４ 种 条 件下 分 别 为 １
场 地选 择严 格按 照“ ６ ６ ．６《 空无线 电台站 电 ＧＢ ３ ４ ８ 航
图
Ａ ２ ／ ／ ０
＿
标 （ ｍ）
／
山岭 名
１ ＼ 距信标距离 ２
＼ （ｍ ｋ）
图 １周 围地貌环境 图
磁 环 境要 求 》” 求 进行 。架 设后 ，周 围也 未有 明 要
收稿 日期：２ １．２２ 。 ０ ２０ ．６
经过 简 单的平 面 几何计 算可 以得 出：
Ｘｏ＝ 一 ： 一２ ｒ ｏ （１）
式中：
＝ａ ｃ ｓ ／ 十 ） ．１ ７ ｒ ｏ（ （ ）：０１ ５ 。 ｃ ｒｒ
信
利用 余 弦定 理解 Ａ Ｏ Ｂ Ａ、Ａ Ｃ Ａ Ｏ可 以求得 ：
当 ｈ＝ ０ ０ ￣７ ０ ｍ，ｒ＝１ ０ ｍ 时 ， ｄ ０ｋ 当 ｈ＝ ０ ０ ｍ， ＝１ ０ ｍ 时 ， １１ ０ ０ ０ｋ ３ ７。 ． 。 ６ ５４ 。 ．０ 。 当 ｈ＝ ０ ０ ｒ＝ ５ ｋ 时 ，ｇ ０５ 。 Ｉ７ ０ ｍ， ａ ２ ０ ｍ ＝ ．９ 。 当 ｈ＝ ０ ０ ｍ，ｒ ＝ ５ ｋ 时 ，ｇ ｌ ８ 。 ￣１ ０ ０ ｄ ２ ０ｍ ＝ ， 。 ２
文 章 编号 ：１７ —９ ６ ２ １ ）０ ・０ －４ ６ ４７ ７ 一（ ０ ２ ４３ ９０
Ａｎ ｌ ｓｓａ ｄ Ｓ ｇ ｅ ｔ ｎ ｏ ｃ ｐ ａ ｃ ｎ ｅｏ ＡＣＡＮ ｕ ｅ ｙＬａ ｄ ｏ ｍ ａｙ ｉ ｎ ｕ ｇ ｓｉ ｎＡｃ ｅ ｔｎ ｅＲａ ｇ ｆ ｏ Ｔ Ｃａ ｓ ｄｂ ｎ ｆ ｒ
— —
天 线 在地面 上 投影 ；
辐射 角 ；
Ｃ —一 过 点地球 表面 的切 线 ； Ｄ 过 Ｄ 点的地 球表面 切 线 ；
根据 山岭 的标高 以及 距 台站 的距 离数 据 ，作 了
如下 简化 的理 论分析 。如 图 ２所示 ，辐射 角 Ｘ 电 ｏ（ 磁波 辐射 路径 仰角 ，即视 角 ，由信 标天 线处 ，观看 机载 天线 的仰 角 ） ，山岭仰角 ０（ 线信 标 出观看 山 天 岭 的视角 ） 菲涅 耳椭球 半径 张角 等关 系决 定 了遮 ，
２１ ０ ２年 ８月第 ４期
现代导航
・０ ３ ９・
远场地形对塔康作用距 离分析 与建议
陆 治 纲
（ 中国电子科技集 团公司第二十研究所 ，西安 ７０ ６ ） １０ ８
摘
要 ：本文 分析 了机 场塔 康 系统远 场 地形对 塔康 作 用距 离的影响 ，并根 据 结论对 塔康 系统
的应用方式提出了建议。 关键词：塔康；作用距离；地形 中图分 类号 ：Ｔ ９ ５ Ｎ ６ 文 献标识 码 ：Ａ
由此 ，初 步 判 断 该 问题 主 要 由于 远 区 地 形 影 响 ，经过请 相关 部 门提 供 机场 周 围地 貌环 境 图如 图
・１ ３ Ｏ・
现 代 导 航
２１ ０ ２住
ｌ所 示 。该塔康 信标 台 几乎 四面环 山，电波遮 挡现 象 比较 严重 。所 以极 易造成 作用距 离近 ，而且 有信 号不 连续 ，信 息断 点的现象 。