VHF全方向範囲

超短波全方向距離測定局（VOR）^[1]は、航空機用の短距離VHF無線航法システムの一種であり、VOR受信機を備えた航空機が、磁北を基準として、航空機と固定VOR地上無線ビーコンとの間の方位角（ラジアル）を決定できるようにします。VOR ^[2]と、斜距離を提供する最初のDME _（1950）^[3]システム（今日のDME/Nとは異なるため1950年を基準としています）は、 1945年に米国で航空航法援助のための米国民間/軍事プログラムの一部として開発されました。VORとDME _{（1950）の配備は、1949年に米国CAA（民間航空局）によって開始されました。ICAOは、1950年にICAO附属書ed.1でVORとDME （1950）}を標準化しました。^[4] VORの使用周波数は、108.00～117.95MHzの超短波（VHF）帯域で標準化されています[ 5 ] ^{第3章、表A。}困難な設置条件でもVORの方位精度を向上させるために、ドップラーVOR（DVOR）が1960年代に開発されました。VORは、ICAOの規則によれば、商用航空および一般航空の主要な航法システムであり、 ^{[6] [7]} (D)VORは徐々に廃止され^{[8] [9]} 、 21世紀初頭にはDME-DME RNAV（エリア航法） ^{[5] 7.2.3}やGPSなどの衛星ベースの航法システムに置き換えられました。 2000年には世界中で約3,000のVOR局が運用されており、そのうち1,033局は米国にあったが、2013年までに米国の数は967に減少した。^[10]米国は、パフォーマンスベースのナビゲーションへの移行の一環として、VOR局とその他の旧式の航法援助装置の約半分を廃止しているが、GPSのバックアップとしてVOR局の「最小限の運用ネットワーク」は保持している。^[11] 2015年、英国は2020年までに局の数を44から19に削減する計画を立てた。^[8]

VOR ビーコンは、2 つ以上のアンテナを介して、振幅変調信号と周波数変調 サブキャリアを放射します。固定の 30 Hz 基準信号を回転方位 30 Hz 信号と比較することにより、航空機から (D)VOR への方位が検出されます。位相差は、磁北に対する (D)VOR ステーションから受信機への方位を示します。この位置線は、VOR「ラジアル」と呼ばれます。VOR 受信機アンテナで同じ信号を空中で提供します。DVOR は、ドップラー シフトに基づいて、中心の 30 Hz 基準アンテナの周囲に円を形成する約 25 のアンテナ ペアの信号を連続的に切り替えて、空間内の方位に依存する 30 Hz 信号を変調します。

以前の無線方向探知(RDF) システム と同様に、2 つの異なる VOR ステーションからの放射状の交差を使用して、航空機の位置を特定できます。

VOR局は、航空機の送信機と受信機の間の無線見通し線（RLOS）に限定された短距離航法援助装置である。VORのサイト標高と航空機の高度に応じて、最大約200海里（370キロメートル） ^[5] の指定運用範囲（DOC）を達成することができる。C^{付記、図C-13 。前提条件は、} EIRPが、例えば伝播やアンテナパターンのロビングによる損失にもかかわらず、航空機のVORアンテナでVOR受信機によって正常に処理されるのに十分な強さの信号を提供することである。各（D）VOR局は、前述のナビゲーション信号と基準信号、局の識別子、およびオプションの追加音声を含むVHF無線複合信号をブロードキャストする。 ^{[5] 3.3.5局の識別子は通常、}モールス信号の3文字の文字列である。付録10で定義されているが、音声チャネルは今日ではほとんど使用されていない（例えば、 ATISのような録音された勧告など）。^{[5] 3.3.6}

VORTACは、航空機パイロット用の無線ベースの航法支援装置で、共存する VHF 全方向レンジと戦術航空航法システム(TACAN) ビーコンで構成されています。どちらのタイプのビーコンもパイロットに方位情報を提供しますが、VOR システムは一般に民間航空機で使用され、TACAN システムは軍用航空機で使用されます。ただし、TACAN距離測定装置は民間目的にも使用されます。これは、民間 DME 装置が軍用 DME 仕様に合わせて構築されているためです。米国の VOR 設備のほとんどは VORTAC です。このシステムは Cardion Corporation によって設計および開発されました。研究、開発、テスト、評価 (RDT&E) 契約は 1981 年 12 月 28 日に締結されました。^[12]

以前の視覚聴覚無線距離（VAR）システムから開発されました。VORの開発は、米国の民間/軍事航空航法支援プログラムの一部でした。^[2] 1949年に、VOR設備に対する航空機の方位角/方位を測定するためのVORと、UHF DME _（1950）^[3]および最初のICAO距離測定装置規格^[4]が、米国CAA（民間航空局）によって運用されました。1950年に、ICAOはVORとDME _（1950）を付録10版1で標準化しました。^[4]

VOR は、パイロットが選択できる、局への往復 360 のコースを提供するように設計されました。機械的に回転するアンテナを備えた初期の真空管送信機は、1950 年代に広く設置され、1960 年代初頭に完全なソリッド ステートユニットに置き換えられ始めました。DVOR が徐々に実装され、1960 年代に古い無線ビーコンと4 コース (低/中周波数範囲) システムに代わって、主要な無線ナビゲーション システムになりました。古い範囲の局のいくつかは、4 コースの指向性機能が削除され、無指向性の低または中周波数無線ビーコン ( NDB ) として存続しました。

米国ではビクター航空路(18,000 フィートまたは 5,500 メートル未満) および「ジェット ルート」(18,000 フィート以上) として知られる、世界規模の陸上ベースの「航空ハイウェイ」ネットワークが、VOR をリンクして構築されました。航空機は、VOR 受信機で連続するステーションにチューニングし、無線磁気指示器で希望のコースをたどるか、コース偏差指示器(CDI) または水平状況指示器(HSI、VOR 指示器のより高度なバージョン) に設定して、コース ポインターをディスプレイの中央に保つことで、ステーションからステーションへと特定の経路をたどることができます。

2005年現在、技術の進歩により多くの空港がVORやNDBアプローチをRNAV(GNSS)アプローチ手順に置き換えていますが、受信機とデータ更新のコスト^[13]が依然として高額であるため、多くの小型一般航空機には主要なナビゲーションやアプローチ用に認定されたGNSS機器が搭載されていません。

VOR 信号は、さまざまな要因の組み合わせにより、NDB よりもかなり高い精度と信頼性を提供します。最も重要なのは、VOR がステーションから航空機への方位を提供し、これが風や航空機の方向によって変化しないことです。VHF 無線は、地形や海岸線の周りの回折 (進路の曲がり) の影響を受けにくくなります。位相エンコーディングは、雷雨による干渉を受けにくくなります。

VOR信号は、一対のVORビーコンから2NMで90メートル（300フィート）、2シグマの予測精度を提供します。^[14]これに対し、拡張されていない全地球測位システム（GPS）の精度は13メートル未満、95％です。^[14]

VOR 局は VHF なので、「見通し線」で動作します。つまり、完全に晴れた日に、送信機が受信アンテナから見えなかったり、その逆の場合、信号は感知できないか使用できなくなります。これにより、VOR (およびDME ) の範囲は地平線までに制限されます。山が介在している場合は、さらに近くなります。最新のソリッド ステート送信装置は、古い装置よりもメンテナンスの必要がはるかに少ないですが、主要な航空路に沿って適切な範囲を提供するために必要な大規模な局ネットワークは、現在の航空路システムの運用において大きなコストとなります。

通常、VOR ステーションの識別子は、近くの町、都市、または空港を表します。たとえば、ジョン F. ケネディ国際空港の敷地内にある VOR ステーションの識別子は JFK です。

VOR には 108.0 MHzから 117.95 MHz (50 kHz 間隔)の無線チャンネルが割り当てられており、これは超短波(VHF) の範囲です。最初の 4 MHz は計器着陸装置(ILS) バンドと共有されます。米国では、108.00 から 111.95 MHz の通過帯域内の周波数のうち、小数点以下 1 桁目が偶数の 100 kHz (108.00、108.05、108.20、108.25 など) は VOR 周波数用に予約されています。一方、108.00 から 111.95 MHz の通過帯域内の周波数のうち、小数点以下 1 桁目が奇数の 100 kHz (108.10、108.15、108.30、108.35 など) は ILS 用に予約されています。^[15]

VOR は方位角(ステーションからの方向)を基準信号と可変信号間の位相関係としてエンコードします。そのうちの 1 つは振幅変調され、もう 1 つは周波数変調されます。従来の VOR (CVOR) では、30 Hz 基準信号が9,960 Hzサブキャリアで周波数変調(FM) されます。これらの VOR では、わずかに指向性のあるアンテナを基準信号と正確に位相を合わせて 1 秒あたり 30 回転で回転させることによって振幅変調が実現されます。最新の設備はドップラー VOR (DVOR) で、通常は 48 個の全方向性アンテナの円形アレイを使用し、可動部品はありません。アクティブ アンテナは円形アレイの周りを電子的に移動してドップラー効果を生み出し、結果として周波数変調が生まれます。振幅変調は、たとえば北の位置にあるアンテナの送信電力を南の位置よりも低くすることで生み出されます。このタイプの VOR では、振幅変調と周波数変調の役割が入れ替わります。受信航空機でのデコードは、両方のタイプの VOR に対して同じ方法で行われます。AM と FM の 30 Hz 成分が検出され、比較されてそれらの間の位相角が決定されます。

VOR 信号には、変調連続波(MCW) 7 wpm モールス信号局識別子も含まれており、通常は振幅変調(AM) 音声チャネルも含まれます。

この情報は、アナログまたはデジタル インターフェイスを介して、次の 4 つの一般的なインジケーターのいずれかに送信されます。

1. 典型的な軽飛行機の VOR 指示器は、時には「全方位指示器」または OBI ^[16]とも呼ばれ、このエントリの一番上の図に示されています。これは、「全方位指示器」(OBS) を回転させるノブ、計器の外側の OBS スケール、および垂直コース偏差指示器(CDI) ポインタで構成されています。OBS は、希望するコースを設定するために使用され、CDI は、航空機が選択したコース上にあるときに中央に配置され、またはコースに戻るための左/右のステアリング コマンドを出します。「曖昧さ」(TO-FROM) 指示器は、選択したコースに従うと航空機がステーションに向かうのか、それともステーションから離れるのかを示します。指示器には、完全なILS信号を受信して​​いるときに使用するグライドスロープポインターも含まれる場合があります。
2. 無線磁気指示器(RMI) には、回転するカードに重ねて表示されるコース矢印があり、ダイヤルの上部に航空機の現在の進行方向が表示されます。コース矢印の「末尾」はステーションからの現在のラジアルを指し、「先頭」はステーションへの逆方向 (180° 異なる) コースを指します。RMI は、複数の VOR または ADF 受信機からの情報を同時に表示できます。
3. RMI に続いて開発された水平状況指示器( HSI) は、標準の VOR 指示器よりもかなり高価で複雑ですが、方位情報とナビゲーション表示を、簡略化された移動地図に近い、はるかにユーザーフレンドリーな形式で組み合わせています。
4. エリアナビゲーション(RNAV) システムは、ディスプレイ付きの機内コンピュータで、最新のナビゲーション データベースが含まれている場合があります。コンピュータが移動マップ上に航空機の位置をプロットしたり、ウェイポイント (仮想 VOR ステーション) に対するコース偏差と距離を表示したりするには、少なくとも 1 つの VOR/DME ステーションが必要です。RNAV タイプのシステムでは、ウェイポイントを定義するために 2 つの VOR または 2 つの DME を使用するようにも作られています。これらは通常、デュアル VOR タイプの場合は「距離計算装置」、複数の DME 信号を使用するタイプの場合は「DME-DME」など、別の名前で呼ばれます。

多くの場合、VOR ステーションには、共存する距離測定装置(DME) または軍用戦術航空航法 ( TACAN ) があります。後者には、DME 距離機能と、民間の VOR に類似したデータを軍のパイロットに提供する別の TACAN 方位角機能の両方が含まれています。共存する VOR と TACAN ビーコンは VORTAC と呼ばれます。共存する VOR が DME のみである場合は、VOR-DME と呼ばれます。DME 距離を持つ VOR ラジアルにより、1 つのステーションで位置を固定できます。VOR-DME と TACAN はどちらも同じ DME システムを共有します。

VORTACとVOR-DMEは、VOR周波数とTACAN/DMEチャンネルのペアリングの標準化された方式^[15]を使用しているため、特定のVOR周波数は常に特定の共存するTACANまたはDMEチャンネルとペアリングされます。民間機器では、VHF周波数が調整され、適切なTACAN/DMEチャンネルが自動的に選択されます。

動作原理は異なりますが、VOR はILSのローカライザー部分といくつかの特性を共有しており、コックピットでは両方の同じアンテナ、受信装置、インジケーターが使用されます。VOR ステーションが選択されると、OBS が機能し、パイロットはナビゲーションに使用する目的のラジアルを選択できます。ローカライザー周波数が選択されると、OBS は機能せず、インジケーターは、通常は受信機またはインジケーターに組み込まれているローカライザー コンバーターによって駆動されます。

VOR ステーションは、サービス ボリュームと呼ばれる空域のボリュームにサービスを提供します。一部の VOR には、同じ周波数の他のステーションによる干渉から保護された比較的狭い地理的領域があり、これを「ターミナル」または T-VOR と呼びます。他のステーションは、130 海里 (240 キロメートル) 以上まで保護されている場合があります。T-VOR と他のステーションの出力には標準的な違いがあると一般に考えられていますが、実際にはステーションの出力は、特定のサイトのサービス ボリュームで十分な信号強度を提供できるように設定されています。

米国では、ターミナル、低、高の3つの標準サービスボリューム（SSV）があります（標準サービスボリュームは、公表されている計器飛行方式（IFR）ルートには適用されません）。^[17]

さらに、2021年には「VOR低」と「VOR高」という2つの新しいサービスボリュームが追加され、地上5,000フィート以上のカバレッジが拡大しました。これにより、VOR最小運用ネットワークによって提供されるVOR地上局の数が減少しているにもかかわらず、航空機はオフルートVOR信号を受信し続けることができます。^[18]

VOR と古い NDB ステーションは、伝統的に航空路の交差点として使用されていました。典型的な航空路は、直線でステーション間を移動します。民間航空機で飛行する場合、観察者は航空機が直線を飛行し、時折新しいコースに曲がることに気付きます。これらの旋回は、航空機が VOR ステーション上を通過するとき、または 1 つ以上の VOR によって定義される空中の交差点を通過するときによく行われます。ナビゲーション参照ポイントは、異なる VOR ステーションからの 2 つのラジアルが交差するポイント、または VOR ラジアルと DME 距離によって定義することもできます。これがRNAVの基本形式で、VOR ステーションから離れた場所にあるポイントへのナビゲーションが可能になります。RNAV システム、特にGPSに基づくシステムが一般的になるにつれて、このようなポイントによって定義される航空路がますます増え、一部の高価な地上ベースの VOR が不要になりました。

多くの国では、低空と高空に 2 つの別々の航空路システムがあります。低空航空路(米国ではビクター航空として知られています) と高空航空路(米国ではジェット路線として知られています) です。

計器飛行 (IFR) を装備した航空機のほとんどには、少なくとも 2 つの VOR 受信機が搭載されています。2 番目の受信機は、プライマリ受信機のバックアップとして機能するだけでなく、パイロットが 1 つの VOR ステーションへのラジアルまたは VOR ステーションからのラジアルを簡単に追跡できるようにし、同時に別の VOR ステーションからの特定のラジアルが交差するタイミングを 2 番目の受信機で監視できるようにします。これにより、その瞬間の航空機の正確な位置を決定でき、パイロットは必要に応じて新しいラジアルに変更することもできます。

2008年現在、全地球測位システム（ GPS ）などの^{[アップデート]}宇宙ベースの全地球航法衛星システム（GNSS）が、VORやその他の地上ベースのシステムに取って代わるようになっています。^[20] 2016年には、オーストラリアでIFR航空機のナビゲーションの主なニーズとしてGNSSが義務付けられました。^[9]

GNSS システムは、顧客あたりの送信機コストが低く、距離と高度のデータを提供します。欧州連合の Galileoなどの将来の衛星ナビゲーション システムや GPS補強システムは、最終的に VOR の精度と同等かそれ以上の精度を実現する技術を開発中です。ただし、VOR 受信機のコストが低く、インストール ベースが広く、受信機機器がILSと共通であるため、宇宙受信機のコストが同等のレベルに下がるまで、航空機では VOR が優位に立つ可能性があります。2008 年現在、米国では GPS ベースのアプローチが VOR ベースのアプローチを上回っていますが、VOR を装備した IFR 航空機の数は GPS を装備した IFR 航空機を上回っています。^{[引用が必要]}

GNSSナビゲーションは干渉や妨害を受ける可能性があるという懸念があり、多くの国ではバックアップとして使用するために VOR 局を保持しています。^[要出典] VOR 信号には、地元の地形に静的にマッピングできるという利点があります。^[要説明]

米国連邦航空局は^、 2020年までに米国内の967 ^[22] VOR局の約半数を廃止し、地上5,000フィート以上のすべての航空機をカバーする「最小限の運用ネットワーク」を維持する計画です。廃止される局のほとんどはロッキー山脈の東側にあり、そこでは局間のカバー範囲の重複が多くなります。^[要出典] 2016年7月27日、2025年までに廃止される局を指定した最終的な政策声明が発表されました^[23]。フェーズ1（2016〜2020年）では合計74局が廃止され、フェーズ2（2021〜2025年）ではさらに234局が廃止される予定です。

英国では、19のVOR送信機が少なくとも2020年までは運用を継続される予定です。クランフィールドとディーンクロスの送信機は2014年に廃止され、残りの25は2015年から2020年の間に評価される予定です。^{[24] [25]}同様の取り組みがオーストラリア^[26]などでも進行中です。

英国と米国では、共存するVORが廃止された後も、近い将来、DME送信機を維持する計画がある。^{[8] [11]}しかし、DME、TACAN、NDBを廃止する長期計画がある。

VOR 信号は、モールス信号識別子、オプションの音声、およびナビゲーション トーンのペアをエンコードします。ラジアル方位角は、遅れナビゲーション トーンと先行ナビゲーション トーンの間の位相角に等しくなります。

従来の信号は、ステーション識別子i ( t )、オプションの音声a ( t )、ナビゲーション基準信号c ( t )、および等方性 (つまり全方向性) コンポーネントをエンコードします。基準信号は、F3 サブキャリア (カラー) でエンコードされます。ナビゲーション変数信号は、指向性アンテナg ( A、t )を機械的または電気的に回転させてA3 変調 (グレースケール) を生成することによってエンコードされます。ステーションから異なる方向にある受信機 (ペアになったカラーとグレースケールのトレース) は、F3 と A3 の復調信号の異なる配置を描画します。

$${\displaystyle {\begin{array}{rcl}e(A,t)&=&\cos(2\pi F_{c}t)(1+c(t)+g(A,t))\\c(t)&=&M_{i}\cos(2\pi F_{i}t)~i(t)\\&+&M_{a}~a(t)\\&+&M_{d}\cos(2\pi \int _{0}^{t}(F_{s}+F_{d}\cos(2\pi F_{n}t))dt)\\g(A,t)&=&M_{n}\cos(2\pi F_{n}tA)\\\end{array}}}$$

ドップラー信号は、ステーション識別子i ( t )、オプションの音声a ( t )、ナビゲーション変数信号c ( t )、および等方性 (つまり全方向性) コンポーネントをエンコードします。ナビゲーション変数信号は A3 変調 (グレースケール) されます。ナビゲーション基準信号は、一対の送信機を電気的に回転させることにより、t ₊、t ₋遅延されます。送信機が受信機に近づいたり離れたりするときに発生する周期的なドップラー青方偏移と対応するドップラー赤方偏移により、 F3 変調 (カラー) が発生します。等方性搬送周波数の高低を均等にオフセットした送信機のペアにより、上側サイドバンドと下側サイドバンドが生成されます。等方性送信機の周りの同じ円の反対側で均等に近づいたり離れたりすることで、 F3 サブキャリア変調g ( A、t )が生成されます。

$${\displaystyle {\begin{array}{rcl}t&=&t_{+}(A,t)-(R/C)\sin(2\pi F_{n}t_{+}(A,t)+A)\\t&=&t_{-}(A,t)+(R/C)\sin(2\pi F_{n}t_{-}(A,t)+A)\\e(A,t)&=&\cos(2\pi F_{c}t)(1+c(t))\\&+&g(A,t)\\c(t)&=&M_{i}\cos(2\pi F_{i}t)~i(t)\\&+&M_{a}~a(t)\\&+&M_{n}\cos(2\pi F_{n}t)\\g(A,t)&=&(M_{d}/2)\cos(2\pi (F_{c}+F_{s})t_{+}(A,t))\\&+&(M_{d}/2)\cos(2\pi (F_{c}-F_{s})t_{-}(A,t))\\\end{配列}}}$$

ここで、公転半径R = F _d C / (2 π F _n F _c )は6.76 ± 0.3 mです。

送信機の加速度4 π ² F _n ² R (24,000 g) により機械的な回転は不可能になり、自由落下中の送信機と比較して周波数変化率が 半分になります (重力赤方偏移)。

DVOR の動作を説明する数学は、上で示したものよりはるかに複雑です。「電子的に回転する」という表現は、非常に単純化したものです。主な複雑さは、「ブレンディング」と呼ばれるプロセスに関係しています。^{[引用が必要]}

もう 1 つの複雑な点は、上側と下側のサイドバンド信号の位相が互いにロックされている必要があることです。複合信号は受信機によって検出されます。検出の電子操作により、キャリアは効果的に 0 Hz にシフトされ、キャリアより低い周波数の信号がキャリアより高い周波数の上に折り畳まれます。このようにして、上側と下側のサイドバンドが合計されます。これら 2 つに位相シフトがある場合、組み合わせの相対振幅は (1 + cos φ) になります。φ が 180° の場合、航空機の受信機はサブキャリア (信号 A3) を検出しません。

「ブレンディング」とは、サイドバンド信号が 1 つのアンテナから次のアンテナに切り替えられるプロセスを指します。切り替えは不連続ではありません。現在のアンテナの振幅が低下すると、次のアンテナの振幅は上昇します。1 つのアンテナがピーク振幅に達すると、次のアンテナと前のアンテナの振幅はゼロになります。

2 つのアンテナから放射することにより、有効な位相中心は 2 つのアンテナ間の点になります。したがって、位相基準はリングの周りを連続的にスイープされます。アンテナ間の不連続な切り替えの場合のように段階的にスイープされるわけではありません。

ソリッド ステート アンテナ スイッチング システムが導入される前に使用されていた電気機械式アンテナ スイッチング システムでは、ブレンディングは電動スイッチの動作方法の副産物でした。これらのスイッチは、同軸ケーブルを 50 (または 48) のアンテナ フィードに通過させます。ケーブルが 2 つのアンテナ フィード間を移動すると、両方に信号が結合されます。

しかし、ブレンディングは DVOR の別の複雑さを強調します。

DVOR の各アンテナは、全方向性アンテナを使用します。これらは通常、アルフォード ループ アンテナです ( Andrew Alfordを参照)。残念ながら、サイドバンド アンテナは非常に接近しているため、放射されたエネルギーの約 55% が隣接するアンテナによって吸収されます。その半分は再放射され、残りの半分は隣接するアンテナのアンテナ フィードに沿って送り返されます。その結果、アンテナ パターンは全方向性ではなくなります。これにより、航空機の受信機に関する限り、有効なサイドバンド信号は 60 Hz で振幅変調されます。この変調の位相は、サブキャリアの検出位相​​に影響を与える可能性があります。この効果は「カップリング」と呼ばれます。

ブレンディングにより、この効果は複雑になります。これは、隣接する 2 つのアンテナが信号を放射すると、複合アンテナが作成されるためです。

波長の 3 倍離れた 2 つのアンテナを想像してください。横方向では 2 つの信号が加算されますが、接線方向では打ち消されます。したがって、信号が 1 つのアンテナから次のアンテナに「移動する」と、アンテナ パターンの歪みが増加し、その後減少します。ピーク歪みは中間点で発生します。これにより、50 アンテナ システムの場合は半正弦波の 1500 Hz 振幅歪み (48 アンテナ システムの場合は 1,440 Hz) が発生します。この歪み自体は、60 Hz 振幅変調 (約 30 Hz も) で振幅変調されます。この歪みは、搬送波位相に応じて、前述の 60 Hz 歪みに加算または減算されます。実際、搬送波位相にオフセットを追加して (サイドバンド位相に対して)、60 Hz コンポーネントが互いにゼロになる傾向があります。ただし、30 Hz コンポーネントがあり、これには悪影響があります。

DVOR 設計では、こうした影響を補うためにさまざまなメカニズムが使用されています。選択された方法は各メーカーにとって大きなセールス ポイントであり、各社は自社の技術が競合他社より優れている点を宣伝しています。

ICAO 附属書 10 では、最悪の場合の副搬送波の振幅変調が 40% に制限されていることに注意してください。結合および混合効果を補正する何らかの技術を採用していない DVOR は、この要件を満たしません。

VOR システムの予測精度は ±1.4° です。ただし、テスト データによると、VOR システムの誤差は 99.94% の場合で ±0.35° 未満です^[要出典]。VOR ステーションの内部監視では、ステーションの誤差が一定の限度を超えると、VOR ステーションをシャットダウンするか、スタンバイ システムに切り替えます。ドップラー VOR ビーコンは、通常、方位誤差が 1.0° を超えると切り替えるかシャットダウンします^[14] 。国の空域当局は、より厳しい制限を設定することがよくあります。たとえば、オーストラリアでは、一部のドップラー VOR ビーコンのプライマリ アラーム制限が ±0.5° まで低く設定されている場合があります^[要出典]

ARINC 711 – 2002 年 1 月 30 日の 10 では、受信機の精度はさまざまな条件下で 95% の統計的確率で 0.4° 以内でなければならないと規定されています。この規格に準拠する受信機は、これらの許容範囲内で動作することが期待できます。

すべての無線航法ビーコンは、自身の出力を監視する必要があります。ほとんどのビーコンには冗長システムがあり、1 つのシステムに障害が発生すると、1 つ以上のスタンバイ システムに自動的に切り替わります。一部の計器着陸装置(ILS) では、監視と冗長性の要件が非常に厳しくなる場合があります。

一般的な考え方は、信号がないよりも弱い信号の方が好ましいというものです。

VOR ビーコンは、ビーコンから離れた場所に 1 つ以上の受信アンテナを設置して、自らを監視します。これらのアンテナからの信号は、信号のさまざまな側面を監視するために処理されます。監視される信号は、米国および欧州のさまざまな規格で定義されています。主な規格は、欧州民間航空機器機構(EuroCAE) 規格 ED-52 です。監視される主な 5 つのパラメータは、方位精度、基準および可変信号変調指数、信号レベル、ノッチの存在 (個々のアンテナ障害による) です。

ドップラー VOR ビーコンのこれらのアンテナで受信される信号は、航空機で受信される信号とは異なることに注意してください。これは、アンテナが送信機に近く、近接効果の影響を受けるためです。たとえば、近くのサイドバンド アンテナからの自由空間パス損失は、遠方のサイドバンド アンテナから受信される信号とは 1.5 dB 異なります (113 MHz、距離 80 m)。遠方の航空機の場合、測定可能な差はありません。同様に、受信機で見られる位相変化のピーク率は、接線アンテナからのものです。航空機の場合、これらの接線パスはほぼ平行になりますが、DVOR に近いアンテナの場合はそうではありません。

すべての VOR ビーコンの方位精度仕様は、国際民間航空機関 の国際民間航空条約の付属書 10、第 1 巻に定義されています。

このドキュメントでは、従来型 VOR (CVOR) の最悪のケースの方位精度パフォーマンスを ±4° と設定しています。ドップラー VOR (DVOR) では ±1° が必要です。

すべての無線航法ビーコンは、適切な国際基準および国内基準に従って動作していることを確認するために定期的に検査されます。これには、VOR ビーコン、距離測定装置(DME)、計器着陸装置(ILS)、無指向性ビーコン(NDB) が含まれます。

それらの性能は、テスト機器を装備した航空機によって測定されます。VOR テスト手順は、ビーコンの周りを、指定された距離と高度で円を描いて飛行し、またいくつかのラジアルに沿って飛行することです。これらの航空機は、信号強度、基準信号と可変信号の変調指数、および方位誤差を測定します。また、地方/国の空域当局の要求に応じて、他の選択されたパラメータも測定します。距離測定装置(DME) をチェックするために、同じ手順が (多くの場合、同じ飛行テストで) 使用されることに注意してください。

実際には、方位誤差は、方向によっては付録 10 で定義されている誤差を超えることがよくあります。これは通常、地形の影響、VOR 付近の建物、または DVOR の場合はカウンターポイズの影響によるものです。ドップラー VOR ビーコンは、有効なアンテナ パターンを高くするために使用される高架グランドプレーンを使用することに注意してください。これにより、アンテナ自体の 0° ローブを補完する、仰角 30° の強いローブが作成されます。このグランドプレーンはカウンターポイズと呼ばれます。ただし、カウンターポイズは期待どおりに機能することはほとんどありません。たとえば、カウンターポイズの端はアンテナからの信号を吸収して再放射することがあり、方向によってはこの動作が他の方向とは異なる傾向があります。

各国の空域当局は、定義された航空交通経路以外の方向に沿って発生した方位誤差を許容します。たとえば、山岳地帯では、VOR は 1 つの滑走路進入経路に沿ってのみ十分な信号強度と方位精度を提供する場合があります。

ドップラー VOR ビーコンは、丘や建物からの反射の影響を受けにくいため、従来の VOR よりも本質的に正確です。DVOR の可変信号は 30 Hz FM 信号で、CVOR では 30 Hz AM 信号です。CVOR ビーコンからの AM 信号が建物や丘で反射すると、航空機はメイン信号と反射信号の位相中心にあるように見える位相を確認し、この位相中心はビームが回転するにつれて移動します。DVOR ビーコンでは、可変信号が反射されると、強度が等しくなく位相が異なる 2 つの FM 信号のように見えます。30 Hz サイクルにつき 2 回、2 つの信号の瞬間偏差が同じになり、位相ロック ループが (一時的に) 混乱します。2 つの瞬間偏差が再び離れると、位相ロック ループは強度が最も大きい信号 (視線信号) を追跡します。ただし、2 つの偏差の位相分離が小さい場合、位相ロック ループは、30 Hz サイクルのより大きな割合で真の信号にロックする可能性が低くなります (これは、航空機の位相比較器の出力の帯域幅によって異なります)。一般に、反射によって軽微な問題が発生する可能性がありますが、これらは通常、CVOR ビーコンの場合よりも 1 桁程度小さくなります。

パイロットが真東から VOR ステーションに近づきたい場合、航空機はステーションに到達するために真西に飛行する必要があります。パイロットは OBS を使用してコンパス ダイヤルを回転させ、27 (270°) の数字がダイヤル上部のポインター (プライマリ インデックスと呼ばれる) と揃うようにします。航空機が 90° ラジアル (VOR ステーションの真東) をインターセプトすると、針は中央になり、To/From インジケーターは「To」を示します。パイロットは VOR を逆方向を示すように設定していることに注意してください。航空機は 90° ラジアルに従いますが、VOR は VOR ステーションへのコースが 270° であることを示します。これは「090 ラジアルで進入する」と呼ばれます。パイロットは、VOR ステーションへのコースに従うために、針を中央に保つだけで済みます。針が中心から外れると、航空機は針が再び中央に戻るまで針の方向に向きを変えます。航空機が VOR ステーションを通過すると、To/From インジケーターは「From」を示し、航空機は 270° ラジアルに沿って外向きに進みます。CDI の針は、ステーションの真上にある「混乱の円錐」内で振動したり最大スケールになったりすることがありますが、航空機がステーションを少し超えて飛行すると、中心に戻ります。

右の図では、方位リングがプライマリ インデックスで 360° (北) に設定され、針が中央にあり、To/From インジケーターが「TO」を示していることに注目してください。VOR は、航空機がVOR ステーションへの360° コース (北) 上にあることを示しています (つまり、航空機は VOR ステーションの南にあります)。To/From インジケーターが「From」を示している場合は、航空機がVOR ステーションから360° のラジアル上にあることを意味します(つまり、航空機は VOR の北にあります)。航空機がどの方向に飛行しているかはまったく示されていないことに注意してください。航空機は真西に飛行している可能性があり、この VOR のスナップショットは、航空機が 360° ラジアルを横切った瞬間である可能性があります。

VOR指示器を初めて使用する前に、VOR試験施設（VOT）のある空港で試験と較正を受けることができる。VOTは、可変方向信号を別の全方向信号に置き換え、ある意味では全方向に360°の放射状を送信するという点でVORと異なる。NAV受信機をVOT周波数に合わせ、次にOBSを回転させて針が中央に来るようにする。指示器がFROM旗が見えている状態で000から4度以内、またはTO旗が見えている状態で180度以内であれば、ナビゲーションに使用可能とみなされる。FAAは、IFR飛行の30日以内にVOR指示器の試験と較正を行うことを義務付けている。^[27]

局からのラジアルや局へのコースをインターセプトするためにどの方向に飛行するかを決定する方法は多数あります。最も一般的な方法は、頭字語 TITPIT を使用する方法です。この頭字語は、Tune (調整)、Identify (識別)、Twist (ねじり)、Parallel (平行)、Intercept (インターセプト)、Track (追跡) の略です。これらの各手順は、航空機が指示された方向に向かっていることを確認するために非常に重要です。まず、ナビゲーション ラジオに目的の VOR 周波数を合わせます。次に、最も重要なのは、聞いたモールス信号をセクション チャートと照合して正しい VOR 局を特定することです。3 番目に、VOR OBS ノブを回して、局の目的のラジアル (FROM) またはコース (TO) にします。4 番目に、方位計が VOR で設定されたラジアルまたはコースを示すまで、航空機を傾けます。5 番目の手順は、指針に向かって飛行することです。指針が左にある場合は、30 ～ 45° 左に旋回し、その逆も同様です。最後の手順は、VOR 指針が中央に配置されたら、航空機の方向をラジアルまたはコースに戻し、飛行したラジアルまたはコースを追跡することです。風がある場合は、VOR の針を中央に保つために風補正角度が必要になります。

VOR ラジアルを傍受する方法が他にもあり、これは HSI (水平状況指示器)の操作とより密接に一致しています。上記の最初の 3 つの手順は同じです。調整、識別、ねじりです。この時点で、VOR の指針は左または右にずれているはずです。VOR 指示器を見ると、指針と同じ側にある数字は常に、指針を中央に戻すために必要な方位です。次に、航空機の方向を回して、影付きの方位の 1 つに合わせます。適切に実行すれば、この方法では逆方向の感知は発生しません。 ^{[定義が必要]}この方法を使用すると、HSI が私たちが精神的にやろうとしていることを視覚的に示すため、HSI の仕組みをすぐに理解できます。

隣の図では、航空機が VOR から 315° の方位に位置しながら 180° の方向へ飛行しています。OBS ノブを 360° に回すと、針は右に振れます。針は360 から 090 までの数字を塗りつぶします。航空機がこの範囲内のどこかへ向かうと、ラジアルをインターセプトします。針は右に振れますが、塗りつぶされた範囲へ向かう最短の方法は左に旋回することです。

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