Distance measuring equipment

Distance measuring equipment, forkortet DME, er et bakkebasert radionavigasjonshjelpemiddel som brukes i luftfart for å måle avstand fra et luftfartøy til en DME-stasjon. Systemet har en rekkevidde på om lag 200 nautiske mil, eller 370 kilometer.

DME er opererer i UHF-båndet fra 962 MHz til 1213 MHz.  DME frekvensene er delt opp i 126 X-kanaler og 126 Y-kanaler. Hver av kanalene kan håndtere 100-200 luftfartøy.

Forskjellen på X- og Y-kanalene er :
 Pulsavstanden på spørre-pulsparene; X-kanal 12 mikrosekunder, Y-kanal 36 mikrosekunder
 Pulsavstand på svarpulsparrene; X-kanal 12 mikrosekunder, Y-kanal 30 mikrosekunder
 Systemforsinkelse; X-kanal 50 mikrosekunder, Y-kanal 56 mikrosekunder
 I tillegg er frekvensforskyvningen mellom spørre- og svarpulser forskjellig på X- og Y-kanaler, Forskjellen er alltid 63MHz, men for X-kanaler i nedre del av frekvensbåndet (1-63X) vil svarfrekvensen være 63MHz lavere mens det for Y-kanaler vil være 63MHz høyere. For kanaler i øvre del av frekvensbåndet (64-128) er det omvendt. X-kanalenes frekvens er 63MHz høyere mens Y-kanalenes svarfrekvens er 63MHz lavere.

Pulsene som sendes ut fra fartøy/DME har et bestemt utseende  eller såkalte Gausiske pulser. De skal ha en stigetid på 1,5 til 3 mikrosekunder, pulsbredde på 3 til 4 mikrosekunder og en falltid på 1,5 til 3 mikrosekunder.

Bruk av DME 
En DME-stasjon har til nå som regel vært lokalisert sammen med et VOR, og blir ofte betegnet som en VOR/DME. Den kan også benyttes sammen med  ILS for innflygning, og utstyret kalles da gjerne ILS+DME. DME erstatter da markerne. I fremtiden vil DME få en større selvstendig rolle ved at flere DME-stasjoner "samvirker". Det vil si at et fly kan ta inn flere DME-stasjoner samtidig. Flyet måler avstanden til hver av stasjonene. Hvis en trekker en linje for eksempelvis mellom disse, kan computeren i flyet følge denne imaginære linjen. Dette er mulig fordi computeren vet avstanden til de DME stasjonene den "ser".
Av dette skjønner en at flyet må se minst to DME-stasjoner. Dette betegnes Area Navigation, RNAV.

Virkemåte 
Utstyret opererer ved at flyets måleinstrumenter starter med å sende ut ca. 100 "spørre-pulspar" i sekundet til DME-stasjonen (search mode). Er det X-kanal er det 12 mikrosekund mellom pulsene i spørre-pulsparet. For en Y-kanal DME, er det 36 mikrosekunder mellom pulsene i spørre-pulsparet. Med 100 pulspar så vil det ta ca. 1500 mikrosekunder alle 100 pulsparene. Pulsparene sendes i en tilfeldig avstand mellom parene. Tenker en på en tidsskala med 1 sekund som referanse så er 1500 mikrosekunder liten liten del av denne tiden. Dette gjøres for at flere fly skal kunne spørre uten å forstyrre hverandre. For at flyet skal finne igjen sine egne svarpulser, så må flymottakeren få samme avstandsindikasjon på i størrelssorden 7 av 15 pulspar (litt avhengi av hvilken flymottaker som sitter i flyet). Når dette skjer, så får flyet såkalt lock og spørre-pulsraten vil synke til ca. 30 pulspar i sekundet. Flyet må få svar tilbake fra DME-stasjonen på 70% av sitt eget sendemønster for å godta svaret. Dette gjøres for å sikre at det er flyets egne pulser som mottas. Husk også at det kan være opp til 100 fly som har sendt spørre-pulser.

Elektromagnetiske bølger har en hastighet på ca. 300000 km/s, så 1 mikrosekund tilsvarer 150 meter fordi pulsene går samme strekning to ganger. Det benyttes pulspar med svært strenge spesifikasjoner. Dette gjøres for å være sikker på at det er et fly som sender til DME stasjonen. DME vil avvise alle pulspar som ikke tilfredsstiller spesifikasjonene. Alle DME-stasjoner har en systemforsinkelse (System Delay) på 50 mikrosekunder for X-kanal og 56 mikrosekunder for Y-kanal. Det vil si at DME-stasjonen vil vente i 50 /56 mikrosekunder etter at den har mottatt en spørrepuls, før den sender en svarpuls. Denne tiden trekkes fra totaltiden i flyet. DME er utstyrt med antiekko funksjoner slik at reflekterende signaler ikke skal påvirke signalbehandlingen.
I flyet presenteres avstanden i nautiske mil, med en oppløsning på 0,1 NM.

Avstanden som beregnes i flyet er såkalt slant range, eller «skrå-avstand» til stasjonen, med dette følger at den reelle avstanden vil være litt mindre enn skråavstanden som flyets instrumenter regner ut. Dette fører til en feilmargin avhengig av flyets høyde. Siden flyets utstyr vet avstanden til DME-stasjonen, vet den også hvor lang tid den bruker til stasjonen. Dette fordi den vet hastigheten på flyet.

Eksempler
Et fly som er 2000 ft over stasjonens nivå og som leser en avstand på 40 nautiske mil (NM) vil derfor være lengre unna horisontalt enn et fly som er i 20 000 ft og også leser 40 NM på sitt utstyr i flyet. Likevel er dette såpass små forskjeller at det i stor grad er neglisjerbart.

Således følger at et fly som er 5500 ft (ca. 1850 m) over stasjonen, vil kunne lese at det er 1 NM fra stasjonen, selv om det horisontalt sett er rett over den. Et fly i flygenivå 330 (33 000 ft / 11 000 m) høyde over stasjonen vil følgelig lese 11 000  / 1852 m = 6 NM avstand fra stasjonen, selv om også dette er horisontalt sett rett over stasjonen.

Eksterne lenker
 DME – Distance Measuring Equipment

Radionavigasjon
Lufttrafikktjeneste
Engelske ord og uttrykk