VHF omnidirectional range: differenze tra le versioni

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[[File:VORTAC TGO Aichtal Germany 01.JPG|thumb|Una stazione VORTAC in [[Germania]]]]

Il '''''very high frequency omnidirectional range''''', più comunemente conosciuto come '''''VOR''''', è un sistema di [[radionavigazione]] per [[Aeromobile|aeromobili]]; dal [[1949]] l'[[Organizzazione Internazionale dell'Aviazione Civile|ICAO]] lo ha definito come standard per le [[Navigazione|navigazioni]] a corto e medio raggio, sostituendo i radiosentieri a quattro braccia funzionanti in bassa frequenza.

== Descrizione ==

Il '''VHF Omnidirectional Range''', più comunemente conosciuto come '''VOR''', è un sistema di [[radionavigazione]] per aeromobili. Un VOR trasmette un segnale radio [[VHF]] che indica sia il nome della stazione sia l'angolo che c'è tra la stazione e il velivolo che riceve il segnale, indicando quindi al [[aviatore|pilota]] la sua posizione rispetto alla stazione emittente. Confrontando su una mappa la rotta dell'aereo e la sua posizione rispetto al VOR si ottiene la posizione del velivolo. Spesso le stazioni di terra sono dotate anche del DME ([[Distance Measuring Equipment]]) che misura la distanza tra l'emittente e il ricevitore.

[[File:VOR Vicenza.jpg|thumb|La stazione VOR di [[Vicenza]]]]

Una stazione di terra VOR, chiamata anche '''radiofaro''', trasmette [[Onda radio|onde radio]] in [[VHF]] che vengono captate da un ricevitore a bordo che le elabora e fornisce informazioni utili al pilota per capire la sua [[Fix (aviazione)|posizione]] rispetto al radiofaro.

Il segnale inviato indica sia l'identificativo della stazione (in [[codice Morse]]) sia la posizione dell'aereo relativa a quest'ultima in riferimento al polo nord magnetico, indicando quindi al [[aviatore|pilota]] il suo rilevamento rispetto alla stazione emittente. Utilizzando il sistema [[radiale]] + [[Distanza euclidea|distanza]], si può ottenere la posizione sulla radiale rispetto al VOR del velivolo. Molte stazioni di terra sono anche dotate del DME ([[Distance Measuring Equipment]]) che consente al ricevitore di misurare la sua distanza dall'emittente.

Il VOR divenne il principale sistema di radionavigazione negli [[anni 1960|anni '60]]: il vantaggio di questo sistema rispetto ai vecchi NDB ([[Non-Directional Beacon]]) è che il segnale radio indica anche se si sta viaggiando verso (''to'') o dalla (''from'') stazione emittente, permettendo al pilota di seguire più facilmente una linea immaginaria tracciata nel cielo.

Il VOR divenne il principale sistema di radionavigazione negli [[anni 1960|anni sessanta]]: il vantaggio di questo sistema rispetto ai vecchi NDB ([[Non-Directional Beacon]]) è che il segnale radio indica anche se si sta viaggiando verso (''To'') o dalla (''From'') stazione emittente, permettendo al pilota di seguire più facilmente una linea immaginaria tracciata nel cielo.[[File:Vor simbolo.gif|thumb|Simbolo cartografico ed identificativo di un VOR]]

La [[rotta aerea|rotte aree]], conosciute come ''[[alfabeto foneico NATO|Victor]] Airways'', sono costruite collegando stazioni VOR diverse e [[aeroporto|aeroporti]]

Le [[rotta aerea|rotte aree]] tra cui le ''[[Aerovia|aerovie]]'', sono disegnate collegando idealmente VOR o altre [[radioassistenza|radioassistenze]] ad [[aeroporto|aeroporti]].

I VOR forniscono indicazioni molto più accurate e sono più affidabili degli NDB grazie ai componenti con cui sono costruiti, ma queste stesse componenti rendono sia le stazioni di terra sia i ricevitori a bordo più costosi nella manutenzione e nell'installazione. Inoltre possono funzionare entro un raggio massimo che va dai 46 ai 240 chilometri: questo comporta la costruzione di una grande rete di stazioni per coprire le principali rotte aeree.

I VOR forniscono indicazioni molto più [[Accuratezza|accurate]] e sono più [[Affidabilità|affidabili]] degli NDB grazie alle frequenze utilizzate e ai componenti con cui sono costruiti, ma queste stesse componenti rendono sia le stazioni di terra sia i ricevitori a bordo più costosi nella manutenzione e nell'installazione.

=== Funzionamento ===

<!--

I VOR operano su radiofrequenze assegnate tra i 108,0 [[megahertz]] (MHz) e i 117,95&nbsp;MHz, che sono compresi nella banda riservata ai segnali [[VHF]], mentre l'ampiezza del canale è di 50&nbsp;kHz. Le onde VHF, essendo onde a propagazione diretta, hanno il vantaggio di non essere soggette a errori di rifrazione. I sistemi VOR utilizzano la relazione di [[fase (segnali)|fase]] tra due segnali di 30&nbsp;Hz per codificare la direzione. La [[Onda portante|portante]] principale è un semplice segnale audio in [[Modulazione di ampiezza|AM]] che trasmette l'identificativo della stazione in [[codice Morse]]. Il secondo segnale di 30&nbsp;Hz è in [[Modulazione di frequenza|FM]] modulato su una [[sottoportante]] di 9&nbsp;960&nbsp;Hz. Il segnale così miscelato è poi passato a una cortina di quattro [[Antenna omnidirezionale|antenne omnidirezionali]], che ruotano il segnale 30 volte al secondo. Si noti che le antenne non devono necessariamente essere ruotate fisicamente, come avveniva nei primi strumenti di questo tipo, a oggi i trasmettitori VOR utilizzano due antenne a telaio tra di loro ortogonali, una con un diagramma di radiazione pari a <math>\cos(\alpha)</math>, l'altra con diagramma di radiazione pari a <math>\sin(\alpha)</math>, alimentate rispettivamente con il segnale <math>\cos(60\pi t)\cos(2\pi F_c t)</math> e con il segnale <math>\sin(60\pi t)\cos(2\pi F_ct)</math>, dove α è l'angolo formato dalla congiungente velivolo stazione e la direzione del polo nord magnetico, mentre <math>F_c</math> è la frequenza della portante, in modo che l'aeroplano possa ricevere un segnale dipendente dalla sua direzione di volo senza la complicazione di ruotare l'antenna al suolo.

==How the VOR works==

Each VOR operates on a [[radio frequency]] assigned to it between 108.0 [[megahertz]] (MHz) and 117.95 MHz, which is in the VHF (very high frequency) range. The channel width is 50 kHz. VHF was selected because it travels only in straight lines, resisting bending due to atmospheric effects, thereby making angle measurements accurate. However, this also means that the signals do not operate "over the horizon"; VOR is line-of-sight only, limiting the maximum operating radius to 130 [[nautical mile|nmi]] (240 [[kilometre|km]]).

[[File:VOR principle.gif|thumb]]

VOR systems use the phase relationship between two 30 Hz signals to encode direction. The main "carrier" signal is a simple [[Amplitude modulation|AM]] tone broadcasting the identity of the station in [[morse code]]. The second 30 Hz signal is FM modulated on a 9960 Hz subcarrier. The combined signal is fed to an array of four omnidirectional antennas, which rotates the signal at 30 times a second. Note that the antennas need not be physically rotating&mdash;all VOR beacons use a [[Phased array|phased antenna array]] such that the signal is "rotated" electronically.

Quando il segnale viene ricevuto dall'aereo, il segnale FM viene decodificato dalla sottoportante e la frequenza viene estratta. I due segnali a 30&nbsp;Hz vengono poi confrontati per desumere la differenza di fase. La differenza di fase così calcolata corrisponde all'angolo dell'antenna al momento della trasmissione del segnale per mezzo del quale si codifica la direzione della stazione nel momento in cui il fascio più stretto raggiunge il ricevitore.

La differenza di fase viene poi miscelata con una fase costante prodotta localmente. Questo ha l'effetto di cambiare l'angolo. Il risultato viene quindi mandato a un amplificatore, l'uscita del quale pilota i puntatori degli strumenti. Cambiando la fase locale, utilizzando la manopola conosciuta come '''Omni-Bearing Selector''' o '''OBS''', il pilota può azzerare l'angolo di una stazione. Per esempio, se il pilota desidera volare a 90 gradi rispetto a una stazione, l'OBS miscela −90 gradi di fase per mezzo dei quali l'ago dell'indicatore segni zero (centrato) quando il velivolo sta volando a 90 gradi rispetto alla stazione.

When the signal is received in the aircraft, the FM signal is decoded from the subcarrier and the frequency extracted. The two 30 Hz signals are then compared to extract the phase difference between them. The phase difference is equal to the angle of the antenna at the instant the signal was sent, thereby encoding the direction to the station as the narrow beam washed over the receiver.

In molte stazioni VOR è presente un altro aiuto alla navigazione chiamato [[Distance Measuring Equipment|DME (''Distance Measuring Equipment'')]]. La combinazione di queste due assistenze viene chiamata VOR-DME o [[VORTAC]], in base all'ente che li gestisce; un VORTAC è un VOR civile collocato insieme a un [[TACAN]], il sistema di navigazione per aeromobili militari. Il VOR-DME e il TACAN condividono lo stesso DME.

The phase difference is then mixed with a constant phase produced locally. This has the effect of changing the angle. The result is then sent to an amplifier, the output of which drives the signal pointers on a compass card. By changing the locally produced phase, using a knob known as the '''Omni-Bearing Selector''', or '''OBS''', the pilot can zero out the angle to a station. For instance, if the pilot wishes to fly at 90 degrees to a station, the OBS mixes in a &minus;90 phase, thereby making the indicator needle read zero (centered) when the plane is flying at 90 degrees to the station.

Il DME fornisce ai piloti la distanza "obliqua" dalla stazione di terra, non la distanza al suolo. Questo implica che a basse altitudini o a distanze molto elevate la differenza può essere trascurabile: quindi conoscendo la radiale della stazione e la distanza si può tracciare la posizione dell'aereo su una mappa aeronautica.

[[Image:VORTAC TGO Aichtal Germany 01.JPG|thumb|VORTAC TGO (TANGO) Germany]]

Many VORs have another navigation aid called [[Distance Measuring Equipment|DME]] (distance measuring equipment) at the same ___location. The combination may be called a VOR-DME or VORTAC, depending on the agency operating the facility; a VORTAC is a civilian VOR co-located with a military [[TACAN]] navigation system. Both VOR-DME and TACAN share the same DME system.

Alcune stazioni hanno bassa potenza per una navigazione a livello regionale, mentre altre dispongono di una potenza maggiore per la navigazione ad alta quota.

DME provides the pilot with the aircraft's ''slant'' distance from the ground station (i.e. the direct distance, not the ground distance). At lower altitudes and/or at a respectable distance from the DME, the difference is negligible, and so by knowing both the distance and radial from the station, the aircraft's position can be plotted on an aeronautical chart from a single station.

=== Utilizzo ===

Some VORs are low power for regional navigation and others are high power for high altitude long range navigation.

[[File:vor.gif|thumb|Ricevitore VOR di bordo]]

[[File:Vor indicator.png|thumb|La freccia gialla indica se si sta viaggiando verso (''To'') o dalla (''From'') stazione emittente]]Il classico strumento VOR è formato da un disco a bussola (solitamente chiamato compass card) a cui viene sovrapposto un ago verticale chiamato Course Deviation indicator (CDI)<ref>{{Cita web|url=https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/phak/media/18_phak_ch16.pdf|titolo=Pilot’s Handbook of Aeronautical Knowledge - Capitolo 16 Navigation}}</ref> e da un indicatore cosiddetto To/From (a/da).

All'esterno del disco c'è una manopola chiamata Omni Bearing Selector (OBS) che ruota il disco e serve a selezionare la [[radiale]] rispetto a cui si vogliono ottenere le indicazioni.

Tutti gli angoli rilevati dai VOR sono riferiti al [[Polo magnetico (astronomia)|polo nord magnetico]] (che differisce dal [[Nord geografico|polo nord geografico]] per l'angolo di [[declinazione magnetica]]) per permettere un facile confronto tra le indicazioni dello strumento e quelle della [[bussola]]. Per la navigazione, quando bisogna riportare le radiali rilevate sulle [[Proiezione cartografica|carte]], occorre tenere quindi conto della [[declinazione magnetica]]. Per questo motivo sulle carte VFR, le rose graduate intorno alle stazioni VOR vengono orientate rispetto al polo nord magnetico mentre, sulle carte utilizzate nel volo [[Regole del volo strumentale|IFR]], tutte le rotte sono misurate rispetto al polo nord magnetico, a meno che non sia espressamente indicato con la lettera °T, che sono riferite al [[Nord geografico|polo nord geografico]]<ref>{{Cita web|url=http://ww1.jeppesen.com/documents/aviation/business/ifr-paper-services/glossary-legends.pdf|titolo=Legenda carte strumentali Jeppesen|accesso=26 luglio 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20130523033848/http://ww1.jeppesen.com/documents/aviation/business/ifr-paper-services/glossary-legends.pdf|dataarchivio=23 maggio 2013|urlmorto=sì}}</ref>. I criteri con cui devono essere rappresentate le rotte e aggiornati i dati relativi alla [[declinazione magnetica]] sulle carte aeronautiche sono stabiliti dall'Annesso 4 ICAO<ref>{{Cita web|url=http://dgca.gov.in/intradgca/intra/icao%20annexes/an04_cons.pdf|titolo=Annesso 4 ICAO - Carte Aeronautiche|accesso=26 luglio 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20190214195054/http://dgca.gov.in/intradgca/intra/icao%20annexes/an04_cons.pdf|dataarchivio=14 febbraio 2019|urlmorto=sì}}</ref>.

L'utilizzo del VOR è molto più semplice di quello dell'[[Non-directional beacon|NDB]] in quanto, se usato nella maniera corretta, centrando il CDI, si può leggere direttamente il valore della [[radiale]] su cui si trova l'[[aeromobile]], senza dover fare conteggi. Lo strumento, inoltre, indicherà l'eventuale scostamento a destra o sinistra rispetto alla [[radiale]] selezionata. Ad esempio se un aereo sta volando con prua 180° verso la stazione, con il CDI centrato su 18 TO (radiale 360° inbound) e viene spostato dal vento a destra della radiale, il CDI si sposterà a sinistra. A quel punto il pilota, per rientrare in rotta, non dovrà fare altro che virare verso sinistra (ad esempio per prua 170°) fino a quando il CDI non tornerà nuovamente al centro.

==Using the VOR==

[[Image:vor.gif|thumb|A mechanical VOR display]]

A typical mechanical VOR display consists of a compass dial (usually called a compass card) surrounding a vertical needle and a To/From indicator. Outside the compass dial is a knob called the Omni Bearing Selector (OBS) that rotates the compass dial. All angles are referenced to [[magnetic north]], to allow VOR and [[compass]] angles to be easily compared. Magnetic north differs from [[true north]] by a number called the [[magnetic variation]], which varies depending on one's ___location around the world and is available on aeronautical charts and in directories.

In volo, lo strumento si utilizza principalmente per due scopiː

If the pilot wants to approach the VOR station from due east he will have to fly due west to reach the station. The pilot will use the OBS to rotate the compass dial until the number 27 (270 degrees) aligns with the pointer at the top of the dial. When the aircraft intercepts the 90 degree radial (due east of the VOR station) the needle will be centered and the To/From indicator will show "To". Notice that the pilot set the VOR to indicate the reciprocal; the aircraft will follow the 90 degree radial while the VOR indicates that the course "to" the VOR station is 270 degrees. The pilot needs only to keep the needle centered to follow the course to the VOR station. If the needle drifts off-center he turns toward the needle until it is centered again. After the aircraft passes over the VOR station the To/From indicator will indicate "From" and the aircraft is then on the 270 degree radial. The needle will generally swing all the way to one side as the aircraft passes over the vicinity of the VOR station but will recenter once the aircraft has flown a short distance beyond the station.

* determinare la linea di posizione su cui si trova l'aeromobile rispetto a una stazione oppure, conoscendo la distanza [[Distance Measuring Equipment|DME]] o rilevando la propria linea di posizione rispetto a un'altra radioassistenza, si possono fare dei [[Fix (aviazione)|fix]];

In the illustration above, notice that the compass ring is set at 254 degrees, the needle is centered and the To/From indicator is showing "From" (FR). The VOR is indicating that the aircraft is on the 254 degree radial, west-southwest "from" the VOR station. If the To/From indicator were showing "To" it would mean the aircraft was on the 74 degree radial and the course "to" the VOR station was 254 degrees. Note that there is absolutely no indication of what direction the aircraft is flying. The aircraft could be flying due north and this snapshot of the VOR could be the moment when it crossed the 254 degree radial. However, it is probably safe to assume that the aircraft is flying a course of 254 degrees, has overflown the VOR station and is now flying away from it.

* navigare da o per le stazioni VOR seguendo una radiale come si fa, ad esempio, quando si segue un'aerovia o una procedura strumentale.

Le cose da tenere a mente e che sono fondamentali per l'utilizzo corretto dello strumento, sono cheː

Following a single course with a VOR is much easier than with a [[Non-directional beacon|NDB]]. With an NDB only the direction to the station is known, not the radial on which the aircraft lies. This may sound like the same thing, but the key difference is that in order to overfly an NDB the indicator must be centered in the display, the exact ___location of the aircraft in reference to that station is unknown. In order to find the radial, the NDB pointer must be centered and then referenced to the compass. In addition, as the aircraft approaches the NDB any crosswind will cause the aircraft to drift to one side of the desired course. As the pilot recenters the indicator the aircraft will follow a curved path to the NDB and overfly it from a direction far from the one he started the approach from.

* le indicazioni dello strumento non sono in alcun modo collegate alla [[prua]] dell'aeromobile, a meno che non si disponga di un [[Horizontal Situation Indicator|HSI]];

When the aircraft passes overhead a VOR station, it enters the [[cone of confusion]], an imaginary inverted cone, where it cannot correctly identify its radial (and distance for DME). Once the aircraft has passed through this area, the VOR will indicate the "From" radial that is now being flown; the pilot continues to navigate by keeping the pointer centered in the display. With an NDB the pointer will suddenly "flip over" as the station is passed, and in order to continue flying the same direction the pilot has to reverse all corrections. This is often very difficult.

* è sempre il pilota che deve impostare i valori in TO, se si vuole avvicinare alla stazione o in FROM, se si vuole allontanare o conoscere la radiale su cui si trova. Se l'aereo si trova esattamente a nord della stazione infatti, il CDI si centrerà sia sull'indicazione N (FROM) sia su S (TO).

Per determinare un fix utilizzando due VOR occorre sintonizzare le due stazioni su due apparati differenti, girare i pomelli dell'OBS fino a quando i CDI sono allineati al centro con l'indicazione "from" e tracciare i due rilevamenti sulla carta. Il punto in cui si incrociano le due [[Semiretta|semirette]] rappresenterà la posizione (più o meno gli eventuali errori di accuratezza) dell'aeromobile<ref>{{Cita web|url=https://www.icao.int/Meetings/anconf12/Document%20Archive/AN10_V2_cons%5B1%5D.pdf|titolo=L'errore massimo dei VOR è indicato nell'Annesso 10 al paragrafo 3.7 VOR system accuracy}}</ref>. Se a bordo non sono disponibili due apparati, occorrerà inserire prima una stazione e poi l'altra per determinare il fix; in questo caso però, non avendo i due rilevamenti in contemporanea, la posizione rilevata sarà meno precisa.

Taking a position fix with a VOR is no easier than with an NDB however. In both cases two stations must be tuned in and their directions found and plotted on a chart. The VOR does offer somewhat better accuracy in this case due to the nature of the signals, but offsets this slightly by the need to rotate the OBS in order to find the direction to the station.

Quando l'aereo sorvola una stazione VOR entra nel ''cono di confusione'', un cono immaginario dove non è possibile identificare correttamente la radiale. Una volta che l'aereo ha attraversato quest'area l'indicazione passerà da TO a FROM e le indicazioni del CDI continueranno a essere "istintive".

Navigating along lines between stations, as opposed to over them, also remains a difficult problem for either system. In this case the radials change as the aircraft moves, and the only reasonable way to do this manually is to plot the course and sample fixes along it before flight. Errors in navigation can be very difficult to correct, requiring a fix and then comparing that to one of the sample fixes plotted earlier.

== Copertura ==

Electronics can solve this problem, and Area Navigation (RNAV) systems makes such tasks almost foolproof. An RNAV system is an [[analog computer]] that is attached to several VOR receivers and can use both VOR and DME data in order to continually calculate a fix. Flight paths can be selected as the pilot wishes, and the electronics will continually calculate the direction needed to stay on that path, just as if the pilot was flying a VOR radial.

La portata di un VOR è determinata dalla potenza di trasmissione, dall'eventuale presenza di ostacoli (ad esempio montagne o costruzioni) che impediscano la propagazione del segnale e dalla quota a cui si trovano antenna trasmittente e ricevente. I VOR con potenza di emissione di 200 [[watt]] possono essere ricevuti anche a 200 [[miglia nautiche]] dalla stazione. L'elenco delle radioassistenze italiane è pubblicato nella sezione ENR 4.1.1 dell'[[Aeronautical Information Publication|AIP]] Italia<ref>{{cita web|url=https://www.enav.it/enavWebPortalStatic/AIP/AIP/enr/enr4/ENR4-1-1.pdf|titolo=L’elenco delle radioassistenze operative sul territorio italiano}}</ref> e riporta le limitazioni, nel caso una stazione non raggiunga il Service Standard Volume minimo richiesto <ref>{{cita web|url=https://ext.eurocontrol.int/aixm_confluence/display/ACGAIP/Facility+coverage|titolo=La descrizione di come viene stabilita la portata di una radioassistenza e come si leggono le informazioni riportate sull’AIP}}</ref> dall'Annesso 10 [[ICAO]]<ref>{{cita web|url=http://dgca.gov.in/intradgca/intra/icao%20annexes/an10_v1_cons.pdf|titolo=Annesso 10 ICAO – Aeronautical Telecommunication – Volume 1 Volume I Radio Navigation Aids|urlmorto=sì|accesso=25 luglio 2019|dataarchivio=13 luglio 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20190713083045/http://dgca.gov.in/intradgca/intra/icao%20annexes/an10_v1_cons.pdf}}</ref>.

Le coperture minime che devono garantire i VOR sono le seguenti:

==VORs and aerial highways==

{| class="wikitable"

[[Image:VOR_on_sectional.gif|thumb|The Avenal VOR shown on a sectional aeronautical chart. Notice the light blue airways radiating from the VOR. (click to enlarge)]]

|+

VOR stations are used as intersections along [[airway (aviation)|airways]]. A typical airway will hop from station to station in straight lines. As you fly in a commercial [[airliner]] you will notice that the aircraft flies in straight lines occasionally broken by a turn to a new course. These turns are often made as the aircraft passes over a VOR station. There are also navigational reference points where two radials from different VOR stations intersect. These intersections may or may not lie along mapped airways.

!Tipo VOR

!Utilizzo

!Altitudine in ft (piedi)

!Portata segnale in NM (miglia nautiche)

|-

|T (terminal)

|VOR utilizzati per la procedure di avvicinamento

|Da 1&nbsp;000 a 12&nbsp;000

|25

|-

|L (low altitude)

|VOR utilizzati per la navigazione a bassa quota

|Da 1&nbsp;000 a 18&nbsp;000

|40

|-

| rowspan="4" |H (high altitude)

| rowspan="4" |VOR utilizzati per la navigazione ad alta quota

|Da 1&nbsp;000 a 14&nbsp;500

|40

|-

|Da 14&nbsp;500 a 18&nbsp;000

|100

|-

|Da 18&nbsp;000 a 45&nbsp;000

|130

|-

|da 45&nbsp;000 a 60&nbsp;000

|100

|}

La portata del VOR, utilizzando [[Very high frequency|onde dirette]], dipende anche dalla [[Sfericità della Terra|curvatura terrestre]]. A bassa quota può capitare di non essere a portata visiva perché la stazione trasmittente si trova sotto la linea dell'[[orizzonte]]. Per calcolare la distanza massima a cui si può ricevere un segnale VHF in base alla quota la formula è la seguente: <math>1,23 \times\bigl(\surd h1 + \surd h2\bigr)</math><ref>{{Cita libro|titolo=Manuale Jeppesen- Radio Aids - Effective range of radio transmission}}</ref> <ref>{{Cita web|url=https://www.easa.europa.eu/sites/default/files/dfu/Annex%20II%20to%20ED%20Decision%202016-008-R.pdf|titolo=Acceptable Means of Compliance and Guidance Material to Part-FCL (Learning Objectives (LOs)) — Amendment 2 - 062 02 01 03 Coverage and range}}</ref> dove h1 è l'altezza dell'antenna trasmittente in piedi, h2 è l'altezza dell'antenna ricevente in piedi. Il risultato ottenuto è in miglia nautiche.

==I VOR e le rotte aeree==

Most instrument-rated aircraft have two VOR receivers. As well as providing a backup to the primary receiver the second receiver allows the pilot to easily follow a radial toward one VOR station while watching the second receiver to see when he crosses a certain radial from another VOR station.

Le stazioni VOR sono usate come intersezioni lungo le [[rotta aerea|aerovie]]. Una tipica aerovia è costituita da linee rette che collegano fra loro diverse stazioni VOR. Durante un volo, l'aereo viaggia in linea retta e ogni tanto effettua delle [[Virata (volo)|virate]]: queste virate avvengono quando nella rotta viene cambiato il VOR di riferimento.<br /> Altri riferimenti per la navigazione aerea sono costituiti da punti generati dall'intersezione di due radiali provenienti da stazioni diverse; non è detto però che queste intersezioni vengano segnalate nelle mappe delle aerovie.

Alcuni velivoli utilizzano due ricevitori di bordo: questo perché oltre a fornire uno strumento di riserva, il pilota può seguire più facilmente una radiale verso una stazione mentre controlla sul secondo apparato quando oltrepassa una certa radiale proveniente da un'altra stazione VOR.

==Accuracy==

The predictable accuracy of the the VOR system is ±1.4°. However, test data indicates that 99.94% of the time a VOR system has less than ±0.35° of error. VOR systems are internally monitored so that it will shutdown if the station error exceeds 1.0°.{{ref|FRS2001}}

==FutureAccuratezza==

Like many other forms of aircraft radio navigation currently used, it is likely that VOR systems will be replaced by some form of space based navigational system such as GPS. VOR is specifically in jeopardy because of the need for numerous stations to cover a large area. The [[Wide Area Augmentation System]] appears to be more cost effective since it can cover most of North America and it is sufficiently accurate for en route usage. The [[Local Area Augmentation System]] is planned to use the same VHF frequency band for its correction message. This would require some existing VOR facilities to be shutdown or there could be interference issues. {{ref|FRP2001}}

L'[[accuratezza]] prevedibile di un VOR è di ±1,4º; comunque i dati indicano che nel 99,94% dei casi l'errore è meno di ±0,35º. Le stazioni hanno dei sistemi di controllo che automaticamente segnalano o rendono inoperativo l'impianto nel caso l'errore sia maggiore di ±1º.

Le stazioni VOR sono in ogni caso dotate di apparecchiature di controllo che automaticamente intervengono a segnalare, ed eventualmente rendere inoperativo, l'impianto che dovesse manifestare uno scostamento dalle tolleranze previste dall'Annesso 10 ICAO.

Ai fini delle procedure di volo, l'accuratezza di un VOR in rotta viene valutata tramite [[root sum squared|RSS]] degli errori, che porta ai valori:

* ''Providing'': ±5,2º in rotta, ±7,8º per il segmento finale o di decollo.

* ''Intersecting'': ±4,5º.

L'area di protezione associata a una radiale, utilizzata per i segmenti finali o di mancato avvicinamento, o per una partenza, è di 1 [[Miglio nautico|NM]] da entrambi i lati, con un margine ben definito di 7,8º.

Il sistema VOR-DME è quello ancora oggi riconosciuto dall’ICAO come standard per la navigazione a corto e medio raggio, sulle cui stazioni a terra è costituita la rete di aerovie.

Il sistema consente al pilota di conoscere in ogni istante la sua posizione attraverso il rilevamento fornito dal VOR, e la distanza lungo di esso che viene fornito dal DME. Si usa anche dire che il sistema VOR-DME è un sistema “ ” (theta-rho), dove “ ” indica che viene fornito un azimuth, cioè un rilevamento, mentre “ ” indica che viene fornita una distanza.

Il V.O.R. (Very High Frequency Omnidirectional Range) è il sistema che dal 1949 l’ICAO ha definito come standard per le navigazioni a corto e medio raggio, sostituendo i radiosentieri a quattro braccia funzionanti in bassa frequenza.

Il sistema è costituito da una rete di stazioni a terra - che fungono da radiofari - emettenti onde radio in VHF, captate da un ricevitore di bordo e tradotte all’uso del pilota da un indicatore posto anch’esso a bordo del velivolo. Le stazioni a terra, oltre al segnale necessario alla navigazione, emettono un segnale Morse, costituito da due o tre lettere identificanti la stazione trasmittente e, talvolta, alcune emissioni in radiotelefonia trasmettenti informazioni meteo, di traffico, ecc…

L’antenna del ricevitore V.O.R. è costituita da un’antenna metallica dipolare a forma di “V”, di solito montata orizzontalmente sulla deriva del velivolo, ma potrebbe anche essere costituita da pinne o altri tipi.

==Il futuro==

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

L’evoluzione tecnologica degli ultimi anni ha modificato radicalmente la [[Regole del volo strumentale|navigazione strumentale]], che, a partire dal 2022, si baserà unicamente sulla Performance Based Navigation [[Required Navigation Performance|PBN]].<ref>{{cita web|url=https://www.enav.it/enavWebPortalStatic/AIP/AIP/publications/documents/AIC_A_2019_04.pdf|titolo=Circolare AIC A 4/19 relativa all’implementazione PBN in Italia.}}</ref><ref>{{cita web|url=https://www.icao.int/SAM/Documents/2009/SAMIG3/PBN%20Manual%20-%20Doc%209613%20Final%205%2010%2008%20with%20bookmarks1.pdf|titolo=Manuale 9613 ICAO contenente specifiche e descrizione del sistema PBN.}}</ref>

La stazione a terra genera 360 segnali sfasati derivati da un’onda portante emessi dalla stazione, chiamate RADIALI ed identificanti un fascio d’onde “Outbound” rispetto alla stazione. Ogni radiale ha una sua reciproca “Inbound” rispetto alla stazione, di valore pari alla radiale data ± 180°.

Ogni singola onda radio emessa dalla stazione a terra può essere assimilata ad una strada che noi potremo percorrere in due sensi opposti.

La strada percorsa nel senso in uscita - quello che porta dalla stazione verso l’esterno – sarà chiamata “RADIALE” e prenderà il nome dal valore del suo rilevamento magnetico (QDR).

La strada percorsa nel senso in entrata – dall’esterno verso la stazione – prenderà il nome della “Radiale Reciproca” a quella su cui ci si trova e prenderà il nome dal valore del rilevamento magnetico di quest’ultima (QDM).

Avremo quindi che:

1. QDR = “strada” che origina da un punto noto e da questo si allontana con un determinato orientamento magnetico. (QDR = Radiale).

2. QDM = “strada” che termina su un punto noto con un determinato orientamento magnetico. (QDM = Radiale reciproca = QDR ± 180°).

Le radiali sono ottenute mediante l’emissione di segnali elettromagnetici progressivamente sfasati tra loro, da 0° in corrispondenza della direzione del Nord Magnetico della stazione a 359°.

Si può visualizzare il principio immaginando un faro che emette due segnali luminosi. Il primo segnale, chiamato “segnale di riferimento” è assimilabile ad una luce intermittente visibile da ogni punto intorno alla sorgente; il secondo, chiamato “segnale variabile” è assimilabile ad uno stretto fascio di luce visibile solo quando, ruotando, passa per la posizione dell’osservatore. I due segnali sono fasati in modo che il “segnale di riferimento” lampeggi nell’istante in cui il “segnale variabile” passa per il Nord magnetico, ed il loro sfasamento aumenta progressivamente col ruotare, in senso orario, di quest’ultimo.

Nella realtà, i fasci luminosi sono fasci d’onde elettromagnetiche.

Il trasmettitore a terra emette in tutte le direzioni un “segnale di riferimento” con fase costante, ed un “segnale variabile” la cui fase cambia rispetto a quella del primo segnale di 1° per ogni grado di variazione azimutale intorno alla stazione con una ciclicità di 0.003 secondi.

La relazione “Differenza di Fase = Rilevamento a/m” si ottiene facendo in modo che la fase del “segnale di riferimento” sia totalmente indipendente dalla posizione del velivolo attorno alla stazione e, al contrario, quella del “segnale variabile” sia funzione lineare e continua del rilevamento magnetico dell’aeromobile. Da quanto sopra esposto è chiaro che il primo segnale serve da riferimento per misurare, partendo dal Nord (direzione in cui i due segnali sono fasati), la differenza in tempo tra i due segnali, ed è riconducibile ad un rilevamento magnetico (QDR).

Le stazioni radio a terra emettono un’onda portante in VHF nella banda compresa tra i 108.00 ed i 117.95 Mhz, con intervallo di 50 Khz. Dei 200 canali a disposizione del sistema, 40 sono riservati al sistema I.L.S. (Istrument Landing System) – il sistema di radioguida per gli avvicinamenti strumentali di precisione.

Le stazioni a terra emettono dei segnali polarizzati sul piano orizzontale con le seguenti modulazioni:

1. Segnale di riferimento – Frequenza 30 Hz;

2. Segnale variabile – Frequenza 30 Hz;

3. Segnale d’identificazione – Frequenza 1.020 Hz; è costituito da due o tre lettere trasmesse in alfabeto Morse e ripetuto con intervallo di 5 secondi;

4. Informazioni in radiotelefonia (eventuali) – Frequenza da 300 a 3.000 Hz; possono essere contenute informazioni di varia natura (Identificazione stazione, informazioni meteo, informazioni ATIS ecc…)

Le stazioni VOR saranno mantenute soltanto per avere un backup in caso di emergenza. Programmi come il VOR MON<ref>{{cita web|url=https://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ato/service_units/techops/navservices/transition_programs/vormon/|titolo=Il programma VORMON dal sito ufficiale FAA}}</ref> dell’[[Federal Aviation Administration|FAA]] prevedono di dismettere nei prossimi anni tra il 30% e il 50% dei VOR esistenti sul loro territorio. Anche l’[[ENAV]] prevede una riduzione delle stazioni a terra, a seguito dell’implementazione dei programmi [[SESAR]] ed [[EGNOS]]<ref>{{cita web|url=https://www.enav.it/sites/public/it/Servizi/sorveglianza-navigazione.html|titolo=Pagina ufficiale dal sito ENAV che descrive il passaggio alla navigazione basata su sistemi satellitari|accesso=25 luglio 2019|dataarchivio=25 luglio 2019|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20190725171708/https://www.enav.it/sites/public/it/Servizi/sorveglianza-navigazione.html|urlmorto=sì}}</ref>.

PRESENTAZIONE DEI DATI E INTERPRETAZIONE

L’apparato di bordo è costituito da un ricevitore e da un indicatore. Il ricevitore riceve ed interpreta (separa) le informazioni contenute in ogni singolo segnale radio (nella portante) e le invia all’indicatore, permettendo a quest’ultimo di tradurle in indicazioni interpretabili dal pilota..

Nel dettaglio essi sono così costituiti:

1. Ricevitore - A seconda che sia un apparato a se stante o accoppiato ad uno di comunicazione, prende il nome di “NAV” o “COM/NAV”, in ogni caso si compone dei seguenti elementi:

a) Interruttore ON/OFF - abilita o disabilita il funzionamento dell’apparato VOR;

b) Selettore di frequenza - necessario a selezionare la frequenza usata dalla stazione di terra per la trasmissione del segnale;

c) Reostato per la regolazione del volume – una “resistenza variabile” col compito di regolare il volume del segnale audio (spesso è incorporato nel comando ON/OFF);

d) Commutatore – permette di scegliere tra la ricezione del segnale audio d’identificazione della stazione trasmittente (Morse) e le trasmissioni radiotelefoniche.

2. Indicatore - Chiamato “OBI” (Omni Bearing Indicator) dalla capacità di presentare sia i VOR sia i Localizzatori ILS, è costituito dai seguenti elementi:

a) “Corona Azimuth” – posto nella parte esterna del quadrante, è costituita da un anello graduato in 360°, ruotabile attraverso il comando “OBS” (Omni Bearing Selector). Muovendo l’OBS è possibile leggere, sotto il relativo riscontro, qualunque radiale o sua reciproca;

b) “C.D.I.” (Corse Deviation Indicator) – indicatore a lancetta spesso fulcrato in testa.

c) “Barra di scostamento” – barra sulla quale si muove il CDI, composta da una serie di 10 pallini bianchi posti 5 a sinistra e 5 a destra della posizione centrale (ogni pallino ha valore 2°) ed indicante lo scostamento dalla radiale presa in esame.

d) Una finestrella “TO/FROM” – posta sul quadrante dell’indicatore ed attivata quando il VOR riceve un segnale attendibile. E’ alternativamente occupata da una bandierina bianca, a seconda della posizione assunta dal velivolo rispetto alla radiale selezionata;

e) Una bandierina “NAV/OFF” – appare sul quadrante con la scritta “NAV” quando l’apparato è operativo e riceve un segnale attendibile, con la scritta “OFF” quando indica che l’apparato non è operativo o il segnale è inattendibile o non ricevuto.

L’apparato VOR riceve ed interpreta i segnali trasmessi dai radiofari installati a terra. Il pilota, muovendo l’OBS posto sull’indicatore, ruota la corona graduata e seleziona una RADIALE, a questo punto l’apparato dividerà lo spazio circostante la stazione a terra in semipiani:

 Una prima divisione vede lo spazio circostante la stazione VOR di terra ripartito in due semipiani separati dalla RADIALE selezionata e dalla sua opposta.

Il semipiano (a) individua la porzione di spazio posta a sinistra della RADIALE e della sua reciproca, il semipiano (b), la parte opposta.

Il CDI indicherà la posizione della RADIALE spostandosi a destra se il velivolo si troverà nel semipiano (a) ed a sinistra se il velivolo si troverà su (b); insisterà al centro dello strumento quando il velivolo si troverà sulla radiale selezionata o sulla sua reciproca.

Quando un velivolo vola dal settore (a) al settore (b) o viceversa, il CDI inizierà a muoversi verso la radiale selezionata dal momento in cui attraverserà il fascio d’onde scostate di 10° rispetto a quella selezionata; all’approssimarsi di quest’ultima, infatti, il CDI si muoverà verso il centro dell’indicatore di un pallino bianco ogni 2°, e si sposterà nella parte opposta al superamento della selezionata.

 Una seconda divisione vede lo spazio circostante la stazione VOR di terra ripartito in altri due semipiani - FROM e TO – separati dalle radiali ortogonali a quella selezionata ed alla sua reciproca.

Quando il velivolo si trova nella porzione di semipiano comprendente la RADIALE selezionata, la finestrella attiva sarà quella FROM altrimenti, la finestrella attiva sarà quella TO.

Quando un aereo attraversa le radiali ortogonali avviene il cambio di finestrella - da FROM a TO o viceversa - passando per la bandierina OFF quando si attraversa un settore largo circa 5° e posto a cavallo delle radiali ortogonali.

E’ bene chiarire che le indicazioni del VOR sono indipendenti dall’orientamento della prua del velivolo. Il CDI sarà orientato a destra, sinistra o al centro dell’indicatore, e le finestrelle indicheranno OFF, FROM o TO in funzione esclusivamente della radiale selezionata e della posizione nello spazio in quel momento occupata dal velivolo, indipendentemente dalla prua da questo assunta.

Nell’uso del V.O.R., la prima cosa da fare è selezionare la giusta frequenza, corrispondente a quella della stazione VOR di terra scelta, e verificare in frequenza il segnale Morse d’identificazione.

==Note==

In Allontanamento

<references />

Determinazione della Radiale (QDR).

Per la determinazione della rotta da seguire per allontanarsi dalla stazione a terra prescelta, procedere come segue:

1. Ruotare l’OBS fino a quando il CDI sarà al centro e la bandierina dell’indicatore indicherà il “FROM”. Il valore letto in quel momento sotto il riscontro della corona graduata, corrisponde al QDR (Radiale);

2. Per volare in allontanamento dalla stazione emittente, orientare la prua del velivolo in modo da leggere sul direzionale lo stesso valore del QDR (Radiale).

Intercettamento di un QDR.

Per intercettare un QDR (Radiale) data, procedere come segue:

1. Ruotare l’OBS fino ad avere il valore del QDR (Radiale) da intercettare sotto l’indice della corona graduata, contemporaneamente il CDI si sposterà a destra o a sinistra e la bandierina dell’indicatore segnalerà il FROM o il TO. Nel caso sia TO la cosa migliore da fare sarà quella di dirigerci verso la stazione VOR per poi intercettare da lì il QDR, se invece la bandierina segnalerà il FROM, potremo effettuare l’intercettamento.

2. Decidere con quale angolo effettuare l’intercettamento rammentando il valore minimo di questo è funzione del punto dove s’intende intercettare la radiale, e che non dovrà essere maggiore di 90°.

3. Orientare il velivolo in modo che il direzionale assuma un valore pari al QDR da intercettare ± l’angolo d’intercettamento a seconda che lo scostamento del CDI sia stato a destra (+) o a sinistra (-).

4. Volare con questo valore sul direzionale fino a che il CDI non si porterà al centro, in quel momento (magari un paio pallini prima in modo da rendere la manovra più dolce) virare per prua uguale al QDR (Radiale) ormai intercettato.

== Altri progetti ==

In Avvicinamento

{{interprogetto}}

Determinazione del QDM ed avvicinamento alla stazione.

Per determinare il QDM (Radiale ± 180°) sul quale si trova il velivolo, procedere come segue:

1. Ruotare l’OBS fino a quando il CDI sarà al centro e la bandierina dell’indicatore segnalerà il “TO”. Il valore letto in quel momento sotto il riscontro della corona graduata, corrisponde al QDM.

2. Per volare in avvicinamento alla stazione emittente, orientare la prua del velivolo in modo da leggere sul direzionale lo stesso valore del QDM. Al raggiungimento della stazione cercata, comparirà prima la bandierina rossa “OFF” e successivamente quella bianca “FROM”.

Intercettamento di un QDM.

Per intercettare un QDM dato, procedere come segue:

1. Determinare il QDM sul quale ci troviamo attraverso il metodo esposto in precedenza.

2. Ruoteremo l’OBS fino ad avere il valore del QDM da intercettare sotto il riscontro della corona graduata. A questo punto il CDI si sposterà a destra o sinistra.

3. Decidere con quale angolo effettuare l’intercettamento rammentando che questo dovrà essere maggiore della differenza tra il QDM da intercettare e quello su cui si sta muovendo il velivolo o viceversa, ma che non dovrà essere maggiore di 90°.

4. Orientare il velivolo in modo che il direzionale assuma un valore pari al QDM da intercettare ± l’angolo d’intercettamento a seconda che lo scostamento del CDI sia stato a destra (+) o a sinistra (-).

5. Volare con questo valore sul direzionale fino a che il CDI non si porterà al centro, in quel momento (magari un paio pallini prima in modo da rendere la manovra più dolce) virare per prua uguale al QDM ormai intercettato.

Riassumendo il funzionamento e l’impiego del VOR analizziamo quanto ……

== Collegamenti esterni ==

COPERTURA

La classificazione delle stazioni VOR, secondo le loro caratteristiche e lo scopo per cui sono installate, è la seguente:

1. HVOR - (VOR di navigazione ad alta quota) – Emettono un segnale di potenza pari a 200 watt operando dai 112.00 a 117.95 Mhz con decimale pari e dispari.

Usate per le aerovie dello spazio aereo superiore (H), assicurano la ricezione fino a 40 nm. dai 1000 ai 14.500 ft., 130 nm. dai 18.000 ai 45.000 ft. e 100 nm dai 45.000 ai 60.000 ft.

2. LVOR - (VOR di navigazione a bassa quota) - Emettono un segnale di potenza pari a 200 watt operando dai 112.00 a 117.95 Mhz con decimale pari e dispari.

Usate per le aerovie dello spazio aereo inferiore (L), assicurano la ricezione fino a 40 Nm a quote comprese tra i 1.000ft. ed i 18.000ft.;

3. TVOR - (VOR terminali) - Emettono un segnale di potenza pari a 50 watt operando dai 108.00 a 111.85 Mhz con primo decimale pari.

Usate per le procedure d’avvicinamento strumentale, assicurano la ricezione fino a 25 Nm a quote comprese tra i 1.000ft. ed i 12.000ft.

Le quote riportate sono altezze riferite alla superficie su cui è posta la stazione emittente.

La ricezione a quote inferiori ai 1.000 ft. È assicurata entro un range deducibile dal grafico sotto riportato.

Le limitazioni imposte dai volumi di servizio non saranno prese in considerazione nel caso in cui si seguano rotte o procedure strumentali pubblicate, lungo le quali la ricezione del segnale è assicurata da apposite misurazioni eseguite con apparecchiature specifiche.

* [https://pyrochta.ch/de/index.php/r-nav/vor Simulatore VOR] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190726142216/https://pyrochta.ch/de/index.php/r-nav/vor |date=26 luglio 2019 }}

PRECISIONE ED ERRORI

Ogni stazione VOR, perché possa essere ammessa al servizio, deve garantire una precisione di ± 2,5° lungo la radiale che costituisce la mezzeria di un'aerovia e ± 1,5° lungo la radiale costituente la rotta d’avvicinamento di una procedura strumentale. Le stazioni VOR sono in ogni caso dotate di apparecchiature di controllo che automaticamente intervengono a segnalare, ed eventualmente rendere in operativo, l’impianto che dovesse manifestare uno scostamento dalle tolleranze previste dall’Annesso 10 ICAO.

* {{Collegamenti esterni}}

FATTORI CHE INFLUENZANO LA PORTATA E L’ACCURATEZZA

Il vantaggio della trasmissione in onde cortissime consiste nell’immunità di queste ai disturbi tipici delle altre lunghezze d’onda come l’effetto temporale, l’effetto notte e tutte quelle che normalmente affliggono le trasmissioni in onde medie e lunghe; il rovescio della medaglia è costituito dalla necessità di avere una linea ottica tra il ricevitore posto a bordo del velivolo e la stazione trasmittente.

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