Повышение точности навигационного обеспечения при взаимодействии воздушных судов в системе УВД

Решетневские чтения

A. S. Sidorov, E. A. Mizrakh Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE CHARACTERISTICS OF PHOTOVOLTAIC ARRAY SIMULATOR BASED ON THE STRUCTURE WITH CASCADE CONNECTION OF CONTINUOUS AND PULSE POWER AMPLIFIERS

The paper shows the results of experimental investigation of the characteristics ofphotovoltaic array simulator based on the structure with cascade connection of continuous and pulse power amplifiers.

© Сидоров А. С., Мизрах Е. А., 2009

УДК 621.396.96

О. Н. Скрыпник

Иркутский филиал Московского государственного технического университета гражданской авиации, Россия, Иркутск

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ НАВИГАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ

Рассматриваются алгоритмы комплексной обработки навигационной информации при взаимодействии в ограниченной области пространства воздушных судов, осуществляющих измерения взаимных дальностей и обмен координатной информацией. Проводится анализ результатов имитационного моделирования синтезированных алгоритмов для различных условий навигационного сеанса.

Современное состояние системы управления воздушным движением (УВД) характеризуется высокой интенсивностью и плотностью воздушного движения. При этом возникают проблемы обеспечения безопасности полетов воздушных судов (ВС) в районах, где создание сплошного радиолокационного или радионавигационного поля наземными средствами УВД невозможно или экономически нецелесообразно (кроссполяр-ные, трансокеанические воздушные трассы, воздушное пространство над горной местностью).

Решение указанных проблем возможно с использованием концепции автоматического зависимого наблюдения (АЗН), в основе которой лежит обмен информацией о параметрах движения ВС между объектами системы УВД. Информация о координатах ВС поступает от наземных средств системы УВД и бортовых приемников спутниковой системы навигации (ССН). Однако ССН характеризуется низкой помехоустойчивостью и недостаточной целостностью, что существенно снижает эффективность АЗН.

Современные системы авиационной радиосвязи, основанные на временном разделении каналов, позволяют, наряду с передачей данных о координатах, производить измерения взаимных дальностей между абонентами. При взаимодействии ВС, оборудованных терминалами системы синхронного обмена данными (CCОД), каждое из

них можно рассматривать в качестве источника навигационной информации в используемой системе координат. При этом на определяющемся ВС создается избыточность навигационной информации, на основе которой возможен синтез алгоритмов комплексной оптимальной фильтрации с целью повышения точности навигационных определений [1].

В работе на основе расширенного фильтра Калмана синтезирован алгоритм обработки информации для комплексной системы навигации, образованной приемником ССН, терминалом ССОД и инерциальной навигационной системой (ИНС).

Путем имитационного моделирования исследованы точностные характеристики синтезированного алгоритма для различных условий навигационного сеанса: количества, расположения и динамики взаимного перемещения взаимодействующих ВС, а также количества наблюдаемых навигационных спутников ССН.

Показано, что при обработке измерений псевдодальностей только до НС точность оценки местоположения ВС определяется, прежде всего, числом спутников рабочего созвездия, которое может быть меньше номинального. При работе по четырем (полное рабочее созвездие) и трем НС точность оценки горизонтальных координат ВС составляет 2...7 м в условиях благоприятного гео-

Системы управления, космическая навигация и связь

метрического фактора. При работе по меньшему количеству НС точность оценки координат значительно снижается и составляет сотни метров.

Рассмотрим результаты исследования точности оценки местоположения ВС (рис. 1, 2) для случаев, когда измеряется псевдодальность до

1 НС и взаимодействуют 2 ВС и 3 ВС (кривые 1 и

2 соответственно); измеряются псевдодальности до двух НС и взаимодействуют 2 ВС (кривая 3); измеряются псевдодальности до четырех НС (кривая 4). При этом взаимодействующие ВС выполняют полет на одной высоте с одинаковыми курсами и скоростями (рис. 1), в момент времени t = 240 с одно из ВС совершает постоянный маневр по курсу, изменяющий условия навигационного сеанса (рис. 2).

Полученные результаты показывают, что при работе по двум НС и взаимодействии двух ВС точность оценки местоположения каждым из них близка к точности, обеспечиваемой при работе по полному рабочему созвездию из четырех НС и составляет 15...20 м. При работе по одному НС точность снижается и составляет сотни метров.

Рис. 2

При маневре по курсу одного из двух взаимодействующих ВС точность оценки местоположения при работе по двум НС повышается до 3...7 м и практически соответствует точности при работе по полному созвездию НС.

Таким образом, при взаимодействии ВС в системе УВД, основанной на измерении взаимных дальностей и обмене данными о навигационных параметрах, возможно определение их местоположения точностью от единиц до нескольких десятков метров, даже при неполном рабочем созвездии НС. Необходимым условием для этого является наличие не менее четырех источников навигационной информации, из которых два - навигационные спутники, причем изменение в процессе фильтрации условий навигационного сеанса оказывает влияние на точность оценки координат ВС.

Библиографический список

1. Скрыпник, О. Н. Возможности использования воздушных судов как источников навигационной информации в локальном навигационно-временном поле / О. Н. Скрыпник, В. В. Ерохин // Науч. вестн. МГТУ ГА. Сер. «Навигация и УВД». 2008. № 136. С. 78-85.

O. N. Skrypnik

Irkutsk Branch of Moscow State Technical University of Civil Aviation, Russia, Irkutsk

INCREASE OF ACCURACY OF NAVIGATIONAL MAINTENANCE FOR AIRCRAFT INTERACTING IN AN AIR TRAFFIC CONTROL SYSTEM

Algorithms of complex processing of navigational information which comes from aircraft interacting in a limited area of space and performing relative range measurements and coordinate information exchange are considered. Results of simulation of synthesized algorithms for different conditions of a navigational session are analyzed.

© CKpbmHHK O. H., 2009