УСТРОЙСТВО ЛЕТНОГО КОНТРОЛЯ НАЗЕМНЫХ СРЕДСТВ РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕТОВ
FLIGHT CONTROL DEVICE FOR GROUND-BASED RADIO-TECHNICAL FACILITIES OF FLIGHT SUPPORT

Предлагаемое решение относится к области радиотехники и может быть использовано при проведении летных проверок наземных средств радиотехнического обеспечения полетов.
Известно устройство летного контроля, реализующее способ проведения летных проверок наземных средств радиотехнического обеспечения полетов специальными воздушными судами-лабораториями (ВСЛ) (Приказ Министерства транспорта Российской Федерации от 18 января 2005 г. N 1 «Об утверждении федеральных авиационных правил «Летные проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, авиационной электросвязи и систем светосигнального оборудования аэродромов гражданской авиации»), используемое совместно с наземными, как правило оптическими, средствами траекторных измерений (СТИ) или приемником спутниковой навигационной системы на аэродромах, оборудованных локальными контрольно-корректирующими станциями (ЛККС) (Распоряжение министерства транспорта Российской Федерации от 24 августа 2005 г. N ИЛ-79-p «О введении в действие методических рекомендаций по летным проверкам наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, авиационной электросвязи и систем светосигнального оборудования гражданской авиации»»).
Недостатком указанного устройства является необходимость применения ВСЛ совместно с наземным СТИ, что обуславливает большие эксплуатационные затраты и снижает оперативность проведения летных проверок, за счет сложности их организации.
Наиболее близкими аналогами (прототипами) к предлагаемому решению являются устройства летных проверок, реализующие способы летных проверок наземных средств радиотехнического обеспечения полетов (патент RU 250 10 31 С2, МПК G01S 7/40, опубликовано 10.12.2013, бюл. №34). Устройство летного контроля курсовых, глиссадных, маркерных, радиомаяков, содержащее приемник сигналов курсового радиомаяка, приемник сигналов глиссадного радиомаяка, бортовой приемопередатчик радиодальномера, приемник сигналов маркерного радиомаяка, барометрический высотомер, устройство траекторных измерений и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что дополнительно содержит дистанционно пилотируемое воздушное судно (ДПВС), блок кодирования, передающее устройство, приемное устройство, блок декодирования, вычислитель с первым и вторым входами и с первым и вторым выходами, пульт оператора ДПВС; при этом выходы приемников курсового радиомаяка, глиссадного радиомаяка, маркерного радиомаяка, выход приемника бортового приемопередатчика радиодальномера и выход барометрического высотомера соединены с соответствующими входами блока кодирования, выход которого соединен с входом передающего устройства, причем упомянутые устройства установлены на борту ДПВС; а на Земле выход приемного устройства последовательно соединен с блоком декодирования, первым входом вычислителя, первый выход которого соединен с входом пульта оператора ДПВС; выход устройства траекторных измерений соединен со вторым входом вычислителя; второй выход вычислителя соединен с входом регистрирующего устройства.
Устройство для летной проверки азимутальных и дальномерных радионавигационных маяков, содержащее приемник сигналов азимутального канала радионавигационного маяка, бортовой приемопередатчик дальномерного радионавигационного маяка, барометрический высотомер, отличающееся тем, что дополнительно содержит ДПВС, телевизионную передающую камеру, приемник сигналов спутниковой навигационной системы, блок кодирования и передающее устройство, приемное устройство, блок декодирования, пульт оператора ДПВС с одним входом и двумя выходами, блок памяти координат наземных ориентиров, вычислитель, устройство регистрации; при этом на борту ДПВС выход приемника азимутального радионавигационного маяка, выход приемника бортового приемопередатчика дальномерного радионавигационного маяка, выход приемника сигналов спутниковой навигационной системы, выходы передающей телевизионной камеры и барометрического высотомера соединены с соответствующими входами блока кодирования, выход которого соединен с входом передающего устройства; а на Земле выход приемного устройства последовательно соединен с блоком декодирования, входом пульта оператора ДПВС, первый выход которого соединен с блоком памяти координат наземных ориентиров, выход которого соединен с первым входом вычислителя, второй выход пульта оператора ДПВС соединен со вторым входом вычислителя, выход которого соединен с устройством регистрации.
Устройство летной проверки автоматических радиопеленгаторов, включающее УКВ передатчик, барометрический высотомер, отличающееся тем, что дополнительно содержит ДПВС, передающую телевизионную камеру, приемник сигналов спутниковой навигационной системы, блок кодирования, передающее устройство, приемное устройство, блок декодирования, пульт оператора, устройство считывания пеленга, блок памяти координат наземных ориентиров, вычислитель с первым и вторым входами и выходом, устройство регистрации; при этом на борту ДПВС выходы передающей телевизионной камеры, барометрического высотомера, выход приемника спутниковой навигационной системы соединены c соответствующими входами блока кодирования, выход которого соединен с входом передающего устройства, а на Земле выход приемного устройства последовательно соединен с входом блока декодирования, пультом оператора ДПВС, блоком памяти координат наземных ориентиров, первым входом вычислителя, а вход устройства считывания пеленга соединен с АРП, а его выход соединен со вторым входом вычислителя, выход которого соединен с устройством регистрации.
Общим недостатком указанных устройств являются большие эксплуатационные затраты на проведение летной проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов. Это обусловлено тем, что проведение летных проверок наземных средств связи и радиотехнического обеспечения с помощью устройств летного контроля установленных на ДПВС требует применения наземных СТИ, что оказывается не всегда возможным и снижает оперативность их планирования и проведения.
Техническим результатом изобретения является обеспечение проведения летных проверок наземных средств радиотехнического обеспечения без использования аппаратуры траекторных измерений.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве летного контроля наземных средств радиотехнического обеспечения полетов содержащее блок приема сигналов наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, передающий блок, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные блок ввода параметров полета ДПВС, блок хранения параметров полета ДПВС, блок оптимальной фильтрации, блок хранения результатов измерений, блок сравнения, блок коррекции выход которого соединен со вторым входом блока хранения параметров полета ДПВС, последовательно соединенные блок управления устройством летного контроля, блок формирования команд управления ДПВС, выход которого является выходом устройства, при этом третий выход блока управления устройством летного контроля соединен со вторым входом передающего блока, второй выход блока хранения параметров полета ДПВС соединен со вторым входом блока формирования команд управления ДПВС, третий выход блока хранения параметров полета ДПВС соединен со вторым входом блока сравнения, второй выход блока управления устройством летного контроля соединен со вторым входом блока хранения результатов измерений, второй выход блока хранения результатов измерений соединен с первым входом передающего блока, второй выход блока сравнения соединен со входом блока управления устройством летного контроля, выход блока приема сигналов наземных средств радиотехнического обеспечения полетов соединен с третьим входом блока хранения результатов измерений, второй вход блока оптимальной фильтрации является технологическим и подключен к выходу бортовой инерциально-спутниковой навигационной системы ДПВС.
Предлагаемая структура устройства летного контроля позволяет при проведении летной проверки сформировать данные о траектории полета ДПВС и для каждой ее точки поставить в соответствие измеренные значения информационных параметров наземных средств радиотехнического обеспечения. Это позволяет установить устройство летного контроля на борту ДПВС и проводить летную проверку наземных средств радиотехнического обеспечения без использования аппаратуры траекторных измерений. Отсутствие необходимости пилотируемого воздушного судна и наземных средств траекторных измерений при проведении летной проверки снижает расходы на ее проведение и существенно облегчает процесс ее планирования и проведения.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройство летного контроля дополнительно введены последовательно соединенные блок ввода параметров полета ДПВС, блок хранения параметров полета ДПВС, блок оптимальной фильтрации, блок хранения результатов измерений, блок сравнения, блок коррекции выход которого соединен со вторым входом блока хранения параметров полета ДПВС, последовательно соединенные блок управления устройством летного контроля, блок формирования команд управления ДПВС, выход которого является выходом устройства, при этом третий выход блока управления устройством летного контроля соединен со вторым входом передающего блока, второй выход блока хранения параметров полета ДПВС соединен со вторым входом блока формирования команд управления ДПВС, третий выход блока хранения параметров полета ДПВС соединен со вторым входом блока сравнения, второй выход блока управления устройством летного контроля соединен со вторым входом блока хранения результатов измерений, второй выход блока хранения результатов измерений соединен с первым входом передающего блока, второй выход блока сравнения соединен со входом блока управления устройством летного контроля, выход блока приема сигналов наземных средств радиотехнического обеспечения полетов соединен с третьим входом блока хранения результатов измерений, второй вход блока оптимальной фильтрации является технологическим и подключен к выходу бортовой инерциально-спутниковой навигационной системы ДПВС.
Вариант структурной схемы устройства летного контроля для проведения летных проверок наземных средств радиотехнического обеспечения полетов приведен на фигуре, где обозначено:
1 - блок приема сигналов наземных средств радиотехнического обеспечения полетов;
2 - блок ввода параметров полета ДПВС;
3 - блок хранения параметров полета ДПВС;
4 - блок оптимальной фильтрации;
5 - блок хранения результатов измерений;
6 - блок формирования команд управления ДПВС;
7 - блок сравнения;
8 - блок коррекции;
9 - блок управления устройством летного контроля;
10 - передающий блок.
Назначение блоков ясно из их названия и они могут быть реализованы на элементах широко распространенных в области электротехники или в программной форме на основе процессоров, используемых в устройствах управления ДПВС.
Устройство работает следующим образом.
Перед выполнением летной проверки с помощью блока ввода параметров полета ДПВС 2 задают координаты точек маршрута полета ДПВС и требуемые значения измеряемых информационных параметров, которые далее записывают и хранят в блоке хранения параметров полета ДПВС 3. В ходе выполнении летной проверки полет осуществляют ДПВС по заданному маршруту под управлением оператора по точкам маршрута координаты которых из блока хранения параметров полета ДПВС 3 передают в блок формирования команд управления ДПВС 6. В блоке формирования команд управления ДПВС 6 формируют команды и через технологический выход передают в бортовую систему управления исполнительными механизмами ДПВС, которые осуществляют непосредственное управление полетом.
Во время полета ДПВС по заданному маршруту наземные средства радиотехнического обеспечения полетов излучают радионавигационные сигналы, которые принимают в блоке приема сигналов наземных средств радиотехнического обеспечения полетов 1 и в котором выделяют измерительные сигналы в виде тока, пропорционального информационным параметрам (коэффициент разнослышимости и разность глубины модуляции - для радиомаячных средств, уровень принимаемого сигнала для остальных средств радиотехнического обеспечения) проверяемых средств и кодируют.
Выделенные измерительные сигналы передают в блок хранения результатов измерений 5. Кроме того, в блок хранения результатов измерений 5 передают координаты точек маршрута в котором были произведены вышеуказанные измерения. Координаты точек формируют в блоке оптимальной фильтрации 4 с использованием данных о местоположении ДПВС, поступаемых по технологическому входу от бортовой инерциально-спутниковой навигационной системы (Ярлыков М.С., Богачев А.С., Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Радиоэлектронные комплексы навигации, прицеливания и управления вооружением летательных аппаратов. Т. 2. Применение авиационных радиоэлектронных комплексов при решении боевых и навигационных задач. Под ред. М.С. Ярлыкова. - М.: Радиотехника, 2012. - 256 с) и данных получаемых от блока хранения параметров полета ДПВС 3. Блок оптимальной фильтрации 4 может быть реализован на основе фильтра Калмана.
Значения измерительных сигналов, хранящиеся в блоке хранения результатов измерений 5, а также соответствующие этим значениям координаты точек маршрута полета, передают в блок сравнения 7. В блок сравнения 7 также передают требуемые значения измерительных сигналов и допустимые значения ошибок измерений из блока хранения параметров полета ДПВС 3, далее находят их разность, сравнивают с допустимым значением ошибки и запоминают.
В случае если после пролета по всему заданному маршруту хоть в одной его точке вычисленная разность оказалась больше заданного значения ошибки, то значения ошибок и координаты, соответствующих им точек, передают в блок коррекции параметров полета 8.
Используя полученные значения ошибок измерений и координат точек, в которых измерения были произведены, в блоке коррекции параметров полета 8 уточняют координаты точек маршрута таким образом, чтобы при последующем пролете уменьшить значение ошибок измерений.
Уточнение координат может быть осуществлено одним из способов условной оптимизации. Например, после j-го пролета по заданному маршруту при летной проверке наземного радиотехнического средства обеспечения полетов для каждой i-ой точки маршрута  получают значения информационных параметров . В случае, если хоть одно измеренное значение информационного параметра превышает требуемое значение, маршрут полета уточняют путем пересчета его координат:
х
у
z
где α, α, α - коэффициенты, связывающие значения информационных параметров и координаты точек маршрута. Учитывая, что маршрут полета задается, то ограничения накладываются на координаты точек маршрута. Например, при летной проверке приводной аэродромной радиостанции (всенаправленного радиомаяка) полет осуществляется на постоянной высоте по круговой траектории радиуса R:
Кроме того, передача сигналов осуществляется с помощью одного передатчика приводной аэродромной радиостанции и одного бортового приемного устройства, поэтому в каждой точке маршрута приниматься на борту ДПВС будет одно значение информационного параметра:
При летной проверке курсового, глиссадного радиомаяка и дальномера в составе посадочной радиомаячной группы на борту ДПВС принимают три различных информационных параметра , а полет осуществляется при заданном угле глиссады снижения ϕ:
Далее полученные значения координат точек маршрута записывают в блоке хранения параметров полета 3.
После окончания записи ДПВС повторяет полет по скорректированному маршруту летной проверки проверяемого наземного средства. Повторные полеты продолжаются до тех пор, пока ошибки измерений не превысят требуемое значение. В любое время полет может быть прерван по команде оператора ДПВС.
В случае, если после пролета по всему заданному маршруту во всех его точках вычисленная разность оказалась не больше заданного значения ошибки на вход блока управления летного контроля 9 передают сигнал окончания летной проверки наземного средства радиотехнического обеспечения полетов. В блоке управления летного контроля 9 формируют команду перехода к выполнению следующего этапа полета и передают в блок формирования команд управления ДПВС 6, команду передачи результатов измерений на наземный пункт управления, которую передают в блок хранения результатов измерений 5 и в передающий блок 10. После чего ДПВС начинает выполнять действия в соответствии с полетным заданием, а в передающем устройстве 10 осуществляют радиопередачу результатов измерений записанных в блоке хранения результатов измерений 5.
Таким образом, для проведения летной проверки не требуется использование наземных устройств для измерения угловых координат траекторных измерений - устройство траекторией записи или автоматической системы траекторных измерений, что позволяет снизить затраты на проведение летных проверок и повысить оперативность их подготовки, а также осуществлять летные проверки с использованием ДПВС базирующихся на других аэродромах без привлечения дополнительных сил и средств.