Повышение эффективности сбора отображения информации о местоположении воздушного судна

Эксплуатация и надежность авиационной техники

Благодаря научной работе получены результаты, позволяющие повысить достоверность передачи навигационных данных по традиционным каналам связи МВ и ДКМВ диапазонов и спутниковым каналам при УВД с АЗН путем оптимизации обработки сигнала с учетом вероятностных характеристик помех в каналах связи; уменьшить дополнительную погрешность ме-стоопределения ВС при УВД с АЗН, обусловленную задержкой передачи навигационных данных в центр УВД, путем совместной обработки сигналов в связном и навигационном; повысить точность отображения воздушной обстановки и принятия решений по разрешению потенциально конфликтных ситуаций при УВД с АЗН путем использования данных высокоточных навигационных определений ВС по СРНС; повысить безопасность полетов ВС за счет повышения достоверности и оперативности передачи навигационных данных, точности отображения воздушной обстановки при УВД с АЗН [4].

Библиографические ссылки

1. Алешин В. И., Дарымов Ю. П., Крыжанов-ский Г. А. и др Организация управления воздушным движением. М. :Транспорт, 1988. 264 с.

2. Стионов М. В., Князевский Д. А. Обеспечение безопасности полетов при управлении воздушным движением : учеб. пособие. Ульяновск, 2010.

3. Анодина Т. Г., Володин C. В., Куранов В. П., Мокшанов В. И. Управление воздушным движением М. : Транспорт, 1988. 229 с.

4. Arnold Field. International Air Traffic Control. Management of the World's Airspace. М. : Транспорт. 1989.

References

1. Aleshin V. I., Darimov U. P., Krizhanovskiy G. А. Organizaciya upravleniya vozdushnym dvizheniem [Organization of air traffic control]. М. : Transport, 1988. 264 с.

2. Stionov М. V., .Knyazevskiy D. А. Obespechenie bezopasnosti poletov pri upravlenii vozdushnym dvizheniem, [Providing of safety of flights at air traffic control, train aid]. 2010, Ylianovsk.

3. Anodyne Т. G., Volodin S. V., Kuranov V. P., Mokshanov V. I. Upravlenie vozdushnym dvizheniem [Air traffic control]. 1988. 229 с.

4. Arnold Field. International Air Traffic Control. Management of the World's Airspace. М., 1989.

© Акзигитов А. Р., Мусонов В.М., 2015

УДК 629.7.058.6

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ВС

Р. А. Акзигитов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: pnk-sibsau@mail.ru

Повышение интенсивности воздушного движения делает необходимым повышение эффективности эксплуатационных показателей спутниковых навигационных систем отечественных и зарубежных воздушных судов. Проблема повышения точности навигационных систем актуальна с точки зрения обеспечения безопасности полетов ВС в зонах, в которых отсутствует наземный радиолокационный контроль, таких как океанические районы и районы Крайнего Севера, где основными средствами навигации в настоящее время являются автономные курсо-доплеровские и инерциальные навигационные системы.

Ключевые слова: аэронавигация, радионавигационные бортовые системы, база данных.

IMPROVING EFFICIENCY OF OPERATIONAL PERFORMANCE OF SATELLITE NAVIGATION SYSTEMS OF DOMESTIC AND FOREIGN AIRCRAFT

R. A. Akzigitov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation. E-mail: pnk-sibsau@mail.ru

Increase in air traffic makes it necessary to increase the efficiency of operating characteristics of satellite navigation systems of domestic and foreign aircraft. The problem of improving the accuracy of navigation systems is relevant in terms of safety to the sun in areas where there is no ground radar control, such as oceanic areas and regions of the Far North, where the primary means of navigation are now standalone program-Doppler and inertial navigation systems.

Keywords: air navigation, radio navigation airborne systems.

Использование спутниковых технологий в системе управления воздушным движением характеризует современную тенденцию развития средств навигации.

Это связано с тем, что воздушные суда в настоящее время оснащаются аппаратурой зональной навигации, использующей спутниковые радионавигационные

Решетнеескцие чтения. 2015

системы типа ГЛОНАСС (РФ) и GPS (США), которая позволяет внедрить гибкую систему маршрутов, обеспечивающую воздушному судну выполнение полета по любой заданной траектории. Спутниковые радионавигационные системы (СРНС) типа GPS (США) или ГЛОНАСС (РФ) обеспечивают при полете по трассе точность определения плановых координат ВС ~100 м, а высоты - 150 м [1].

Применение этой аппаратуры дает возможность воздушным судам определять свое местоположение в строго определенном районе воздушного пространства с требуемой точностью. Это позволит существенно повысить эффективность использования воздушного пространства.

Точность определения вектора местоположения воздушного судна в спутниковых радионавигационных системах (СРНС) на порядок и более превышает точность, реализуемую в радионавигационных системах с наземным базированием опорных станций. В спутниковых радионавигационных системах вектор состояния воздушного судна содержит расширенный набор навигационных параметров, который включает в себя вектор координат и сдвига бортовой шкалы времени воздушного судна относительно шкалы времени навигационной системы и вектор скорости их изменения. Этот набор параметров позволяет решать разнообразные навигационные задачи, обеспечивая пользователей трехмерной маршрутной навигацией [2].

Однако при осуществлении полетов в условиях горной местности использование СРНС имеет ряд специфических проблем. Существующие ГЛОНАСС / GPS приемники разработаны для приема прямого сигнала от каждого из спутников, однако в точке нахождения приемной антенны помимо прямого сигнала всегда присутствует отраженный от различных местных предметов и горных образований сигнал, уровень которого может быть достаточно высоким [3].

Отраженный сигнал вносит искажения в так называемую корреляционную вершину, на основании которой производятся измерения псевдодальностей, что приводит к значительным погрешностям в определении местоположения воздушного судна. Эта проблема усугубляется тем, что одновременно может происходить затенение части орбитальной группировки космических аппаратов рабочего созвездия, когда приемник СРНС размещается непосредственно на воздушном судне.

Другой специфической проблемой применения СРНС для обеспечения полетов воздушных судов в сильно пересеченной, холмистой и горной местностях выступает появление так называемых «ложных спутников», возникновение которых связано с отражениями сигналов КА от горных образований в условиях отсутствия прямого прохождения их на вход антенны приемника СРНС из-за затенения КА другими горными образованиями. Наличие «ложных спутников» в случае включения их в рабочее созвездие приводит к появлению аномальных ошибок местоположения воздушного судна.

Один из возможных и достаточно эффективных путей решения задач, связанных с обеспечением не-

прерывности и повышения точности навигационного обеспечения воздушного судна, осуществляющего полеты в горной местности, является анализ пространственно-временных характеристик волн, т. е. использование поляризационных свойств электромагнитных волн как излучаемых СРНС, так и отраженных от местных предметов.

Для этого необходимо провести оценки возможностей применения методов радиополяриметрии для анализа изменения пространственно-временных характеристик электромагнитных волн при движении воздушного судна в условиях горной местности, а также разработать методы разделения прямого и отраженного сигналов СНРС и оценки их величин. Это дает возможность существенно уменьшить ошибки в определении местоположения воздушного судна [2].

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Проведение анализа причин понижения точности определения местоположения воздушных судов и возникновения аномальных ошибок спутниковых навигационных систем в условиях горной местности.

2. Разработка теоретических основ применения методов дифференциальной радиополяриметрии для исключения аномальных навигационных ошибок.

3. Разработка теоретических основ применения методов дифференциальной радиополяриметрии для повышения точности определения местоположения воздушных судов в условиях горной местности.

4. Разработка методов устранения аномальных ошибок определения местоположения воздушных судов спутниковыми навигационными системами в условиях полета в горной местности методами дифференциальной радиополяриметрии.

5. Разработка методов повышения точности определения местоположения воздушных судов в горной местности методами дифференциальной радиополя-риметрии при решении перечисленных задач с использованием аппарата дифференциальных форм, матричного анализа и методов математического моделирования.

Также несмотря на то что точность определения координат с помощью ГЛОНАСС и GPS находится в пределах 35-50 м, бортовая аппаратура этих систем исходя из указанных соображений оказывается пригодной для выполнения поставленных задач.

Выявление отказов и оповещение потребителей о возможных нарушениях в работе напрямую не позволяют считать СРНС пригодной для использования в качестве основного средства навигации ВС без принятия собственных специальных мер по выявлению и исключению измерений, подверженных нарушениям. Такими мерами являются разработка и реализация алгоритмов контроля целостности в приемнике и в навигационном комплексе.

Таким образом, для повышения эффективности эксплуатационных показателей спутниковых навигационных систем отечественных и зарубежных воздушных судов необходимо провести оценки возмож-