Повышение эффективности систем посадки воздушного судна с использованием псевдоспутников

будут использоваться MB-радиосвязь и режим S вторичных обзорных радиолокаторов.

Для реализации этих функций спутниковая система связи (ССС) должна обеспечивать достаточную пропускную способность, которая определяется в первую очередь энергетическим и частотным ресурсами спутника-ретранслятора, т. е. его выходной мощностью и полосой частот, выделенных для связи с ВС гражданской авиации.

Спутниковые системы связи должны применяться при полетах ВС в океанических районах, в отдаленных континентальных районах с небольшим количеством наземных средств или при их отсутствии, а также при полетах на малых высотах, включая полеты вертолетов, т. е. в тех случаях, когда традиционные средства связи либо отсутствуют, либо требуют больших затрат.

Поскольку перспективная ССС должна обеспечивать обслуживание ВС различных типов, то FANS определены следующие базовые функции для обеспе-

чения основных видов обслуживания воздушного движения (ВД): функции управления системой; функции обслуживания ВД; функции автоматического зависимого наблюдения; функции оперативного руководства полетами; функции передачи пассажирской информации с борта ВС.

В одном из вариантов ССС используются геостационарные спутники с координатами 26° з. д., 63° и 177,5° в. д. зоны радиовидимости которых почти полностью охватывают поверхность Земли, примерно до 70° с. и ю. ш.

Число ВС, находящихся в зоне радиовидимости искусственного спутника Земли, может достигать тысячи и более. В районе Атлантики треть воздушных судов, одновременно находящихся в воздухе, пребывает в режиме сближения. Предполагается, что воздушные судна, находящиеся в режиме сближения, будут передавать сообщения о своем местоположении не реже одного раза за 30 с. При этом задержка в передаче сообщений не должна превышать 15 с.

Â. R. Akzigitov, R. A. Akzigitov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

ANALYSIS OF OPERATIONAL CAPABILITIES OF SATELLITE COMMUNICATIONS SYSTEMS IN ATC

This article presents a method for increasing the accuracy of the system for monitoring aircraft in areas where there is no ground radar control via satellite communication systems.

© AOHTHTOB A. P., AK3HTHTOB P. A., 2012

УДК 621.396.932.1

А. Р. Акзигитов, А. В. Кацура, Р. А. Акзигитов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ПОСАДКИ ВОЗДУШНОГО СУДНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПСЕВДОСПУТНИКОВ

Представлен метод повышения точности системы посадки воздушных судов с использованием псевдоспутников.

Авторами была разработана бортовая аппаратура системы посадки, работающая в пассивном режиме по принципу, применяемому в спутниковых навигационных системах, но с некоторыми отличиями. В первоначальный момент времени, когда аппаратура произвела захват кода, но еще не согласовала бортовые часы с наземным эталоном, происходит грубое определение курсового и глиссадного углов по разности времени Лt прихождения сигналов от псевдоспутников. После согласования часов аппаратура определяет дальности до всех псевдоспутников и в процессоре приемника происходит вычисление их координат.

Технические характеристики бортовой аппаратуры системы посадки следующие:

- частотный диапазон - 4 999...5 001 МГц;

- полоса частот - 10 МГц;

- стабильность частоты передатчика - 10-8;

- вид модуляции - псевдослучайная последовательность фазоманипулируемых сигналов 0.. .180°;

- вид псевдослучайной последовательности (ПСП) -13-разрядный код Баркера;

- разделение каналов - частотное;

- стабильность частоты повторения кода ПСП -10-11;

- мощности передатчиков псевдоспутников - < 1Вт;

- ширина диаграммы направленности антенн (ДНА) в горизонтальной плоскости - ±30о;

- ширина ДНА в вертикальной плоскости - 0.8о;

Решетневскце чтения

- дальность действия - 38 км;

- количество псевдоспутников - 3;

- синхронность посылок кодированных сигналов ПСП - не менее 5 нс;

- размер базы второго и третьего псевдоспутников - 1 000 м;

- местоположение первого псевдоспутника -150...250 м от торца выносного приемного пункта.

За основу бортовой аппаратуры была взята аппаратура потребителей системы в которую добавлены три канала первоначального определения углов. Изменению подверглись антенный блок, опорный генератор, программное обеспечение процессора; разработаны принципиальние схемы генератора кода и дешифратора кода.

Бортовая аппаратура системы посадки состоит из следующих элементов (см. рисунок).

Антенна А-037 от радиовысотомера РВ-5 в простейшем варианте имеет фиксированную диаграмму направленности.

Блок управления антенной (БУА) представляет собой микропроцессор, управляющие сигналы на который поступают от приемника-процессора.

Малошумящий усилитель (МШУ) обеспечивает требуемое отношение «сигнал/шум» на входе приемника и представляет собой малошумящий усилитель радиочастоты, настроенный на несущие частоты системы.

Селектор радиочастот (СРЧ) переключает приемный тракт, работающий в мультиплексном режиме, с частоты и обратно.

Работа селектора, как и всех других устройств мультиплексирования, синхронизируется процессором приемника.

Преобразователь частот (ПЧ) выполняет функции перевода сигнала на промежуточную частоту, усиления и фильтрации. Здесь же осуществляется автоматическая регулировка усиления (АРУ-1) по среднему квадратичному уровню шума. Сигналы первого и второго гетеродинов поступают с синтезатора частот. Переключения частоты настройки селектора достаточно для смены несущей частоты сигнала, обрабатываемого приемником.

Опорный генератор (ОГ) служит для синхронизации работы приемного оборудования. Требуемая стабильность частоты достигается с помощью кварцевых резонаторов и термостатирования генератора. Кратковременная стабильность частоты составляет примерно 10-8 (за 1с), долговременная - около 5 • 10-7 (за 1 мес.).

Синтезатор частот (СЧ) вырабатывает сигналы для преобразователя, а также для синхронизации работы приемника в мультиплексном режиме. Для получения требуемых частот и интервалов времени используется частота ^ опорного генератора.

Структурная схема бортовой аппаратуры системы посадки: Дет - детектор сигнала; ДК - дешифратор кода

Демодулятор кода (ДК) является дискриминатором цепей слежения за кодом и несущей частотой и содержит два квадратурных канала. Входящие в состав демодулятора усилители охвачены автоматической регулировкой усиления (АРУ-2) по среднему квадратическому уровню сигнала.

Устройство цифровой предварительной обработки (ЦПО) преобразует выборки квадратурных составляющих сигнала ошибки в цифровой код и фильтрует полученные цифровые сигналы.

Цифровой процессор приемника (ЦПП) реализует алгоритмы обработки сигналов, вводит поправки на условия распространения сигналов, определяет, скорость летательного аппарата и время. Кроме того, в процессоре осуществляется запоминание состояния кодов и несущих сигналов всех спутников, за которыми ведется слежение в мультиплексном режиме. Таким образом, через процессор замыкаются все цепи обратных связей как измерительных устройств, так и устройств регулирования параметров приемника. Основой построения ЦПП являются один-четыре микропроцессора, дополненные модулями памяти. Процессоры, предназначенные для авиационной АП, должны обладать следующими вычислительными возможностями:

- быстродействием с фиксированной запятой - 230 тыс. операций/с; с плавающей запятой - 6.12 тыс. операций/с;

- объемом памяти 16-разрядных слов - 28.48 кбайт.

Цифровой синтезатор доплеровской частоты

(ЦСДЧ) - элемент системы, следящей за несущей частотой сигнала. Управляющий сигнал поступает от

процессора через определенные интервалы времени, задаваемые синтезатором частот. Доплеровские частоты вырабатываются из колебаний с частотой, равной, например, ^ = 444,8 Гц. Для получения допле-ровской частоты может применяться накапливающий сумматор, разрядность которого определяет требуемый дискрет изменения частоты. Состояние старших разрядов сумматора, представляющее собой код доп-леровской частоты, преобразуется в аналоговую форму, смешивается с опорной частотой (например, 2F) и используется для фазовой автоподстройки в системе слежения за несущей частотой сигнала.

Цифровой синтезатор кодов (ЦСК) предназначен для получения кода, соответствующего сигналу от спутника, за которым ведется слежение, сдвига этого кода во времени с целью достижения его максимальной корреляции с кодом принимаемого сигнала и измерения времени распространения сигнала. Управление синтезатором осуществляет процессор приемника.

Блок индикации и управления (БИУ) служит для ручного ввода данных, управления режимами работы и индикации необходимых параметров, а также для связи с внешними системами.

Смесители См1...См3 предназначены для преобразования входного высокочастотного сигнала в низ -кочастотный.

Усилители промежуточной частоты УПЧ1...УПЧ3 усиливают промежуточную частоту.

Сигналы с трех каналов подаются в центральный процессор приемника для последующей обработки и получения навигационной информации.

A. R. Akzigitov, A. V. Katsura, R. A. Akzigitov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE IMPROVED AIRCRAFT LANDING SYSTEMS BY USING PSEUDOLITES

This paper presents a method to improve the accuracy of landing aircraft using pseudolites.

© AOHTHTOB A. P., Ka^-pa A. B., AOHTHTOB P. A., 2012

УДК 629.576

М. И. Антипин

Сибирский институт пожарной безопасности, Россия, Железногорск

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОДДУВНОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТНОЙ АМФИБИЙНОЙ ПЛАТФОРМЫ

Предложена методика и разработана установка для экспериментального исследования динамических свойств поддувной системы транспортной амфибийной платформы.

Для освоения труднодоступных районов Севера требуются транспортные системы, основу которых должны составлять транспортные аппараты нового поколения, не требующие создания мощной инфраструктуры. Такими аппаратами могут быть бесконтактные средства - вездеходные транспортные амфи-

бийные платформы (ТАП). Основной задачей, возникающей при проектировании этих платформ является обеспечение их устойчивости на различных режимах движения. Решение данной задачи сводится к построению дифференциальных уравнений движения аппарата; определению аэродинамических производ-