СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ БОРТОВОГО ПРИЕМОИНДИКАТОРА СПУТНИКОВОЙ РАДИОНАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
METHOD FOR MONITORING PERFORMANCE OF ONBOARD RECEIVER OF SATELLITE RADIONAVIGATION SYSTEM

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств контроля работоспособности бортового приемоиндикатора спутниковой радионавигационной системы (СРНС).
PB
P
A
PB
P
ПИ
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу (прототипом) является способ контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС (см., например, патент на изобретение №2254591 от 20.06.2005 г.), сущность которого заключается в том, что измеряют высоту h полета летательного аппарата (ЛА) с помощью установленного на нем радиовысотомера, определяют высоту h местности, над которой находится ЛА в момент измерения высоты, используя для этой цели данные о плановых координатах с выхода приемоиндикатора СРНС и цифровую карту местности (ЦКМ), вычисляют абсолютную высоту h=h+h, сравнивают ее с высотой h, снимаемой с выхода приемоиндикатора СРНС, и формируют сигнал его работоспособности, если  меньше устанавливаемого порога П.
PB
PB
0
0
PB
0
PB
PB
0
К недостаткам прототипа относится снижение вероятности правильного контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС в условиях, когда значения крена или (и) тангажа превышают половину ширины диаграммы направленности антенны (ШДНА) радиовысотомера. Это объясняется следующим. Измеряемая радиовысотомером высота h соответствует расстоянию между ЛА и характерным участком подстилающей поверхности (ХУПП), представляющим собой ближайший к ЛА участок подстилающей поверхности от которого сигнал радиовысотомера отражается с достаточной для его приема мощностью. В условиях, когда значения крена и тангажа ЛА меньше половины ШДНА радиовысотомера, ХУПП совпадает с находящейся непосредственно под ЛА точкой и измеряемая радиовысотомером высота h в среднем соответствуют относительной высоте h ЛА (под относительной высотой h ЛА в данном случае понимается расстояние между ЛА и точкой, находящейся на подстилающей поверхности непосредственно под ЛА). В условиях, когда значения крена или (и) тангажа ЛА превышают значение половины ШДНА радиовысотомера, ХУПП сдвигается в сторону от точки, находящейся непосредственно под ЛА, что приводит к увеличению измеряемой радиовысотомером высоты h по сравнению с относительной высотой h, то есть радиовысотомер в этих условиях формирует некорректные измерения h. При этом, чем больше значения крена или (и) тангажа, тем больше несоответствие между величинами h и h, тем больше вероятность ложного решения о неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС, тем ниже вероятность правильного контроля его работоспособности в целом.
Таким образом, формируемое в соответствии с прототипом решение о неработоспособности борового приемоиндикатора СРНС существенно зависит от углового положения ЛА в условиях, когда значения крена или (и) тангажа превышают половину ширины диаграммы направленности антенны (ШДНА) радиовысотомера. При этом, чем больше значения крена или (и) тангажа, тем ниже вероятность правильного контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС.
Техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильного контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС.
i
PBi
PBi
PBi
γi
PBi
i
i
γi
PBi
γi
PBi
Pi
i
i
i
Указанный результат достигается тем, что в известном способе дополнительно с использованием датчика углового положения (ДУП) измеряют значения тангажа  и крена γ ЛА на протяжении его полета, определяют значение индикатора  необходимости корректировки величины h по тангажу, для этого сравнивают значение тангажа с половиной ШДНА радиовысотомера, если значение тангажа  больше половины ШДНА радиовысотомера, то формируют решение  о необходимости корректировки величины h по тангажу, в противном случае формируют решение  об отсутствии необходимости корректировки величины h по тангажу, определяют значение индикатора χ необходимости корректировки величины h по крену, для этого сравнивают значение крена γ с половиной ШДНА радиовысотомера, если значение крена γ больше половины ШДНА радиовысотомера, то принимают решение χ=1 о необходимости корректировки величины h по крену, в противном случае принимают решение x=0 об отсутствии необходимости корректировки величины h по крену, с использованием величин  определяют скорректированное значение  относительной высоты полета ЛА, с использованием величин  и h определяют скорректированное значение  абсолютной высоты полета ЛА, определяют модуль M разности между величинами  и , сравнивают модуль M с заданным допустимым отклонением Δh, если модуль M больше заданного допустимого отклонения Δh, то формируют решение о неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС, в противном случае формируют решение о работоспособности приемоиндикатора СРНС.
Сущность изобретения заключается в том, что используемая в процессе контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС измеренная радиовысотомером высота ЛА корректируется с учетом тангажа и крена ЛА. При этом корректировка по тангажу осуществляется только при условии, если значение тангажа превышает половину ШДНА радиовысотомера, корректировка по крену осуществляется только при условии, если значение крена превышает половину ШДНА радиовысотомера. Это позволяет снизить зависимость формируемого решения о неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС от влияния углового положения ЛА и, как следствие, повысить вероятность правильного контроля работоспособности борового приемоиндикатора СРНС в целом.
Данный способ включает в себя следующие этапы:
1. Измерение значений  высоты полета ЛА с использованием бортового приемоиндикатора СРНС на протяжении полета ЛА, где  - число контрольных моментов времени на протяжении полета ЛА;
i
i
2. Измерение координат x и y ЛА в горизонтальной плоскости с использованием бортового приемоиндикатора СРНС на протяжении полета ЛА.
PBi
3. Измерение текущих значений h относительной высоты полета ЛА с использованием радиовысотомера на протяжении полета ЛА;
Pi
i
i
4. Определение значений h высоты рельефа местности, соответствующей координатам x и y, с использованием ЦКМ;
i
5. Измерение значений тангажа  и крена γ ЛА с использованием датчика углового положения (ДУП) ЛА;
PBi
6. Определение значения индикатора  необходимости корректировки величины h по тангажу в соответствии с выражением
PBi
где Δθ - ШДНА радиовысотомера;  - необходимость корректировки величины h по тангажу имеется,  - необходимость корректировки относительной высоты полета ЛА по тангажу отсутствует.
PBi
В соответствии с выражением (1) индикатор  принимает значение 1, то есть принимается решение о необходимости корректировки величины h по тангажу, только в случае, если значение тангажа превышает половину ШДНА радиовысотомера.
PBi
7. Определение значения индикатора  необходимости корректировки величины h по крену в соответствии с выражением
γi
PBi
γi
где x=1 - имеется необходимость корректировки величины h по крену, χ=0 - необходимость корректировки относительной высоты полета ЛА по крену отсутствует.
γi
PBi
В соответствии с выражением (2) индикатор x принимает значение 1, то есть принимается решение о необходимости корректировки величины h по крену, только в случае, если значение крена превышает половину ШДНА радиовысотомера.
8. Определение скорректированного значения  относительной высоты полета ЛА в соответствии с выражением
9. Определение скорректированного значения абсолютной высоты полета ЛА
i
10. Определение значения модуля M разности между величинами  и  в соответствии с выражением
11. Формирование решения о работоспособности или неработоспособности приемоиндикатора СРНС в соответствии с выражением
где Δh - заданное допустимое отклонение между величинами .
В соответствии с выражением (6) решение q=0 о неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС формируется в том, случае, если модуль разности величин  превышает заданное допустимое отклонение Δh, в противном случае формируется решение q=1 о работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС.
Данный способ может быть реализован, например, с помощью комплекса устройств и систем, структурная схема которого приведена на фигуре, где обозначено: 1 - бортовой приемоиндикатор СРНС; 2 - радиовысотомер; 3 - блок управления и обработки информации (БУОИ); 4 - датчик углового положения (ДУП); 5 - цифровая карта местности (ЦКМ).
ПИi
i
i
PBi
i
Pi
Pi
i
i
Бортовой приемоиндикатор СРНС 1 предназначен для формирования навигационных измерений, в том числе значений h высоты полета ЛА и его координат x и y в горизонтальной плоскости на протяжении полета ЛА. Радиовысотомер 2 предназначен для измерения текущих значений h относительной высоты полета ЛА на протяжении его полета. БУОИ 3 предназначен для управления совместной работой элементов комплекса и для обработки информации. ДУП 4 предназначен для измерения значений тангажа  и крена γ ЛА на протяжении его полета. ЦКМ 5 предназначена для хранения и своевременной выдачи значений h высоты рельефа местности (каждое отдельное значение h соответствует паре координат x и y).
ПИi
i
i
PBi
i
ПИi
i
i
PBi
i
i
i
Pi
Комплекс работает следующим образом. БУОИ 3 управляет совместной работой элементов комплекса. Бортовой приемоиндикатор 1 формирует навигационные измерения, в том числе значения h высоты полета ЛА и его координаты x и y в горизонтальной плоскости на протяжении полета ЛА. Радиовысотомер 2 измеряет текущие значения h относительной высоты полета ЛА на протяжении его полета. ДУП 4 измеряет значения тангажа  и крена γ ЛА на протяжении его полета. Под воздействием управляющих сигналов БУОИ 3 информация с выходов бортового приемоиндикатора СРНС 1, радиовысотомера 2, ДУП 4 и ЦКМ 5 поступает на БУОИ 3 в i-е контрольные моменты времени. При этом с выхода бортового приемоиндикатора СРНС 1 на вход БУОИ 3 поступает значения h высоты полета ЛА и его координаты x и y в горизонтальной плоскости. С выхода радиовысотомера 2 на вход БУОИ 3 поступают текущие значения h относительной высоты полета ЛА. С выхода ДУП 4 на вход БУОИ 3 поступают значения тангажа  и крена γ ЛА. С выхода ЦКМ 5 на вход БУОИ 3 поступают соответствующие паре координат x и γ значения h высоты рельефа местности. БУОИ 3 обрабатывает поступающую информацию в соответствии с выражениями (1) - (5) и формирует решение о работоспособности или неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС в соответствии с выражением (6).
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС, сущность которого заключается в том, что используемая в процессе контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС измеренная радиовысотомером высота ЛА корректируется с учетом тангажа и крена ЛА. При этом корректировка по тангажу осуществляется только при условии, если значение тангажа превышает половину ШДНА радиовысотомера, корректировка по крену осуществляется только при условии, если значение крена превышает половину ШДНА радиовысотомера.
Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что если в процессе контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС использовать скорректированную с учетом тангажа и крена ЛА измеренную радиовысотомером высоту ЛА, при этом корректировку по тангажу осуществлять только при условии, если значение тангажа превышает половину ШДНА радиовысотомера, корректировку по крену осуществлять только при условии, если значение крена превышает половину ШДНА радиовысотомера, то это приведет к повышению вероятности правильного контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы элементы, широко распространенные в области электронной и электротехники.