Способ управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома



Способ управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома
Способ управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома
Способ управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома
Способ управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома

Владельцы патента RU 2662321:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Цифровые радиотехнические системы" (RU)

Изобретение относится к способу управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэропорта. Для осуществления способа получают данные о местоположении летательных аппаратов с помощью радиолокационного комплекса, содержащего каналы первичного, вторичного радиолокаторов и канал автоматического зависимого наблюдения вещательного типа, присваивают статистический вес данным каждого канала, данные объединяют и коммутируют, вычисляют координаты летательных аппаратов с учетом статистических весов. Обеспечивается повышение точности определения местоположения летательных аппаратов. 1 ил.

 

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для обеспечения управления воздушным движением вблизи аэродрома.

Известен способ управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома (RU 2239219 C1), включающий получение данных о местоположении летательных аппаратов в пространстве с помощью радиолокационной системы посадки, отображение данных на индикаторе обзора воздушного пространства, анализ полученных данных.

Недостатком данного способа является значительная нагрузка на диспетчера, который оценивает местоположение каждого летательного аппарата по двум отметкам на экране. Нагрузка на диспетчера ограничивает пропускную способность аэродрома. Другим недостатком является относительно невысокая надежность и точность определения местоположения летательного аппарата в пространстве.

Известен способ управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома, реализуемый в радиолокационном комплексе управления воздушным движением, содержащим два независимых канала получения радиолокационных данных: первичный радиолокатор и вторичный радиолокатор (RU 2013138158 A).

Однако радиолокационные данные, поступающие по указанным каналам, не объединяются. Способ не предусматривает определение значимости радиолокационных данных - параметров положения летательного аппарата в пространстве, полученных от каждого канала, так называемого статистического веса данных, что не позволяет повысить точность определения координат цели. Обработка необъединенной информации связана с большой нагрузкой на диспетчеров, что отрицательно влияет на надежность и не позволяет увеличить пропускную способность аэродрома.

Известен способ управления воздушным движением летательных аппаратов, включающий получение радиолокационных данных по трем независимым каналам: каналу первичного радиолокатора, вторичного радиолокатора и радиолокатора государственного опознавания и объединение радиолокационных данных, полученных по указанным каналам (RU 34759 U1). Указанный способ не используется непосредственно в аэродромной зоне ввиду недостаточной точности оценки координат на малых расстояниях. В известном способе не предусмотрено присваивание статистического веса данным, полученным от разных каналов, что не позволяет повысить точность определения координат цели. Канал государственного опознавания, дублируя данные вторичного радиолокатора, содержит сложное наземное и бортовое оборудование, что понижает надежность способа.

Известен способ управления воздушным движением, включающий получение радиолокационных данных по трем независимым каналам: каналу первичного радиолокатора, каналу устройства автоматического зависимого наблюдения вещательного типа и каналу пассивного радиолокатора и объединение радиолокационных данных, полученных по указанным каналам (US 7961135 B2, фиг. 1, столбцы 3, 4, 5, 6). В данном способе-аналоге статистический вес данных, поступающих от каналов, при определении координат цели не учитывается. Пассивный радиолокатор обнаруживает сигналы, отраженные от цели, при облучении ее третьим случайным источником электромагнитных волн. Указанные обстоятельства обуславливают относительно невысокую точность и надежность способа-аналога.

Наиболее близким аналогом (прототипом) изобретения является способ управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома, включающий получение данных о местоположении летательных аппаратов в пространстве с использованием аэродромного радиолокационного комплекса «Лира-А10», содержащего канал первичного радиолокатора и канал вторичного радиолокатора: http://www.lemz.ru/views/solutions/orvd/liraa10; http://www.lemz.ru/publicdata/%D0%90%D0%A0%D0%9B%D0%9A%20%D0%9B%D0%98% D0%A0%D0%90-%D0%9010%20%D1%81%D1%82%D1%80.1.pdf

Способ-прототип включает получение данных о местоположении летательных аппаратов в пространстве с использованием канала первичного радиолокатора и канала вторичного радиолокатора. Радиолокационные данные, поступающие по указанным каналам, объединяются, однако наличие только двух каналов получения данных и отсутствие возможности присваивать полученным от них данным им статистический вес определяет относительно невысокую точность и надежность способа-прототипа.

При разработке изобретения решалась техническая проблема, заключающаяся в разработке способа управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома, лишенного указанных выше недостатков.

При использовании предлагаемого способа достигаются следующие технические результаты:

- повышение точности определения местоположения летательных аппаратов в пространстве при работе в штатном режиме;

- повышение надежности.

Указанные технические результаты достигаются тем, что в способе управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома, включающем получение данных о местоположении летательных аппаратов в пространстве с использованием аэродромного радиолокационного комплекса, содержащего канал первичного радиолокатора и канал вторичного радиолокатора, для получения данных о местоположении летательных аппаратов в пространстве используют аэродромный радиолокационный комплекс, дополнительно включающий канал автоматического зависимого наблюдения вещательного типа, присваивают статистический вес данным каждого канала, объединяют и коммутируют взвешенные данные и вычисляют координаты летательных аппаратов с учетом статистического веса данных каждого канала.

Повышение надежности и точности предлагаемого способа обусловлено следующим. Для получения данных о местоположении летательных аппаратов в предложенном способе используют аэродромный радиолокационный комплекс, дополнительно включающий канал автоматического зависимого наблюдения вещательного типа, что позволяет не только получить дополнительный источник данных и за счет этого повысить точность определения координат в штатном режиме и общую надежность. Данным, полученным от каждого из каналов, в том числе от дополнительного канала автоматического зависимого наблюдения вещательного типа, присваиваются статистические веса в зависимости от текущего статуса каждого канала, обусловленного погодными условиями, помехо-целевой обстановкой и расстоянием до летательного аппарата. В связи с этим при осуществлении способа в штатном режиме обеспечивается повышение точности за счет того, что объединение данных для дальнейшей передачи в сигнальный процессор осуществляется с учетом их статистического веса. Получение данных по дополнительному, третьему, каналу, а также вычисление координат летательных аппаратов с использованием взвешенных данных позволяет получать координаты летательных аппаратов и в случае отключения (аварийного или регламентного) не только любого одного, но и любых двух каналов. Таким образом повышается надежность.

На чертеже представлена функциональная схема аэродромного радиолокационного комплекса, который может быть использован для осуществления предлагаемого способа управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома.

Представленная на чертеже схема содержит канал 1 первичного радиолокатора, канал 2 вторичного радиолокатора, канал 3 автоматического зависимого наблюдения вещательного типа, коммутационное устройство 4, сигнальный процессор 5, устройство отображения траекторной информации 6, пульт управления 7, индикатор 8 включенных и/или отключенных каналов. Коммутационное устройство 4 содержит логическую схему 9 и мультиплексор 10. Логическая схема содержит три устройства 11 присвоения веса и четыре устройства 12 объединения канальной информации.

В качестве канала 1 первичного радиолокатора может быть использован, например, первичный радиолокатор комплекса управления воздушным движением «Лира-А10», http://www.lemz.ru/views/solutions/orvd/liraa10. В качестве канала 2 вторичного радиолокатора может быть использован, например, радиолокатор «Аврора-2», http://www.vniira.ru/ru/products/790/809/1175/?text=elements. В качестве канала 3 автоматического зависимого наблюдения вещательного типа использована, например, система АЗН-В «Сота-Х4», http://www.npp-crts.ru/competencies/development-center/svstem-radio-solutions/sota_x4/.

Другие составные части (блоки, элементы) используемого в предлагаемом способе радиолокационного комплекса могут представлять собой имеющиеся в продаже соответствующие стандартные функциональные блоки или стандартные функциональные элементы, в том числе соответствующие функциональные блоки и функциональные элементы аэродромного радиолокационного комплекса Лира A-10, с использованием которого осуществляется способ-прототип.

Приведенная на чертеже логическая схема 9 содержит три умножителя, используемые в качестве устройств 11 присвоения веса, и четыре сумматора, используемые в качестве устройств 12 объединения канальной информации, реализованных в программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) типа «Cyclone IV» https://www.altera.com/products/fpga/cyclone-series/ceclone-iv/overview.html. Мультиплексор 10 реализуется в той же микросхеме ПЛИС типа «Cyclone IV», а в качестве сигнального процессора 5 использован вычислитель «FURY-1», http://www.npp-crts.ru/competencies/development-center/high-level-electronic-components/fury1/.

В качестве устройства 6 отображения траекторией информации использован монитор типа «UP2716D», http://www.dell.com/ru/business/p/dell-up2716d-monitor/pd, в качестве пульта управления 7 - клавиатура «K120» компании производителя http://www.logitech.com/ru-ru/product/k120, в качестве индикатора 8 включенных и/или отключенных каналов - отдельный дисплей типа «E2416H», http://www.dell.com/ru/p/dell-e2416h-monitor/pd.

Осуществление предлагаемого способа состоит в следующем.

Информация о координатах летательных аппаратов поступает в коммутационное устройство 4 и далее в логическую схему 9 по трем каналам: каналу 1 первичного радиолокатора, каналу 2 вторичного радиолокатора, каналу 3 автоматического зависимого наблюдения вещательного типа. В коммутационном устройстве 4 посредством устройств 11 присвоения веса координатам каждого канала присваиваются статистические веса, информация о которых содержится в базе данных сигнального процессора 5. Далее взвешенные данные объединяются в устройствах 12 объединения канальной информации и через мультиплексор 10 поступают в сигнальный процессор 5. В результате на мониторе устройства 6 отображения траекторной информации диспетчер наблюдает необходимую для принятия решения по управлению воздушным движением информацию. Причем степень достоверности информации диспетчер оценивает с учетом показаний индикатора 8 включенных и/или отключенных каналов, который в описанном случае показывает, что все три канала находятся в работе. Необходимые команды диспетчер вводит посредством пульта управления 7.

В случае отключения одного или двух каналов из набора 1, 2, 3 ввиду неисправности или ввиду проведения профилактических (регламентных) работ индикатор 8 отображает для диспетчера соответствующую информацию

В случае отключения одного канала из набора 1, 2, 3 ввиду неисправности или ввиду проведения профилактических работ информация о координатах летательных аппаратов поступает в коммутационное устройство 4 по двум функционирующим каналам. В коммутационном устройстве координатам каждого канала присваиваются статистические веса, информация о которых содержится в базе данных сигнального процессора 5.

Далее взвешенные координаты объединяются в устройствах 12 объединения канальной информации и через мультиплексор 10 поступают в сигнальный процессор 5. В результате диспетчер наблюдает необходимую для принятия решения по управлению воздушным движением информацию на мониторе устройства 6 отображения траекторией информации, а по показаниям индикатора 8 включенных и/или отключенных каналов получает сведения о том, что только два канала находятся в работе и какой именно из трех каналов отключен.

В случае отключения двух каналов 1, 2, или 2, 3, или 1, 3 ввиду неисправности или ввиду проведения профилактических работ информация о координатах летательных аппаратов поступает в коммутационное устройство 4 по одному из 3-х каналов. В коммутационном устройстве данным рабочего канала присваивается статистический вес, равный 1, на что процессором 5 в коммутационное устройство 4 дается соответствующая команда. Далее информация через мультиплексор 10 поступает в сигнальный процессор 5. В результате на мониторе устройства 6 отображения траекторией информации диспетчер наблюдает необходимую для принятия решения по управлению воздушным движением информацию.

В предлагаемом способе вычисление координат летательных аппаратов с точностью, обусловленной составом и статистическим весом данных, полученных от каналов, обеспечивается следующим образом. Априорно известны точностные характеристики каналов 1, 2, 3, что позволяет заранее рассчитать интегрированную точность отображения траекторией информации координат летательных аппаратов от каналов 1, 2, 3 во всех возможных их сочетаниях. База данных соответствий точностных характеристик и статических весов (далее база данных соответствий) для всех возможных сочетаний включенных каналов 1, 2, 3 размещена в перепрограммируемом постоянном запоминающем устройстве сигнального процессора 5. Указанная база данных соответствий содержит информацию о 4-х возможных сочетаниях объединения каналов: 1-2, 2-3, 1-3 и 1-2-3, точностные характеристики каналов, а также наборы весов для указанных сочетаний. Исходя из принципа ранжирования весов, каналу, имеющему лучшие показатели с точки зрения точностных характеристик, присваивается больший вес, а каналу, имеющему худшие параметры - наименьший вес, в случае же когда два канала не работоспособны, работоспособному каналу присваивается вес, равный 1, и ему сопоставляются точностные характеристики, соответствующие данному каналу.

При сопровождении летательного аппарата статистические веса данных от каналов в общем случае могут меняться в зависимости от расстояния, присутствия активных или пассивных помех, погодных и иных условий. Так, например, при хороших погодных условиях в отсутствие активных и пассивных помех при расстоянии до летательного аппарата 100 км веса каналов могут иметь значения, приведенные в таблице 1.

При хороших погодных условиях в присутствии непреднамеренных активных помех, воздействующих на канал вторичного радиолокатора и канал автоматического зависимого наблюдения вещательного типа, при расстоянии до цели 10 км веса каналов могут иметь значения, приведенные в таблице 2.

Таким образом, сигнальный процессор 5 в зависимости от того, сколько каналов из набора 1, 2, 3 включены, по базе данных соответствий выбирает необходимые веса и выдает их в устройства присвоения веса 11, а также выдает команду мультиплексору 10 для коммутации одного из его входов на вход сигнального процессора. Одновременно с этим по базе данных соответствий сигнальный процессор определяет погрешность отображения траекторной информации для выбранного сочетания каналов. После чего выдает траекторную информацию и информацию о точностных характеристиках в устройство отображения траекторной информации 6, а также информацию о включенных каналах на индикатор 8 включенных и/или отключенных каналов.

Траекторную информацию и информацию о точностных характеристиках, представленную на устройстве отображения траекторной информации 6, а также информацию о включенных каналах, представленную на индикаторе 8, диспетчер анализирует, принимает решение по управлению летательным аппаратом и доводит принятое решение до экипажа по радиосвязи.

Сравнение показателей надежности и точности предлагаемого способа с показателями способа-прототипа показывает, что среднее время наработки на отказ увеличивается с 20000 ч до 25000-30000 ч для предлагаемого способа, а ошибка измерения дальности в штатном режиме, т.е. при работе всех трех каналов, уменьшается со 120 м до 60-75 м. Расчеты производились по следующим методикам: Левин В.И. Логическая теория надежности сложных систем. М.: Энергоатомиздат, 1985.; Диллон Б. Инженерные методы обеспечения надежности систем: пер. с англ. / Б. Диллон, Ч. Сингх. - М.: Мир, 1984. - 318 с.; Г.А. Пахолков, Г.Е. Збричкая, Ю.Т. Криворучко и др. Обработка сигналов в радиотехнических системах ближней навигации. М.: Радио и связь, 1992. - 256 с.

Способ управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэродрома, включающий получение данных о местоположении летательных аппаратов в пространстве с использованием аэродромного радиолокационного комплекса, содержащего канал первичного радиолокатора и канал вторичного радиолокатора, отличающийся тем, что для получения данных о местоположении летательных аппаратов в пространстве используют аэродромный радиолокационный комплекс, дополнительно включающий канал автоматического зависимого наблюдения вещательного типа, присваивают статистический вес данным каждого канала, объединяют и коммутируют взвешенные данные и вычисляют координаты летательных аппаратов с учетом статистического веса данных каждого канала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехническим средствам авиационной, космической техники, системам диспетчеризации и управления движением в атмосфере Земли и может использоваться в спускаемых космических объектах или их аппаратах, системах посадки, системах управления движением в атмосфере Земли.

Система удаленного контроля и управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) содержит сеть станций организации и управления, контрольный центр. Станция организации и управления содержит камеру кругового обзора, радиочастотный передатчик, систему обработки и передачи информации, блок стационарного питания, блок альтернативного питания.

Предложено устройство (1) аварийной сигнализации прямого вещания для защиты от столкновений с обломками, находящимися в атмосфере Земли или в космическом пространстве.

Изобретение относится к получению и обработке данных о турбулентности устройствами связи на борту самолетов. Технический результат состоит в уменьшении или исключении «ложноположительных» событий турбулентности.

Изобретение относится к способу автоматизированного контроля и управления беспилотными авиационными системами (БАС), при котором осуществляют радиосвязь с наземными станциями управления, каждой из которых присваивается свой идентификационный номер.

Многофункциональный центр управления движением и моделирования динамики летательных аппаратов содержит быстровозводимые здания в виде сборно-разборных модулей каркасной конструкции, каналы связи, командный блок, учебный блок, серверный блок, навигационный блок, пользовательский блок, мобильный блок, блок наземных робототехнических средств.

Изобретение относится к анализу техники пилотирования по данным бортовых устройств регистрации параметрической полетной информации. Для анализа техники пилотирования осуществляют формализацию курсов боевой подготовки определенным образом, разрабатывают и вводят в базу данных методические схемы упражнений, разрабатывают полетные задания на основе формализованного курса и методических схем, разрабатывают модели идентификации для различных элементов полета, считывают зарегистрированную информацию с бортового устройства регистрации, производят идентификацию элементов полета, сравнивают результаты идентификации с данными полетного задания, оценивают полноту и последовательность его выполнения, оценивают отдельные элементы полета и полет в целом, анализируют технику пилотирования с выявлением нарушений методики выполнения элементов полета, записывают результаты в базу данных статистики, получают обобщенные данные о летной подготовке экипажей авиационной части.

Группа изобретений относится к способу и устройству для разработки системы для управления предупреждениями и электронными процедурами для летательного аппарата. Для разработки системы производят проверку предупреждений в базе данных для каждого блока оборудования системы в отношении заранее заданного списка обязательных предупреждений, определяют и вычисляют критерий завершенности для первого подэтапа, определяют и вычисляют критерий завершенности для каждого из последующих этапов, сравнивая критерий завершенности предыдущего этапа с предварительно заданным пороговым значением для этого этапа, завершают настройку системы на десятом этапе после сравнения с десятым предварительно заданным пороговым значением.

Группа изобретений относится к авиации. Способ работы транспортной системы автопоезд - легкий штурмовик - беспилотный летательный аппарат (БЛА) включает перемещение легкого штурмовика и БЛА при помощи автопоезда от одной ВПП к другой ВПП, взлет и полет над поверхностью земли на малой высоте БЛА и полет легкого штурмовика с постоянной волновой связью.

Группа изобретений относится к устройству приема радионавигационных сигналов, многорежимному приемнику для содействия навигации летательного аппарата, гибридной системе содействия навигации.

Способ группового вождения дорожных дронов обеспечивает вождение цепью ведущей пилотируемой дорожно-уборочной машиной группы беспилотных дорожно-уборочных машин (дронов).

Изобретение относится к области робототехники, в частности к планированию движений автономных мобильных роботов, таких как подводные аппараты, беспилотные летательные аппараты, наземные роботы, в заранее неизвестном окружении.
Самолетное оборудование предназначено для уклонения самолетов от поражения зенитными ракетами и ракетами класса «воздух-воздух». Служит для помощи летчику при выполнении маневра с перегрузкой, при которой теряется зрение, сознание или происходит остановка сердца летчика.

Изобретение относится к способу траекторного управления беспилотным летательным аппаратом (БЛА). Способ заключается в том, что производят вывод БЛА с диспетчерского пункта на траекторию с заданным углом наклона, корректируют угол наклона траектории при сближении с группой препятствий, каждое из которых аппроксимируют определенным образом.

Группа изобретений относится к электрическим системам управления полетом для летательного аппарата в двух вариантах. В первом варианте система содержит аэродинамические рули и рукоятку для управления ими, средство управления пилотированием, средство вычисления положения рулей, три главных линии однонаправленной связи средств управления пилотированием.

Изобретение относится к области радиолокации и предназначено для применения в бортовых радиолокационных станциях (БРЛС) для определения угла сноса летательного аппарата-носителя БРЛС.

Изобретение относится к области автоматического управления движением судов при их динамическом позиционировании при решении задач поиска и обследования подводных объектов, характеризующихся частой сменой точек позиционирования.

Изобретение относится к области подводного судостроения, в частности к способам и системам управления дифферентом буксируемых подводных объектов. Предложен способ управления дифферентом буксируемого подводного объекта 1 с узлом крепления гибкой связи 3 в верхней части подводного объекта, заключающийся в том, что для выравнивания положения подводного объекта в носовой части буксируемого подводного объекта горизонтально располагают вал 2 с заданной площадью с возможностью изменения угловой скорости вращения в зависимости от скорости буксировки, при этом в погруженном состоянии осуществляют компенсирование изменений кабрирующего момента при изменении скорости буксировки с помощью гидродинамических сил, возникающих при обтекании вращающегося вала 2 и направленных перпендикулярно к потоку жидкости, которые направляют в сторону, противоположную направлению кабрирующего момента, а угловую скорость вращения вала изменяют в соответствии с изменением скорости буксировки.

Изобретение относится к области сверхлегкой авиации, а именно к летательным аппаратам (ЛА) вертикального взлета и посадки («летающим мотоциклам»). Техническим результатом изобретения является: обеспечение безопасности полета квадрокоптера путем стабилизации полета квадрокоптера по горизонтали при возникновении аварийной (нештатной) ситуации.

Система удаленного контроля и управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) содержит сеть станций организации и управления, контрольный центр. Станция организации и управления содержит камеру кругового обзора, радиочастотный передатчик, систему обработки и передачи информации, блок стационарного питания, блок альтернативного питания.

Изобретение относится к пассивной радиолокации, а именно к радиотеплолокационным станциям (РТЛС) наблюдения за поверхностью и воздушной обстановкой. Технический результат изобретения - повышение разрешающей способности радиометрического изображения при сохранении информации о тепловых характеристиках наблюдаемых объектов в частотных диапазонах, соответствующих различным антеннам радиотеплолокационной станции (РТЛС).

Изобретение относится к способу управления воздушным движением летательных аппаратов в районе аэропорта. Для осуществления способа получают данные о местоположении летательных аппаратов с помощью радиолокационного комплекса, содержащего каналы первичного, вторичного радиолокаторов и канал автоматического зависимого наблюдения вещательного типа, присваивают статистический вес данным каждого канала, данные объединяют и коммутируют, вычисляют координаты летательных аппаратов с учетом статистических весов. Обеспечивается повышение точности определения местоположения летательных аппаратов. 1 ил.

Наверх