Система формирования координат воздушного судна в условиях неполной и неточной навигационной информации



Система формирования координат воздушного судна в условиях неполной и неточной навигационной информации
Система формирования координат воздушного судна в условиях неполной и неточной навигационной информации

Владельцы патента RU 2682031:

Общество с ограниченной ответственностью "АВИАРЕАЛ" (RU)

Система формирования координат воздушного судна в условиях неполной и неточной навигационной информации содержит блок первичной фильтрации, блок формирования модели случайного процесса изменения координат воздушного судна, блок прогнозирования координат воздушного судна при отсутствии данных источников навигационной информации, мультиплексор, блок оценивания регулярности поступления данных источников навигационной информации, блок оценивания соответствия данных источников навигационной информации и сформированной модели случайного процесса изменения координат воздушного судна в полете, соединенные определенным образом. 1 ил.

 

Изобретение относится к авиационным технологиям, в частности к технологиям удаленного авиадиспетчерского наблюдения.

Уровень техники.

Большинство аэропортов имеют малую интенсивностью полетов: например, в более чем 80% российских аэропортов выполняется менее 10 взлетно-посадочных операций в сутки. Диспетчерская служба в таких аэропортах нерентабельна, поскольку даже в крупных авиаузлах свыше 20% стоимости обслуживания авиапассажира приходится на диспетчерскую поддержку. Это обстоятельство вывело проблему диспетчерского обслуживания небольших аэропортов в зону повышенного внимания организаторов воздушного движения во всем мире. Особенно остро вопрос стоит для российской Госкорпорации по организации воздушного движения с учетом тренда на возрождение сети малых аэропортов в РФ.

Известны коммерчески доступные решения данной проблемы, которые предполагают реализацию концепции удаленной диспетчерской вышки (УДВ), уже функционирующей в нескольких зарубежных аэропортах: на летном поле аэродрома устанавливается мачта с комплектом обеспечивающих полный круговой обзор видеокамер высокого разрешения; видеосигналы камер передаются в удаленный центр управления воздушным движением (УЦУВД), где воспроизводятся на имитирующих окна крупноразмерных дисплеях (видеопанорама), создавая у диспетчеров в УЦУВД ощущение работы на реальной диспетчерской вышке удаленного аэродрома. Примерами видеопанорамной УДВ являются системы удаленного диспетчерского наблюдения шведской компании SAAB и российской «АО Концерн МАНС».

Недостатками видеопанорамной УДВ являются

- необходимость наличия высоконадежного канала связи между УДВ и УЦУВД с большой пропускной способностью для передачи видеосигналов от более десятка видеокамер высокого разрешения, что делает такое решение либо физически невозможным, либо нерентабельным для больших расстояний, характерных в России (до нескольких тысяч километров в Арктике и на Крайнем Севере);

- зависимость видимости с УДВ от погодных условий и времени суток;

- невозможность перемещения точки наблюдения с УДВ;

- высокая стоимость с учетом стоимости упомянутого высоконадежного канала связи большой пропускной способности.

От указанных недостатков свободны проекты УДВ с воспроизведением воздушной обстановки над удаленным аэропортом и самого удаленного аэропорта посредством 3D-моделирования в виртуальной реальности (BP) - виртуальная УДВ. Однако до настоящего времени практических реализаций этой концепции не существует, что в первую очередь обусловлено трудностями позиционирования моделей воздушных судов (ВС) в виртуальной среде с приемлемыми задержками времени относительно положения реальных ВС.

Становление систем автоматического зависимого наблюдения (АЗН, англ. ADS), вырабатывающей информацию по ВС, включая их координаты, полученные с помощью средств спутниковой навигации, меняет ситуацию. Наличие аппаратуры АЗН на борту большинства ВС (обязательна в ЕС с 2015 г., в США с 2020 г. в Австралии с 2013 г., по данным НПП ЦРТС, разработчика аппаратуры АЗН, к 2018 г. в воздушном пространстве РФ около 90% ВС оборудовано АЗН) и высокая (по сравнению со вторичной радиолокацией) частота определения координат ВС в АЗН делает возможным позиционирование моделей ВС в виртуальной УДВ. Виртуальная УДВ предполагает незначительный объем передаваемой между УДВ и УЦУВД информации (координаты ВС и один канал голосового обмена между диспетчером и пилотом), что делает рентабельным использование спутниковой связи вместо наземной линии большой пропускной способности для передачи видеосигналов, которая требуется в видеопанорамной УДВ.

Проблемными моментами при использовании АЗН-координат ВС в виртуальной УДВ являются эпизодически возникающая неточность координат, обусловленная погрешностями систем спутниковой навигации и перерывы в следовании информационных пакетов АЗН, связанные с нарушениями работы каналов связи разной природы, в том числе обусловленные помехами в радиоканалах и сбоями в работе серверов цифровых сетей. Сочетание этих двух факторов - одновременно неточность и неполнота АЗН-информации - делает неэффективным применение распространенных инструментов устранения неточности данных (таких, как фильтр Калмана), которые требуют регулярности и стационарности потока входных данных. Кроме того, при возобновлении поступления информационных пакетов АЗН после прерывания часто возникает ситуация недостоверности данных АЗН из-за указанных нарушений работы каналов связи. Как результат, позиционирование виртуальных моделей ВС становится нестабильным, что можно наблюдать, например, на известном онлайн-сервисе АЗН-отслеживания ВС www.flightradar24.com. Такое нестабильное позиционирование ВС делает невозможным его использование для целей авиадиспетчерского наблюдения. Сочетание неточности и неполноты в разной мере касается любых иных источников навигационной информации (ИНИ).

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание системы формирования координат воздушного судна при одновременно неполной и неточной навигационной информации, обеспечивающего стабильное позиционирование моделей ВС в виртуальной УДВ. При этом в качестве ИНИ наряду с АЗН могут использоваться любые существующие и перспективные системы, в частности оптико-электронные многоспектральные датчики, первичные радиолокаторы, виброакустические системы контроля летного поля, вторичные радиолокаторы, системы автоматического распознавания объектов на основе анализа видеопотока камер наблюдения и тепловизоров и другие.

Раскрытие изобретения.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в устранении нестабильности позиционирования моделей ВС в виртуальной УДВ по данным ИНИ, характеризуемых неполнотой и неточностью.

Указанный технический результат достигается тем, что в последовательность действий по формированию координат ВС в виртуальной УДВ по данным ИНИ (фиг. 1) включаются первичная фильтрация (блок 0), формирование модели случайного процесса изменения координат ВС (блок 1), прогнозирование координат ВС при отсутствии данных ИНИ (блок 2), оценивание регулярности поступления данных ИНИ (блок 4) и оценивание соответствия данных ИНИ и сформированной модели случайного процесса изменения координат ВС при возобновлении их поступления после прерывания (блок 5).

Фиг. 1 - схема реализации системы формирования координат воздушного судна в условиях неполной и неточной навигационной информации.

Осуществление изобретения.

Осуществление предлагаемой системы формирования координат воздушного судна в условиях неполной и неточной навигационной информации заключается в следующем.

Система подразумевает использование в процессорном устройстве, генерирующем сцену BP в виртуальной УДВ, аппаратно или программно реализованного модуля, который реализует обработку поступающих навигационных данных ИНИ в соответствии со схемой, показанной на фиг. 1.

Обработка заключается в следующем:

Поступающие данные ИНИ подвергаются первичной фильтрации (блок 0), устраняющей устаревшие или заведомо ложные данные, появление которых обусловлена сбоями в системах ИНИ и помехами в каналах обмена. После первичной фильтрации по данным ИНИ формируется модель случайного процесса изменения координат ВС (блок 1). На основании этой модели осуществляется прогнозирование координат ВС (блок 2). Определение факта поступления или прерывания поступления данных ИНИ осуществляется блоком оценивания регулярности поступления данных ИНИ (блок 4), который участвует в управлении мультиплексором (блок 3): при регулярном поступлении данных ИНИ в качестве координат ВС в виртуальной УДВ используются таковые, при прерывании поступления данных ИНИ в качестве координат ВС в виртуальной УДВ используются прогнозируемые координаты, вырабатываемые блоком 2. При возобновлении поступления данных АЗН после прерывания осуществляется оценивание соответствия данных АЗН и сформированной модели случайного процесса изменения координат ВС (блок 5). Блок 5 наряду с блоком 4 участвует в управлении мультиплексором 3: при выявлении соответствия данных ИНИ и сформированной модели случайного процесса изменения координат ВС в качестве координат ВС в виртуальной УДВ используются данные ИНИ, в противном случае продолжается использование в качестве координат ВС прогнозируемых координат, вырабатываемых блоком 2. Блок 5 осуществляет оценивание соответствия поступающих данных АЗН и сформированной модели случайного процесса изменения координат ВС регулярно.

Схема, приведенная на фиг. 1, обеспечивает стабильность потока данных о координатах ВС во времени и стационарность случайного процесса изменения координат виртуальных моделей ВС, что позволяет осуществлять последующую фильтрацию выходных данных мультиплексора 3 известными методами (например, рекурсивный фильтр Калмана). Необходимым условием работы схемы, приведенной на фиг. 1, является корректность поступающих данных ИНИ в период формирования блоком 1 модели случайного процесса изменения координат ВС, поэтому при формировании модели предусматривается проверка навигационных данных ИНИ на корректность с использованием информации пакета АЗН о типе ВС. При отрицательном результате проверки виртуальная модель ВС маркируется как модель с недостоверными координатами.

Система формирования координат воздушного судна в условиях неполной и неточной навигационной информации, отличающаяся тем, что при обработке данных источников навигационной информации используются блок первичной фильтрации, выход которого соединен с информационными входами блока формирования модели случайного процесса изменения координат воздушного судна, блока оценивания регулярности поступления данных источников навигационной информации, первым информационным входом блока оценивания соответствия данных источников навигационной информации и сформированной модели случайного процесса изменения координат воздушного судна и первым информационным входом мультиплексора; при этом первый выход блока формирования модели случайного процесса изменения координат воздушного судна соединен с входом блока прогнозирования координат воздушного судна при отсутствии данных источников навигационной информации, выход которого соединен со вторым информационным входом мультиплексора; второй выход блока формирования модели случайного процесса изменения координат воздушного судна в полете соединен со вторым информационным входом блока оценивания соответствия данных источников навигационной информации и сформированной модели случайного процесса изменения координат воздушного судна; выход блока оценивания регулярности поступления данных источников навигационной информации соединен с управляющим входом блока оценивания соответствия данных источников навигационной информации и сформированной модели случайного процесса изменения координат воздушного судна, а также с первым управляющим входом мультиплексора; выход блока оценивания соответствия данных источников навигационной информации и сформированной модели случайного процесса изменения координат воздушного судна соединен со вторым управляющим входом мультиплексора.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к медицине, оценке риска падения пользователя при сердечно-сосудистых, двигательных, неврологических нарушениях. При осуществлении способа анализируют измерения ускорения пользователя для определения, выполнил ли пользователь переход из положения сидя в положение стоя.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к медицинскому устройству для обеспечения контроля здоровья. Медицинское устройство выполнено с возможностью активации функциональности помощника в определении дозы для определения значения дозы человеческого инсулина или аналога или производного человеческого инсулина на основании специфичного к пациенту выбора исходных данных для алгоритма титрования, реализующего упомянутую функциональность помощника в определении дозы, и содержит считываемую компьютером среду, несущую компьютерный программный код, для использования с компьютером для реализации способа.

Изобретение относится к биотехнологии. Заявлен способ определения вероятности того, что пациент имеет волчанку в доклинической стадии.

Изобретение относится к области изображений. Технический результат заключается в обеспечении возможности получения доступа к инструменту визуализации, который недоступен без кодированной информации, во время отображения изображения.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к системе поддержки принятия клинических решений на основе принятия решений по сортировке пациентов. Система поддержки принятия клинических решений, содержащая машиночитаемый носитель данных для поддержки принятия клинических решений, закодированный машиночитаемыми командами для выполнения способа, причем система содержит вычислительную систему, которая включает в себя: по меньшей мере один вычислительный процессор; средства ввода/вывода и машиночитаемый носитель данных, закодированный модулем сортировки пациентов, при этом средства ввода/вывода выполнены с возможностью приема электрического сигнала, который включает в себя набор по меньшей мере двух измеренных физиологических параметров пациента, причем измерения одного и того же физиологического показателя выполнены в разных местах тела пациента; и по меньшей мере один вычислительный процессор выполнен с возможностью выполнения команд модуля сортировки пациентов, которые включают: сравнение указанных по меньшей мере двух физиологических параметров с заданным диапазоном физиологических параметров на основании выходных нормативов датчика, которые имеют электронный формат; идентификацию данных, необходимых для определения вероятности и исследуемой степени тяжести пациента исходя из нормативных данных, в результате определения того, что указанные по меньшей мере два физиологических параметра не соответствуют диапазону физиологических параметров; получение указанных идентифицированных данных в электронном формате; определение вероятности и степени тяжести исследуемого состояния пациента исходя из принятых идентифицируемых данных; определение рекомендуемого порядка действий для пациента, исходя из полученных вероятности, степени тяжести ресурсов медицинского учреждения и нормативных событий; и вывод на экран дисплея визуального представления вероятности, степени тяжести и рекомендуемого порядка действий.

Изобретение относится к моделированию усовершенствованной трехмерной компоновки низа бурильной колонны. Техническим результатом является повышение эффективности моделирования.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам наблюдения за состоянием пациента. Монитор пациента для наблюдения за состоянием пациента, содержащий интерфейс датчиков, выполненный с возможностью приема сигналов датчика, полученных одним или более датчиками, для измерения параметра пациента, интерфейс связи, выполненный с возможностью передачи информации центральной системе администрирования и приема информации от центральной системы администрирования и/или других мониторов пациента посредством сети, причем интерфейс связи выполнен с возможностью передачи относящихся к пациенту данных, полученных во время отсутствия соединения указанного монитора пациента с указанной центральной системой администрирования, указанной центральной системе администрирования после соединения монитора пациента с указанной центральной системой администрирования, пользовательский интерфейс, выполненный с возможностью приема вводимых пользователем данных и вывода одного или более из принятых сигналов датчика, информации, принятой от указанной центральной системы администрирования и/или других мониторов пациента, и относящихся к пациенту данных, выведенных из сигналов датчика, принятой информации и/или вводимых пользователем данных, блок идентификации пациента, выполненный с возможностью идентификации пациента, за которым необходимо установить наблюдение, процессор, выполненный с возможностью обработки сигналов датчика, принятой информации и/или вводимых пользователем данных для получения относящихся к пациенту данных, причем процессор выполнен с возможностью синхронизации и обновления своих относящихся к пациенту данных после приема контекстных сведений о пациенте, и управляющее устройство, выполненное с возможностью управления интерфейсом связи для извлечения контекстных сведений о пациенте, включая относящуюся к пациенту информацию, которые после идентификации пациента блоком идентификации пациента доступны в указанной центральной системе администрирования и других мониторах пациента, из указанной центральной системы администрирования и других мониторов пациента, и с возможностью управления процессором для учета извлеченных контекстных сведений о пациенте и контекстных сведений о пациенте, выведенных из самого монитора пациента, при обработке для получения относящихся к пациенту данных, причем контекстные сведения о пациенте содержат одно или более из следующего: жизненно важные показатели, хронология жизненно важных показателей, предупреждающие сигналы, хронология предупреждающих сигналов, оценки, уведомления, хронология уведомлений, консультации, хронология консультаций, предписания, хронология предписаний, рабочие элементы, хронология рабочих элементов, отчеты о состоянии, изменения атрибута пациента, протоколы, информация о выборе протоколов, жизненно важные тенденции, предупреждающий сигнал, запросы данных датчика, управляющие данные для управления устройствами, относящимися к пациенту, схемы оценки выбранных параметров введения препаратов, состояние протокола оценки.

Изобретение относится к медицинской технике. Многофункциональное аппаратно-программное устройство автоматизированной оценки психоэмоционального состояния человека содержит блок управления аппаратно-программным устройством (1), фиксирующую платформу первого устройства съема информации (2), панель ответа второго устройства съема информации (3), отдельный третий датчик регистрации двигательной активности (4), цифровую видеокамеру с функцией аудиозаписи (5), зафиксированную на штативе (6), наушники обследуемого лица (7), наушники оператора (11), портативный монитор обследуемого лица (12), персональный компьютер оператора (8).

Группа изобретений относится к медицине. Способ интерпретации электрокардиограммы (ЭКГ) осуществляют с помощью системы для интерпретации ЭКГ.

Изобретение относится к области военной техники и позволяет получить новую последовательность применения радиоприемных средств для решения задач контроля воздушного пространства.

Группа изобретений относится к способу и устройству формирования сигнала управления рулевым приводом беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Для формирования сигнала управления задают сигнал управления, усиливают его и ограничивают, фильтруют сигнал вычитания, усиливают отфильтрованный сигнал, формируют текущий скоростной сигнал отклонения руля и масштабируют его, отрабатывают текущий сигнал отклонения руля исполнительным механизмом, при этом дополнительно измеряют скоростной напор, угол атаки, коэффициент эффективности шарнирного момента от угла атаки и от отклонения руля, формируют текущий сигнал скорости с учетом его нечувствительности в зоне текущего значения шарнирного момента определенным образом.

Система автоматического управления углом курса и ограничения угла крена летательного аппарата содержит задатчик угла курса, четыре элемента сравнения, вычислитель заданного угла крена, алгебраический селектор минимального сигнала, вычислитель автопилота угла крена, сервопривод элеронов, датчик угла курса летательного аппарата, датчик угла крена летательного аппарата, задатчик максимального угла крена, залдатчик минимального угла крена, третий элемент сравнения, алгебраический селектор максимального сигнала, соединенные определенным образом.

Изобретение относится к способу управления рулем высоты самолета. Для управления рулем высоты измеряют угол тангажа, угол крена, вектор перегрузки, вектор угловой скорости, комплекс скоростных параметров, углы отклонения управляющих поверхностей самолета, вычисляют корректирующие сигналы приращения нормальной перегрузки и угловой скорости тангажа, определяют заданное значение приращения нормальной перегрузки, вычисляют величины позиционного и интегрального сигналов управления, формируют управляющий сигнал привода руля высоты определенным образом, передают управляющий сигнал на приводы руля высоты.

Группа изобретений относится к способу направления летательного аппарата в зоне руления аэродрома и устройству обработки данных системы направления. Для направления летательного аппарата определяют возможные будущие траектории руления поблизости от него, получают команду, относящуюся к траектории следования, направляют летательный аппарат по траектории, соответствующей указанной команде.

Система управления объектом в пространстве содержит не менее двух устройств управления и стабилизации объекта в пространстве. Устройство управления и стабилизации объекта в пространстве содержит два вращающихся элемента с одинаковыми массовыми моментами инерции и вращающимися в разные стороны и устройство их крепления.

Группа изобретений относится к устройству и способу оценки собственной позиции. Устройство оценки собственной позиции осуществляет способ, в котором обнаруживают относительную позицию цели, присутствующей около транспортного средства, и транспортного средства.

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления. Технический результат изобретения заключается в повышении структурной живучести распределенного пункта управления за счет повышения достоверности прогнозирования количества элементов распределенного пункта управления, которые могут выйти из строя в результате вскрытия и внешних деструктивных воздействий злоумышленника.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для управления движением космических аппаратов (КА) при осуществлении очистки космоса от мусора.

Изобретение относится к способу автоматического управления движением беспилотных летательных аппаратов – транспортных средств (БЛА – ТС) региональным Центром контроля и управления движением (ЦКУД).

Группа изобретений относится к устройству и способу управления мобильным роботизированным устройством сети роботизированных устройств. Устройство содержит процессор, блок памяти, сенсоры местоположения, сенсоры окружающей среды, модуль управления приводами, детектор изменения параметров задачи мониторинга, сетевой приемник/передатчик, детектор целевого объекта, блок памяти.

Изобретение относится к области техники и информатики. В способе управления технической системой при помощи удержания точки оптимума состояния системы на агрегированных двумерных и трехмерных группах параметров, накапливают данные о функционировании технической системы; выбирают одну из моделей функционирования отдельных агрегатов или их подсистем; агрегируют данные в группы параметров и получают аппроксимацию показателей к непрерывной функции.

Система формирования координат воздушного судна в условиях неполной и неточной навигационной информации содержит блок первичной фильтрации, блок формирования модели случайного процесса изменения координат воздушного судна, блок прогнозирования координат воздушного судна при отсутствии данных источников навигационной информации, мультиплексор, блок оценивания регулярности поступления данных источников навигационной информации, блок оценивания соответствия данных источников навигационной информации и сформированной модели случайного процесса изменения координат воздушного судна в полете, соединенные определенным образом. 1 ил.

Наверх